Kako dobro delujejo EV v ekstremnem mrazu ali vročini?

Električna vozila lahko delujejo pri kateri koli temperaturi, čeprav najbolje delujejo v nekakšnem temperaturnem območju Zlatolaska, kjer je zunanje okolje ni premrzlo, da bi negativno vplivalo na zmogljivost baterije, in ni dovolj vroče, da bi potreboval zrak kondicioniranje.

Doseg električnih vozil v ekstremnem mrazu in vročini morda ni tako grozen, kot bi pričakovali, in za zapisnik tudi vozila na plin niso imuna na temperaturne ekstreme. Kljub temu je pomembno razumeti, kako toplota in mraz vplivata na EV.

Kako temperatura na splošno vpliva na baterije električnih avtomobilov

Na splošno lahko EV-ji delujejo dobro v vseh vremenskih razmerah. Nekatere vremenske razmere, tako kot pri vozilih na bencinski pogon, pomenijo, da morajo lastniki električnih vozil biti nekoliko bolj pozorni na način vožnje in varčevanje z energijo baterije.

Na primer, EV delujejo bolje v ekstremni vročini kot mrazu, ker bo dovolj hladno vreme začasno zmanjšalo zmogljivost baterij EV. Vklop klimatske naprave v vročem vremenu pa lahko zmanjša tudi celoten doseg.

Vse to zato, ker so baterije električnih avtomobilov bistveno naprednejše od večine baterij, na katere se srečujemo v vsakdanjem življenju, a jih še vedno vežejo isti osnovni zakoni fizike. To pomeni, da EV baterije za večino od nas delujejo na nekoliko skrivnosten način.

Ključ do razumevanja temperaturnega vpliva na baterije EV je v tem, da se spomnimo, da mora biti baterija v prvi vrsti sposobna učinkovito zadržati in izprazniti energijo. To pomeni, da baterija ne sme biti sposobna le zmogljivo polniti avtomobila, temveč mora biti sposobna zadržati dovolj naboja za uporabo, kadar je to potrebno v različnih voznih situacijah.

Sposobnost zadrževanja teh dajatev se imenuje „zmogljivost“ ali „zmogljivost shranjevanja“. Ko te naboje uporablja avto, se "izpraznijo" z napajanjem motorja EV.

Ko je baterija izpostavljena izjemno nizkim temperaturam, se lahko zmanjša njena zmogljivost za shranjevanje naboja. Po eni študiji je zmogljivost polnjenja litij-ionske baterije pade na približno 77 odstotkov pri preskusni temperaturi 5 stopinj Fahrenheita, in izmerjena zmogljivost praznjenja pade na 82 odstotkov pri enaki preskusni temperaturi.

Čeprav se zmogljivost baterije običajno poveča, ko se temperatura baterije poveča, izjemno visoke zunanje temperature lahko dejansko povzročijo poslabšanje in celo skrajšajo življenjsko dobo a baterija. Ta degradacija lahko povzroči, da baterija EV deluje manj učinkovito.

Kako temperatura posebej vpliva na doseg EV

Težave s temperaturo ne vplivajo samo na baterijo. Prav tako lahko vpliva na celoten doseg EV.

Temperatura vpliva na obseg EV tako z vidika zmogljivosti kot uporabe:

1. Nizke zunanje temperature lahko zmanjšajo kapaciteto EV baterij, kar pomeni, da EV ne more shraniti dovolj napolnjenosti baterije, da bi šel tako daleč, kot bi običajno.
2. Odtok zaradi ogrevanja ali hlajenja notranje kabine EV lahko zmanjša razpoložljivo količino shranjene energije, ki je potrebna za dejansko premikanje vozila od točke A do točke B.

Učinek nizkih ali visokih zunanjih temperatur na kapaciteto akumulatorja je pomemben dejavnik, vendar ne upošteva v celoti zmanjšanja obsega EV, ki ga opazimo tako pri nizkih kot pri visokih temperaturah.

Izkazalo se je, da udobje voznika in sopotnika dejansko bolj vpliva na doseg EV, saj je za ogrevanje ali hlajenje kabine EV v ekstremnih vremenskih razmerah potrebno veliko energije. Dejansko je testiranje v resničnem svetu pokazalo, da doseg EV pade na približno 54 odstotkov, ko temperatura okolice pade na 5 stopinj Fahrenheita. To zmanjšanje je običajno posledica potreb po energiji pri delovanju električnega grelnika v izjemno hladnih razmerah.

To je eno od področij, kjer imajo vozila na bencinski pogon prednost, saj motorji z notranjim zgorevanjem proizvajajo veliko odpadne toplote kot naravni stranski produkt delovanja. Zaradi tega je v bistvu brezplačno ogrevanje avtomobila na plin, medtem ko mora EV namesto tega pošiljati energijo, ki bi sicer lahko povečala svoj doseg za delovanje toplotne črpalke ali uporovnega grelca.

Vendar pa imajo vozila na bencinski pogon težave tudi v ekstremnih vremenskih razmerah, vključno z zmanjšano porabo goriva pri nizkih temperaturah zaradi drugih dejavnikov. Po podatkih ameriškega ministrstva za energijo, poraba goriva pri vozilih na plin se zmanjša za približno 15 odstotkov ko temperatura pade na 20 stopinj Fahrenheita v primerjavi z porabo goriva v bolj balzamskih pogojih.

Ko ekstremne temperature zanihajo v drugo smer, je zmanjšanje dosega EV v celoti posledica stroškov energije za hlajenje kabine. To je področje, kjer vozila na plin nimajo prednosti, saj zagon klimatske naprave v vozilu na plin potrebuje plin, ki bi ga sicer lahko uporabili za premikanje vozila.

