Колко добре работят електромобилите при екстремни студове или горещини?

Електрическите превозни средства могат да работят при всяка температура, въпреки че работят най-добре в един вид температурен диапазон на Златокоска, където външната среда не е твърде студена, за да има неблагоприятен ефект върху капацитета на батерията и не е достатъчно гореща, за да се нуждае от въздух кондициониране.

Въпреки това, обхватът на електрическите превозни средства в екстремни студове и горещини може да не е толкова ужасен, колкото очаквате, а за протокола, превозните средства, задвижвани с газ, също не са имунизирани от температурни крайности. Все пак е важно да се разбере как топлината и студът влияят на електромобилите.

Как температурата по принцип влияе върху акумулаторите на електрически автомобили

Като цяло електромобилите могат и се представят добре при всякакви метеорологични условия. Някои метеорологични условия, точно както при превозните средства, задвижвани с бензин, означават, че собствениците на EV трябва да обърнат малко по-голямо внимание на начина, по който шофират и пестят енергия от батерията.

Например електромобилите работят по-добре при екстремни горещини, отколкото при студ, защото достатъчно студено време временно ще намали капацитета на батериите на EV. Включването на климатика в горещо време обаче също може да намали общия обхват.

Всичко това е, защото акумулаторите на електрически автомобили са значително по-напреднали от повечето батерии, с които се сблъскваме в ежедневието си, но те все още са обвързани от същите основни закони на физиката. Това означава, че EV батериите работят по малко мистериозен начин за повечето от нас.

Ключът към разбирането на температурното въздействие върху батериите на EV се крие в запомнянето, че преди всичко батерията трябва да може ефективно да задържа и разрежда енергия. Това означава, че батерията трябва не само да може да зарежда мощно колата, но трябва да може да задържа достатъчно заряди, за да се използва, когато е необходимо в различни ситуации на шофиране.

Възможността за задържане на тези такси се нарича „капацитет“ или „капацитет за съхранение“. Когато тези заряди се използват от колата, те се „разреждат“ чрез подаване на мощност към двигателя на EV.

Когато батерията е изложена на изключително ниски температури, капацитетът й да съхранява заряд може да бъде намален. Според едно проучване капацитетът на зареждане на литиево-йонната батерия пада до около 77 процента при температура на тестване от 5 градуса по Фаренхайт, а измереният капацитет на разреждане пада до 82 процента при същата температура на изпитване.

Въпреки че капацитетът на батерията обикновено се увеличава с повишаване на температурата на батерията, изключително високите външни температури всъщност могат да причинят влошаване и дори да намалят експлоатационния живот на a батерия. Това влошаване може да доведе до по-малко ефективно функциониране на батерията на EV.

Как температурата се отразява конкретно на обхвата на EV

Проблемите с температурата не засягат само самата батерия. Това също може да повлияе на общия обхват на EV.

Температурата влияе на обхвата на EV както от гледна точка на капацитета, така и от гледна точка на употреба:

1. Ниските външни температури могат да намалят капацитета за съхранение на батериите на EV, което означава, че EV не може да съхранява достатъчно заряди на батерията, за да стигне толкова далеч, колкото обикновено.
2. Отводняването от отоплението или охлаждането на вътрешната кабина на EV може да намали наличното количество съхранявана енергия, необходима за действително придвижване на превозно средство от точка А до точка Б.

Ефектът от ниските или високите външни температури върху капацитета за съхранение на батерията е важен фактор, но не отчита напълно намаляването на обхвата на EV, наблюдавано както при ниски, така и при високи температури.

Оказва се, че комфортът на водача и пътника всъщност има по-голям ефект върху обхвата на EV, тъй като се изисква много енергия за отопление или охлаждане на кабината на EV при екстремни метеорологични условия. Всъщност тестовете в реалния свят показват, че обхватът на EV пада до около 54 процента, когато температурата на околната среда падне до 5 градуса по Фаренхайт. Това намаление обикновено се дължи на изискванията за мощност при работа на електрически нагревател при изключително студени условия.

Това е една област, в която превозните средства, задвижвани с бензин, имат предимство, тъй като двигателите с вътрешно горене генерират много отпадна топлина като естествен страничен продукт от работата. Това прави по същество безплатно затоплянето на автомобил, задвижван с газ, докато EV вместо това трябва да изпраща енергия, която иначе би могла да увеличи обхвата си за работа с термопомпа или резистивен нагревател.

Въпреки това, превозните средства, задвижвани с бензин, все още изпитват проблеми и при екстремни метеорологични ситуации, включително намалена икономия на гориво при ниски температури поради други фактори. Според Министерството на енергетиката на САЩ, икономията на гориво на автомобилите, задвижвани с газ, намалява с около 15 процента когато температурата падне до 20 градуса по Фаренхайт в сравнение с икономията на гориво в по-балмирни условия.

