Jak dobrze pojazdy elektryczne działają w skrajnie niskiej lub wysokiej temperaturze?

Pojazdy elektryczne mogą pracować w dowolnej temperaturze, chociaż najlepiej działają w pewnym zakresie temperatur Złotowłosej, gdzie środowisko zewnętrzne nie jest zbyt zimne, aby mieć negatywny wpływ na pojemność baterii i nie jest wystarczająco gorące, aby wymagać powietrza kondycjonowanie.

Zasięg pojazdów elektrycznych w ekstremalnie niskich i wysokich temperaturach może nie być tak straszny, jak się spodziewasz, a pojazdy napędzane gazem również nie są odporne na ekstremalne temperatury. Mimo to ważne jest, aby zrozumieć, jak ciepło i zimno wpływają na pojazdy elektryczne.

Jak temperatura ogólnie wpływa na akumulatory samochodów elektrycznych?

Ogólnie rzecz biorąc, pojazdy elektryczne mogą i radzą sobie dobrze w każdych warunkach pogodowych. Niektóre warunki pogodowe, podobnie jak w przypadku pojazdów napędzanych benzyną, oznaczają, że właściciele pojazdów elektrycznych muszą zwracać nieco większą uwagę na sposób jazdy i oszczędzać energię akumulatora.

Na przykład pojazdy elektryczne działają lepiej w ekstremalnych upałach niż w niskich temperaturach, ponieważ wystarczająco zimna pogoda tymczasowo zmniejszy pojemność akumulatorów EV. Jednak włączenie klimatyzacji w czasie upałów może również zmniejszyć ogólny zasięg.

Wszystko to dlatego, że akumulatory do samochodów elektrycznych są znacznie bardziej zaawansowane niż większość akumulatorów, z którymi spotykamy się w naszym codziennym życiu, ale nadal obowiązują te same podstawowe prawa fizyki. Oznacza to, że akumulatory EV działają w nieco tajemniczy sposób dla większości z nas.

Kluczem do zrozumienia wpływu temperatury na akumulatory EV jest pamiętanie, że akumulator musi być przede wszystkim zdolny do efektywnego przechowywania i rozładowywania energii. Oznacza to, że akumulator musi nie tylko być w stanie mocno naładować samochód, ale musi być w stanie utrzymać wystarczającą ilość ładunku, aby móc go użyć w razie potrzeby w różnych sytuacjach drogowych.

Zdolność do utrzymywania tych opłat jest określana jako „pojemność” lub „pojemność magazynowa”. Kiedy te ładunki są wykorzystywane przez samochód, są „rozładowywane” poprzez dostarczanie mocy do silnika pojazdu elektrycznego.

Gdy bateria jest wystawiona na działanie ekstremalnie niskich temperatur, jej zdolność do przechowywania ładunku może ulec zmniejszeniu. Według jednego badania pojemność ładowania akumulatora litowo-jonowego spada do około 77 procent w temperaturze testowej 5 stopni Fahrenheita, a zmierzona pojemność rozładowania spada do 82 procent w tej samej temperaturze testowej.

Chociaż pojemność baterii zwykle wzrasta wraz ze wzrostem temperatury baterii, niezwykle wysokie temperatury zewnętrzne mogą w rzeczywistości powodować pogorszenie, a nawet skrócić żywotność a bateria. Ta degradacja może spowodować, że akumulator EV będzie działał mniej wydajnie.

Jak temperatura wpływa konkretnie na zakres EV

Problemy z temperaturą wpływają nie tylko na samą baterię. Może to również wpłynąć na ogólny zasięg pojazdu elektrycznego.

Temperatura wpływa na zasięg EV zarówno z perspektywy pojemności, jak i użytkowania:

1. Niskie temperatury zewnętrzne mogą zmniejszać pojemność akumulatorów EV, co oznacza, że ​​EV nie może przechowywać wystarczającej liczby ładunków, aby pojechać tak daleko, jak normalnie.
2. Odpływ z ogrzewania lub chłodzenia wnętrza kabiny pojazdu elektrycznego może zmniejszyć dostępną ilość zmagazynowanej energii potrzebnej do faktycznego przemieszczenia pojazdu z punktu A do punktu B.

