Cât de bine funcționează vehiculele electrice în condiții de frig sau căldură extremă?

Vehiculele electrice pot funcționa la orice temperatură, deși funcționează cel mai bine într-un fel de interval de temperatură Goldilocks în care mediul exterior nu este prea rece pentru a avea un efect negativ asupra capacității bateriei și nu este suficient de fierbinte pentru a necesita aer condiționare.

Cu toate acestea, autonomia vehiculelor electrice în condiții de frig și căldură extreme ar putea să nu fie atât de îngrozitoare pe cât vă așteptați și, pentru record, nici vehiculele pe benzină nu sunt imune la temperaturi extreme. Totuși, este important să înțelegem cum afectează căldura și frigul vehiculele electrice.

Cum afectează temperatura în general bateriile de mașini electrice

În general, vehiculele electrice pot funcționa bine în toate tipurile de vreme. Unele condiții meteorologice, la fel ca în cazul vehiculelor pe benzină, înseamnă că proprietarii de vehicule electrice trebuie să acorde o atenție mai mare modului în care conduc și să economisească energia bateriei.

De exemplu, EV-urile funcționează mai bine la căldură extremă decât la frig, deoarece vremea destul de rece va reduce temporar capacitatea bateriilor EV. Cu toate acestea, pornirea aerului condiționat pe vreme caldă poate reduce și raza de acțiune generală.

Toate acestea se datorează faptului că bateriile de mașini electrice sunt semnificativ mai avansate decât majoritatea bateriilor cu care ne confruntăm în viața de zi cu zi, dar sunt încă supuse acelorași legi de bază ale fizicii. Asta înseamnă că bateriile EV funcționează în moduri ușor misterioase pentru majoritatea dintre noi.

Cheia pentru înțelegerea impactului temperaturii asupra bateriilor EV constă în amintirea faptului că, în primul rând, bateria trebuie să fie capabilă să rețină și să descarce eficient energia. Aceasta înseamnă că o baterie nu trebuie doar să poată încărca puternic mașina, ci trebuie să poată păstra suficiente încărcări pentru a fi utilizate atunci când este necesar în diferite situații de conducere.

Capacitatea de a păstra aceste taxe este denumită „capacitate” sau „capacitate de stocare”. Când aceste încărcături sunt folosite de mașină, ele sunt „descărcate” prin alimentarea cu energie a motorului EV.

Atunci când o baterie este expusă la temperaturi extrem de scăzute, capacitatea sa de a stoca o încărcare poate fi diminuată. Potrivit unui studiu, capacitatea de încărcare a bateriei litiu-ion scade la aproximativ 77% la o temperatură de testare de 5 grade Fahrenheit, iar capacitatea de descărcare măsurată scade la 82% la aceeași temperatură de testare.

Deși capacitatea bateriei crește de obicei pe măsură ce temperatura bateriei crește, extrem de temperaturile exterioare ridicate pot cauza de fapt deteriorarea și chiar scăderea duratei de funcționare a unui baterie. Această degradare poate face ca o baterie EV să funcționeze mai puțin eficient.

Cum afectează temperatura în mod specific intervalul EV

Problemele de temperatură nu afectează doar bateria în sine. De asemenea, poate avea un impact asupra autonomiei generale a unui vehicul electric.

Temperatura afectează gama EV atât din perspectiva capacității, cât și din perspectiva utilizării:

1. Temperaturile externe scăzute pot reduce capacitatea de stocare a bateriilor EV, ceea ce înseamnă că EV nu poate stoca suficiente încărcări ale bateriei pentru a merge atât de departe cum ar fi în mod normal.
2. Evacuarea de la încălzirea sau răcirea cabinei interioare a unui vehicul electric poate reduce cantitatea disponibilă de energie stocată necesară pentru a muta efectiv un vehicul din punctul A în punctul B.

Efectul temperaturilor externe scăzute sau ridicate asupra capacității de stocare a bateriei este un factor important, dar nu ține cont pe deplin de reducerea intervalului EV observată atât la temperaturi scăzute, cât și la cele înalte.

Se pare că confortul șoferului și pasagerului are de fapt un efect mai mare asupra autonomiei vehiculelor electrice, deoarece este nevoie de multă putere pentru a încălzi sau răci cabina unui vehicul electric în condiții meteorologice extreme. De fapt, testele din lumea reală au arătat că intervalul EV scade la aproximativ 54% atunci când temperatura ambientală scade la 5 grade Fahrenheit. Această reducere se datorează, de obicei, cerințelor de putere pentru funcționarea unui încălzitor electric în condiții extrem de reci.

Acesta este un domeniu în care vehiculele pe benzină au un avantaj, deoarece motoarele cu ardere internă generează multă căldură reziduală ca produs secundar natural al funcționării. Acest lucru face, în esență, liber să încălziți o mașină pe benzină, în timp ce un vehicul electric trebuie să trimită energie care altfel ar fi putut duce la creșterea autonomiei în funcționarea unei pompe de căldură sau a unui încălzitor rezistiv.

Cu toate acestea, vehiculele pe benzină încă se confruntă cu probleme în situații meteorologice extreme, inclusiv economie de combustibil redusă la temperaturi scăzute din cauza altor factori. Potrivit Departamentului de Energie al SUA, Economiile de combustibil ale vehiculelor alimentate cu gaz scade cu aproximativ 15%. când temperatura scade la 20 de grade Fahrenheit în comparație cu economia de combustibil în condiții mai calmoase.

Atunci când temperaturile extreme oscilează în cealaltă direcție, reducerea intervalului EV se datorează în întregime costurilor de energie pentru răcirea cabinei. Aceasta este o zonă în care vehiculele pe benzină nu au un avantaj, deoarece rularea A/C într-un vehicul alimentat pe gaz necesită gaz care altfel ar fi putut fi folosit pentru a deplasa vehiculul.