Когато екстремните температури се променят в друга посока, намаляването на обхвата на EV се дължи изцяло на енергийните разходи за охлаждане на кабината. Това е област, в която превозните средства, задвижвани с газ, нямат предимство, тъй като пускането на климатика в превозно средство с газово задвижване отнема газ, който иначе би могъл да бъде използван за придвижване на превозното средство.

Според Министерството на енергетиката на САЩ, пробегът на автомобил, задвижван с газ, може да бъде намален с над 25 процента при пускане на климатика в изключително горещо време. За сравнение, средният EV може да се очаква да достигне около 80 процента от номиналния си диапазон при условия, при които температурата на околната среда е 104 градуса. В тази конкретна ситуация EV вероятно ще победи превозното средство, захранвано с газ, по отношение на запазването на повече от своя обхват.

Термопомпи vs. Резистивни нагреватели в EV

В електромобилите могат да се използват както резистивни нагреватели, така и термопомпи. Предимството от използването на термопомпа в EV вместо резистивен нагревател е, че термопомпите са просто по-енергийно ефективни.

Резистивните нагреватели преобразуват електрическата енергия в топлина, защото се нагряват, когато електричеството протича през тях. Термопомпите, от друга страна, по същество просто преместват топлинната енергия от едно място на друго.

Климатикът е нещо като еднопосочна термопомпа, която премества топлината от вътрешността на превозното средство към екстериора, като ефективно охлажда интериора в процеса. Термопомпите също са обратими, което означава, че може да се използва за повишаване или понижаване на температурата в затворено пространство.

Всъщност, според едно проучване, достъпно от NHTSA, обхватът на EV с термопомпа е с около 30 процента по-голям отколкото обхвата на електромобил, оборудван само с резистивен нагревател, когато работи при изключително ниски температури.

Термопомпите обикновено са в състояние да работят в електромобили при температури до около 25 до 30 градуса по Фаренхайт, въпреки че ефективността намалява, колкото става по-студено. При още по-ниски температури става по-ефективно преминаването към резистивен нагревател.

9 начина за управление на обхвата при екстремни метеорологични условия

Въпреки че е вярно, че обхватът на EV може да бъде намален както от изключително горещо, така и от студено време, има редица неща, които можете да направите, за да подобрите обхвата на EV при екстремни метеорологични условия:

1. Намалете използването на климатик в горещо време. Настройте климатика на най-високата температура, която ви е удобна, и помислете за охлаждане с други методи като преносим вентилатор, захранван от батерии и леден сандък, пълен с хладни напитки, когато тръгвате на дълъг път пътувания.
2. Не използвайте допълнителни системи, освен ако не се нуждаете от тях. Всички системи във вашия EV черпят енергия от едни и същи батерии, така че всичко от използването на забавлението Системата за включване на фаровете вместо само светлините за движение през деня може да се намеси във вашия EV обхват. Сведете до минимум несъществената употреба, за да подобрите обхвата си, когато вече се нуждаете от допълнителна мощност за отопление или охлаждане на кабината.
   
3. Загрейте или охладете купето на вашия EV, докато все още е включено. Ако мислите предварително и предварително накарате кабината да достигне комфортна температура, няма да е необходимо да изгаряте батерията, след като сте на път. Ако можете да държите вашия EV в гараж, особено в гараж с контролиран климат, още по-добре.
4. Паркирайте на сянка, когато навън е горещо. Все още ще трябва да пуснете климатика при изключително горещи условия, но паркирането на сянка ще поддържа купето по-хладно и няма да е необходимо да използвате толкова много енергия, за да се почувствате удобно.
5. Опитайте се да се придържате към икономичен режим, ако вашият автомобил го има. Повечето EV имат режим като този, който осигурява по-добър живот на батерията и обхват, за сметка на производителността.
6. Успокойте се при стартиране и спиране. Внезапното, силно ускорение отнема много повече мощност, отколкото бавното ускоряване. От друга страна, регенеративната спирачна система на вашето EV улавя много повече мощност, когато спирате бавно, очаквайки спиране по-рано, отколкото когато натискате спирачките в последния момент. Имайте предвид, че ако шофирате в екстремни условия, като лед или сняг, това също ще повлияе на това колко време ще ви отнеме да спрете.
7. Поддържайте крейсерската си скорост под контрол. Повечето EV осигуряват най-добрия живот на батерията и най-дълъг обхват, когато поддържате скоростта си под 50 MPH. След това ефективността и обхватът рязко намаляват.
8. Избягвайте да зареждате батерията навън, когато температурата на околната среда е изключително ниска. Капацитетът на зареждане на батерията намалява, колкото става по-студено, така че започвате от по-добро място, ако батерията ви не е изключително студена по време на процеса на зареждане.
9. Дръжте товара си лек. Заредихте ли се за ски пътуване или ден на плажа през уикенда? Шофирането с цялото това допълнително тегло през цялата седмица ще намали обхвата ви. Ако имате товарен превозвач на покрива, помислете и за премахването му, когато не се използва, тъй като допълнителното съпротивление също ще намали обхвата ви.