Wpływ niskich lub wysokich temperatur zewnętrznych na pojemność baterii jest ważnym czynnikiem, ale nie uwzględnia w pełni zmniejszenia zasięgu EV obserwowanego zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach.

Okazuje się, że komfort kierowcy i pasażera w rzeczywistości ma większy wpływ na zasięg pojazdu elektrycznego, ponieważ ogrzewanie lub chłodzenie kabiny pojazdu elektrycznego w ekstremalnych warunkach pogodowych wymaga dużej ilości energii. W rzeczywistości testy w warunkach rzeczywistych wykazały, że zasięg EV spada do około 54 procent, gdy temperatura otoczenia spada do 5 stopni Fahrenheita. Zmniejszenie to jest zwykle spowodowane zapotrzebowaniem mocy na działanie nagrzewnicy elektrycznej w ekstremalnie zimnych warunkach.

Jest to jeden z obszarów, w którym pojazdy napędzane benzyną mają przewagę, ponieważ silniki spalinowe generują dużo ciepła odpadowego jako naturalny produkt uboczny eksploatacji. To sprawia, że ​​ogrzewanie samochodu zasilanego gazem jest zasadniczo darmowe, podczas gdy pojazd elektryczny musi zamiast tego przesyłać energię, która w przeciwnym razie mogłaby zostać wykorzystana do zwiększenia zasięgu, do uruchomienia pompy ciepła lub grzejnika oporowego.

Jednak pojazdy benzynowe nadal doświadczają problemów w ekstremalnych sytuacjach pogodowych, w tym zmniejszonej oszczędności paliwa w niskich temperaturach z powodu innych czynników. Według Departamentu Energii USA zużycie paliwa w pojazdach na gaz spada o około 15 procent gdy temperatura spada do 20 stopni Fahrenheita w porównaniu do oszczędności paliwa w bardziej korzystnych warunkach.

Gdy ekstremalne temperatury zmieniają się w przeciwnym kierunku, zmniejszenie zasięgu pojazdów elektrycznych wynika wyłącznie z kosztów energii chłodzenia kabiny. Jest to obszar, w którym pojazdy zasilane gazem nie mają przewagi, ponieważ uruchamianie klimatyzacji w pojeździe zasilanym gazem wymaga gazu, który w innym przypadku mógłby zostać wykorzystany do poruszania się pojazdu.

Według Departamentu Energii USA samochód na gaz może mieć zmniejszony zasięg o ponad 25 procent podczas uruchamiania klimatyzacji w ekstremalnie upalne dni. Dla porównania, w warunkach, w których temperatura otoczenia wynosi 104 stopnie, można oczekiwać, że przeciętny EV osiągnie około 80 procent swojego zakresu znamionowego. W tej konkretnej sytuacji pojazd elektryczny prawdopodobnie przebije pojazd napędzany gazem pod względem zachowania większego zasięgu.

Pompy ciepła a Grzejniki oporowe w pojazdach elektrycznych

W pojazdach elektrycznych można stosować zarówno grzałki oporowe, jak i pompy ciepła. Zaletą zastosowania pompy ciepła w EV zamiast grzejnika oporowego jest to, że pompy ciepła są po prostu bardziej energooszczędne.

Grzejniki oporowe przekształcają energię elektryczną w ciepło, ponieważ nagrzewają się, gdy przepływa przez nie energia elektryczna. Z drugiej strony pompy ciepła po prostu przenoszą energię cieplną z jednego miejsca do drugiego.

Klimatyzator jest rodzajem jednokierunkowej pompy ciepła, która przenosi ciepło z wnętrza pojazdu na zewnątrz, skutecznie chłodząc jego wnętrze. Pompy ciepła są również odwracalne, co oznacza, że ​​można ich używać do podnoszenia lub obniżania temperatury w zamkniętej przestrzeni.

W rzeczywistości, zgodnie z jednym badaniem dostępnym z NHTSA, zasięg pojazdu elektrycznego z pompą ciepła jest o około 30 procent większy niż w przypadku pojazdów elektrycznych wyposażonych tylko w grzałkę rezystancyjną podczas pracy w ekstremalnie niskich temperaturach.