Potrivit Departamentului de Energie al SUA, o mașină pe benzină poate avea autonomie redusă cu peste 25 la sută când rulați A/C pe vreme extrem de caldă. În comparație, se poate aștepta ca EV medie să atingă aproximativ 80% din intervalul său nominal în condițiile în care temperatura ambientală este de 104 de grade. În această situație particulară, este probabil ca un vehicul electric să depășească un vehicul alimentat cu benzină în ceea ce privește păstrarea mai multor autonomie.

Pompe de căldură vs. Încălzitoare rezistive în vehicule electrice

Atât încălzitoarele rezistive, cât și pompele de căldură pot fi utilizate în vehiculele electrice. Avantajul utilizării unei pompe de căldură într-un vehicul electric în locul unui încălzitor rezistiv este că pompele de căldură sunt pur și simplu mai eficiente din punct de vedere energetic.

Încălzitoarele rezistive transformă energia electrică în căldură, deoarece se încălzesc atunci când electricitatea trece prin ele. Pompele de căldură, pe de altă parte, mută în esență energia termică dintr-un loc în altul.

Un aparat de aer condiționat este ca o pompă de căldură unidirecțională care mută căldura din interiorul unui vehicul către exterior, răcind eficient interiorul în acest proces. Pompele de căldură sunt, de asemenea, reversibile, ceea ce înseamnă că una poate fi folosită fie pentru a crește, fie pentru a reduce temperatura într-un spațiu închis.

De fapt, conform unui studiu disponibil de la NHTSA, raza de acțiune a unui EV cu o pompă de căldură este cu aproximativ 30 la sută mai mare decât gama unui EV echipat numai cu un încălzitor rezistiv atunci când este funcționat la temperaturi extrem de scăzute.

Pompele de căldură sunt de obicei capabile să funcționeze în vehicule electrice la temperaturi de până la aproximativ 25 până la 30 de grade Fahrenheit, deși eficiența scade cu cât se răcește. La temperaturi chiar mai scăzute, devine mai eficient să treceți la un încălzitor rezistiv.

9 moduri de a gestiona raza de acțiune în condiții meteorologice extreme

Deși este adevărat că raza de acțiune a vehiculului electric poate fi redusă atât de vremea extrem de caldă, cât și de rece, există o serie de lucruri pe care le puteți face pentru a îmbunătăți raza de acțiune a unui vehicul electric în condiții meteorologice extreme:

1. Reduceți utilizarea aerului condiționat pe vreme caldă. Setați A/C la cea mai înaltă temperatură cu care vă simțiți confortabil și luați în considerare să vă răcoriți cu altele metode precum un ventilator portabil alimentat de baterii și o cudă de gheață plină cu băuturi răcoritoare atunci când mergi pe drum lung excursii.
2. Nu folosiți sisteme de accesorii decât dacă aveți nevoie de ele. Toate sistemele din EV consumă energie din aceleași baterii, deci totul, de la utilizarea divertismentului sistemul de a aprinde farurile în loc de doar luminile de mers în timpul zilei poate tăia vehiculul electric gamă. Păstrați la minimum utilizarea neesențială pentru a vă îmbunătăți raza de acțiune atunci când aveți deja nevoie de energie suplimentară pentru a încălzi sau răci cabina.
   
3. Încălzește sau răcește habitaclul vehiculului tău electric cât timp este încă conectat la priză. Dacă te gândești în avans și ajungi cabina la o temperatură confortabilă din timp, nu va trebui să consumi energia bateriei odată ce ești pe drum. Dacă vă puteți păstra vehiculul electric într-un garaj, în special într-un garaj cu climatizare, cu atât mai bine.
4. Parcați la umbră când este cald afară. Va trebui totuși să porniți A/C în condiții extrem de calde, dar parcarea la umbră va menține habitaclu mai rece și nu va trebui să folosiți atât de multă energie pentru a vă simți confortabil.
5. Încercați să rămâneți la modul economic dacă vehiculul dvs. îl are. Majoritatea EV-urilor au un mod ca acesta care oferă o durată mai bună a bateriei și o autonomie mai bună, cu prețul performanței.
6. Luați-o ușor când porniți și opriți. Accelerația bruscă și puternică necesită mult mai multă putere decât accelerarea lent. Pe de altă parte, sistemul de frânare regenerativă al EV captează mult mai multă putere atunci când frânezi încet, anticipând o oprire mai devreme, decât atunci când frânezi în ultimul moment. Rețineți că, dacă conduceți în condiții extreme, cum ar fi gheața sau zăpada, acest lucru va afecta, de asemenea, timpul necesar pentru a opri.
7. Țineți sub control viteza de croazieră. Majoritatea vehiculelor electrice oferă cea mai bună durată de viață a bateriei și cea mai lungă autonomie, atunci când îți menții viteza sub 50 MPH. Eficiența și gama scad brusc după aceea.
8. Evitați să vă încărcați bateria afară când temperatura ambientală este extrem de scăzută. Capacitatea de încărcare a bateriei scade cu cât devine mai rece, așa că începeți dintr-un loc mai bun dacă bateria dvs. nu este extrem de rece în timpul procesului de încărcare.
9. Păstrați-vă încărcătura ușoară. Te-ai încărcat pentru o excursie la schi sau o zi la plajă în weekend? Conducerea cu toată această greutate în plus toată săptămâna vă va reduce autonomia. Dacă aveți un transport de marfă pe acoperiș, luați în considerare să-l scoateți și atunci când nu este utilizat, deoarece rezistența suplimentară vă va reduce și raza de acțiune.