Ну что ж, провел натурные эксперименты, раз уж оценкам не верят. Основной результат - ошибся с теплоемкостью аккумулятора, занизил примерно в 2 раза. В общем. ожидаемо, состав покомпонентно в нем сложно оценить. Думал, основной вес там все-таки занимает свинец, похоже, что не так. Ну это лирика, перейдем к физике.
Для экспериментов был взят старый аккумулятор 45Ач, электронный уличный термометр с вынесенным датчиком и остатки фольгированного изолона 1 см толщиной, оставшегося после утепления капота. Из изолона скотчем слеплено 2 кожуха, один закрывает целиком аккумулятор, на второй материала хватило не полностью, не были сделаны торцевая стенка и дно. Показания термометра плавают и гуляют в пределах около 1 градуса.
Эксперимент первый. Остывание аккумулятора в одинарном термокожухе.
Аккумулятор в однослойном кожухе был вынесен с комнаты на улицу. Температура на улице 0-2 С, периодически контролировалась вытаскиванием датчика наружу. Пасмурно (нет нагрева солнцем), легкий ветерок (гарантированно уличная температура на поверхности кожуха). Результат - постоянная времени охлаждения 8,5 часов. Т.е. за это время разница температур упадет в 2.71 раза.
Эксперимент второй. Остывание в "полуторном" термокожухе.
Аккумулятор за ночь согрет в комнате, упакован уже в "полтора" слоя. Погодные условия аналогичны первому эксперименту, температура около 0 С. Постоянная времени - 12,5 часов.
Эксперимент третий. Нагрев аккумулятора.
Для нагрева была спаяна гирлянда из 10 безцокольных ламп 12V 5W. Лампы соединены попарно последовательно-параллельно, чтобы избежать локальных перегревов и оплавлений и худо-бедно размазать нагрев по поверхности боковых стенок. Несмотря на это, в местах самих ламп кожух снаружи ощутимо нагревался, т.е. тепло частично шло наружу. Общая мощность составила 15W: рабочее напряжение 12.34В, ток 1.27А (измерено цифровым мультимером). Сам датчик температуры был прикреплен к торцевой стенке аккумулятора скотчем и теплоизолирован куском изолона от внешней среды. Средний нагрев составил 4 град/час. Соответственно, при наличии нормальных плоских нагревателей на мощность 50W за час аккумулятор нагреется на 12-15 С.
Эксперимент четвертый. Тепловой режим обычного аккумулятора в машине.
Датчик термометра был прикреплен на стенке аккумулятора как и в третьем эксперименте, дабы окружающий воздух и тепловые излучения на него не влияли.
На улице температура -2.5 С, штиль. В машине утеплен капот тем же изолоном, все остальное не тронуто, картонок не стоит, дыры в подкапотном не заделаны. Простояла машина без движения практически сутки, остыла до уличной температуры.
1. Изначально температура аккумулятора -1.5 С, уличная температура.
2. Завод, 10 мин на холостом ходу пока чистится снег. Двигатель 57С, аккумулятор -0.4С. Практически не согрелся.
3. Поездка 5 мин до магазина, 10 мин холостого хода. Двигатель 78С, аккумулятор 3.7С. Понемногу согревается.
4. Поездка 25 мин по городку 40-60 км/ч. Двигатель 90С, аккумулятор 0.3С. Замерз, собака. В процессе езды температура аккумулятора опускалась до -1С. Т.е. подкапотное пространство активно вентилируется. и все там остужает.
5. Стоянка 10 мин на холостом ходу. Двигатель 90С, аккумулятор прогревается до 7.4С. Ветра нет, под капотом тепло не выдувается.
6. После выключения двигателя температура двигателя постепенно падает, аккумулятор нагревается еще на 2 градуса и останавливается. Т.е. после часа езды удается нагреть аккумулятор на 10С, дальше не идет, несмотря на еще горячий двигатель. Через 3-4 часа его температура начинает падать. При этом постоянная времени остывания двигателя всего 2 часа! И это при утепленном капоте и без ветра. Аккумулятор будет остывать примерно с той же скоростью, когда их температуры сравняются. В результате за ночь и движок и аккумулятор гарантированно выстынут до уличной температуры. В термокожухе у аккумулятора еще есть неплохой шанс.
Все измерения в таблицах и графиках
сведены в документе.
Для меня вывод - термокожух штука рабочая, хотя для лучшего нагрева хотелось бы 100Вт. Собственно, это мощность головного света. Дальше уже можно изыскивать варианты всякого адаптивного изменения мощности нагрева и т.д. 10 минут на холостом погрел без включения фар, уже на аккуме +6 градусов. С учетом остаточной температуры +10 к окружающему воздуху. А вот обогрев аккумулятора остаточным теплом двигателя - в большой мере фигня. Работает в пределах 4-6 часов. Потребуется именно утепление всего подкапотного пространства с затыканием всех дыр, откуда ветерком может выдувать тепло, а не просто защита от встречного ветра.