Po podatkih ameriškega ministrstva za energijo, avtomobilu na plin se lahko doseg zmanjša za več kot 25 odstotkov pri vklopu klimatske naprave v izjemno vročem vremenu. Za primerjavo, lahko pričakujemo, da bo povprečni EV dosegel približno 80 odstotkov svojega nazivnega območja v pogojih, ko je temperatura okolice 104 stopinje. V tej posebni situaciji bo EV verjetno premagal vozilo na plin, kar zadeva ohranitev večjega dosega.

Toplotne črpalke vs. Uporovni grelniki v električnih vozilih

V električnih vozilih se lahko uporabljajo tako uporovni grelniki kot toplotne črpalke. Prednost uporabe toplotne črpalke v EV namesto uporovnega grelnika je, da so toplotne črpalke preprosto energetsko učinkovitejše.

Uporovni grelniki pretvarjajo električno energijo v toploto, ker se segrejejo, ko električna energija teče skozi njih. Po drugi strani pa toplotne črpalke v bistvu samo prenašajo toplotno energijo iz enega kraja v drugega.

Klimatska naprava je kot enosmerna toplotna črpalka, ki prenaša toploto iz notranjosti vozila na zunanjost in pri tem učinkovito hladi notranjost. Toplotne črpalke so tudi reverzibilne, kar pomeni, da jih je mogoče uporabiti za dvig ali znižanje temperature v zaprtem prostoru.

Pravzaprav je v skladu z eno študijo, ki je na voljo pri NHTSA, doseg EV s toplotno črpalko je približno 30 odstotkov večji kot obseg EV, opremljenega samo z uporovnim grelcem, ko deluje pri izjemno nizkih temperaturah.

Toplotne črpalke so običajno sposobne delovati v EV pri temperaturah do približno 25 do 30 stopinj Fahrenheita, čeprav učinkovitost pada, ko je hladneje. Pri še nižjih temperaturah postane učinkovitejši prehod na uporovni grelec.

9 načinov za upravljanje dosega v ekstremnih vremenskih razmerah

Čeprav je res, da lahko doseg EV zmanjša tako zelo vroče kot hladno vreme, obstaja več stvari, ki jih lahko storite za izboljšanje dosega EV v ekstremnih vremenskih razmerah:

1. Zmanjšajte uporabo klimatske naprave v vročem vremenu. Nastavite klimatsko napravo na najvišjo temperaturo, ki vam ustreza, in razmislite o hlajenju z drugimi metode, kot sta prenosni ventilator na baterijo in ledena skrinja, polna hladnih pijač, ko greste na dolgo pot potovanja.
2. Ne uporabljajte dodatnih sistemov, razen če jih potrebujete. Vsi sistemi v vašem EV črpajo energijo iz istih baterij, torej vse od uporabe zabave sistem za prižiganje žarometov namesto samo dnevnih luči lahko zareže vaš EV obseg. Nebistveno uporabo zmanjšajte na minimum, da izboljšate svoj doseg, ko že potrebujete dodatno moč za ogrevanje ali hlajenje kabine.
   
3. Ogrevajte ali ohladite potniški prostor vašega EV, ko je še vedno priključen. Če razmišljate vnaprej in pred časom spravite kabino na udobno temperaturo, vam ne bo treba porabiti energije baterije, ko ste na poti. Če lahko svoj EV hranite v garaži, še posebej v garaži s klimatsko napravo, še toliko bolje.
4. Ko je vroče, parkirajte v senci. Še vedno boste morali vklopiti klimatsko napravo v izredno vročih razmerah, vendar bo parkiranje v senci poskrbelo, da bo potniški prostor hladnejši in za udobno počutje vam ne bo treba porabiti toliko energije.
5. Poskusite se držati varčnega načina, če ga ima vaše vozilo. Večina EV ima takšen način, ki zagotavlja boljšo življenjsko dobo baterije in doseg za ceno zmogljivosti.
6. Pomirite se pri speljevanju in ustavljanju. Nenadno močno pospeševanje zahteva veliko več moči kot počasno pospeševanje. Po drugi strani pa sistem regenerativnega zaviranja vašega EV zajame veliko več moči, ko zavirate počasi in predvidevate, da se boste predčasno ustavili, kot ko v zadnjem trenutku pritisnete na zavore. Upoštevajte, da če vozite v ekstremnih razmerah, kot sta led ali sneg, bo to vplivalo tudi na to, koliko časa potrebujete, da se ustavite.
7. Naj bo vaša potovalna hitrost pod nadzorom. Večina električnih vozil zagotavlja najboljšo življenjsko dobo baterije in najdaljši doseg, če vzdržujete hitrost pod 50 MPH. Učinkovitost in doseg se po tem močno zmanjšata.
8. Izogibajte se polnjenju baterije zunaj, ko je temperatura okolice izjemno nizka. Zmogljivost polnjenja baterije pada, ko je hladneje, zato začnete z boljšega mesta, če baterija med polnjenjem ni zelo hladna.
9. Naj bo vaša obremenitev majhna. Ste se naložili na smučarski izlet ali dan na plaži ob koncu tedna? Če se ves teden vozite z vso to dodatno težo, se bo vaš doseg zmanjšal. Če imate strešni tovorni nosilec, razmislite o odstranitvi tudi, ko ni v uporabi, saj bo dodatni upor zmanjšal tudi vaš doseg.