Pompy ciepła są zazwyczaj zdolne do pracy w pojazdach elektrycznych w temperaturach do około 25 do 30 stopni Fahrenheita, chociaż wydajność spada wraz ze spadkiem temperatury. W jeszcze niższych temperaturach przejście na grzałkę rezystancyjną staje się bardziej efektywne.

9 sposobów zarządzania zasięgiem w ekstremalnych warunkach pogodowych

Chociaż prawdą jest, że zasięg EV może być zmniejszony zarówno przez ekstremalnie upalną, jak i zimną pogodę, istnieje wiele rzeczy, które możesz zrobić, aby poprawić zasięg EV w ekstremalnych warunkach pogodowych:

1. Ogranicz korzystanie z klimatyzacji w czasie upałów. Ustaw klimatyzację na najwyższą temperaturę, z jaką czujesz się komfortowo i rozważ ochłodzenie się z innymi metody takie jak przenośny wentylator na baterie i skrzynia lodowa pełna chłodnych napojów podczas długich podróży wycieczki.
2. Nie używaj systemów akcesoriów, chyba że ich potrzebujesz. Wszystkie systemy w Twoim EV pobierają energię z tych samych baterii, więc wszystko od korzystania z rozrywki system włączania reflektorów zamiast samych świateł do jazdy w ciągu dnia może wcinać się w pojazdy elektryczne zasięg. Ogranicz do minimum niepotrzebne użycie, aby zwiększyć zasięg, gdy już potrzebujesz dodatkowej mocy do ogrzania lub schłodzenia kabiny.
   
3. Ogrzej lub ochłodź kabinę Twojego pojazdu elektrycznego, gdy jest jeszcze podłączony. Jeśli myślisz z wyprzedzeniem i ustawisz w kabinie komfortową temperaturę, nie będziesz musiał rozładowywać baterii, gdy będziesz w drodze. Jeśli możesz trzymać swój samochód elektryczny w garażu, zwłaszcza w klimatyzowanym, tym lepiej.
4. Zaparkuj w cieniu, gdy na dworze jest gorąco. Nadal będziesz musiał włączać klimatyzację w ekstremalnie gorących warunkach, ale parkowanie w cieniu zapewni chłodniejsze chłodzenie kabiny pasażerskiej i nie będziesz musiał zużywać tyle energii, aby poczuć się komfortowo.
5. Spróbuj pozostać w trybie ekonomicznym, jeśli Twój pojazd go posiada. Większość pojazdów elektrycznych ma taki tryb, który zapewnia lepszą żywotność baterii i zasięg kosztem wydajności.
6. Spokojnie przy uruchamianiu i zatrzymywaniu. Nagłe, gwałtowne przyspieszanie wymaga o wiele więcej mocy niż powolne przyspieszanie. Z drugiej strony, regeneracyjny układ hamulcowy pojazdu elektrycznego przechwytuje znacznie więcej mocy, gdy hamujesz powoli, przewidując wczesne zatrzymanie, niż gdy hamujesz w ostatniej chwili. Pamiętaj, że jeśli jedziesz w ekstremalnych warunkach, takich jak lód lub śnieg, ma to również wpływ na to, jak długo zajmie Ci zatrzymanie się.
7. Utrzymuj swoją prędkość podróżną pod kontrolą. Większość pojazdów elektrycznych zapewnia najlepszą żywotność baterii i największy zasięg, gdy utrzymujesz prędkość poniżej 50 mil na godzinę. Wydajność i zasięg gwałtownie spadają po tym.
8. Unikaj ładowania baterii na zewnątrz, gdy temperatura otoczenia jest bardzo niska. Pojemność baterii spada wraz ze spadkiem temperatury, więc zaczynasz z lepszego miejsca, jeśli bateria nie jest bardzo zimna podczas procesu ładowania.
9. Utrzymuj swój ładunek lekki. Załadowałeś się na wyjazd na narty lub weekend na plażę? Jeżdżenie z tą dodatkową wagą przez cały tydzień zmniejszy twój zasięg. Jeśli masz bagażnik na dach, rozważ jego usunięcie, gdy nie jest używany, ponieważ dodatkowy opór zmniejszy również Twój zasięg.