Pojazdy elektryczne na mrozie

Wraz z nadejściem zimy właściciele samochodów elektrycznych martwią się o to, jak zimno wpłynie na zasięg ich pojazdów. Wątki wiadomości o tytułach takich jak Ostrzeżenie o jeździe zimą i Inny sposób na upojenie się podczas długich podróży bez upałów pojawiają się na forach internetowych klientów prowadzonych przez Tesla Motors, która sprzedaje wiele swoich samochodów w szczególnie zimnych miejscach, takich jak Norwegia.

Zimna pogoda stawia dwa główne wyzwania dla pojazdów elektrycznych: zimne powietrze ogranicza wydajność akumulatora, a działanie nagrzewnicy powoduje wyczerpywanie akumulatora. Gdy temperatury spadają poniżej zera, niektórzy kierowcy przyzwyczajeni do przejechania 250 mil na jednym ładowaniu widzieli swój samochód spadek zasięgu do 180 mil. Kierowcy w ekstremalnych klimatach mogą zauważyć jeszcze większy spadek zasięgu. Może to zmusić kierowców do wybierania samochodów z większymi akumulatorami niż potrzebowaliby latem, zwiększając koszt samochodów o 10 000 USD lub więcej.

Kierowcy mogą podjąć pewne działania, aby poprawić zasięg pojazdu elektrycznego. Jednak przy istniejących akumulatorach i grzejnikach pewna utrata zasięgu jest nieunikniona. Naukowcy pracują nad poprawkami technologicznymi, które nie będą gotowe przez lata.

Niskie temperatury wpływają przede wszystkim na to, jak szybko energia może być pobierana z akumulatora lub wkładana z powrotem — to znaczy, ile energii może dostarczyć do przyspieszenia i jak szybko można ją naładować. Aby to zrekompensować, producenci samochodów czasami używają grzejnika elektrycznego do podgrzania akumulatora. Jeśli ta grzałka jest zasilana z samego akumulatora, zużywa energię, która w przeciwnym razie zostałaby wykorzystana do napędzania samochodu. Liść Nissana jest jednym z takich samochodów.

Tesla ma inne podejście. Po rozpoczęciu jazdy ciepło wytwarzane przez silnik jest wykorzystywane do nagrzewania akumulatora. Takie podejście jest bardziej wydajne, ponieważ wykorzystuje ciepło odpadowe, a nie energię elektryczną. Ale praca zajmuje trochę czasu, ponieważ silnik nie wytwarza dużo ciepła. W rezultacie może upłynąć kilka minut, zanim akumulator nagrzeje się wystarczająco, aby zapewnić pełne przyspieszenie.

Zimny ​​akumulator ogranicza również hamowanie regeneracyjne, które wykorzystuje pęd samochodu do ładowania akumulatora i pomaga zwiększyć jego zasięg jazdy. Hamowanie regeneracyjne pompuje duże ilości energii do akumulatora; ponieważ może to uszkodzić akumulator w niskich temperaturach, Model S nie stosuje hamowania regeneracyjnego, dopóki akumulator się nie nagrzeje. (Aby uniknąć tych ograniczeń mocy i hamowania rekuperacyjnego, dyrektor techniczny Tesli, JB Straubel, zaleca ustawienie timera na ładowarce samochodowej tak, aby zakończyła ładowanie tuż przed rozpoczęciem jazdy, ponieważ ładowanie akumulatora również go rozgrzewa. .)

Jednym ze sposobów, w jaki naukowcy mogą ostatecznie poprawić wydajność w niskich temperaturach, jest zwiększenie przewodności elektrolitu w akumulatorze Jeff Dahn , profesor fizyki i chemii na Uniwersytecie Dalhousie. Wyzwanie polega na tym, że dostępne obecnie wysoce przewodzące elektrolity mogą nie wystarczyć na cały okres eksploatacji samochodu. Pomocne może być również zmniejszenie rozmiaru cząstek tworzących materiały elektrod, zmniejszając odległość, jaką jony muszą przebyć przez materiał stały. Ale mniejsze cząsteczki mogą być również bardziej reaktywne chemicznie, więc producenci baterii muszą podjąć kroki w celu zapewnienia, że ​​takie baterie są bezpieczne.

Największe zmniejszenie zasięgu jazdy w niskich temperaturach wynika z zastosowania nagrzewnicy.

Silniki benzynowe są nieefektywne, więc wytwarzają duże ilości ciepła odpadowego, które jest wykorzystywane do ogrzewania kabiny pasażerskiej. Ale silniki elektryczne nie wytwarzają dużo ciepła, ponieważ są bardzo wydajne. Dlatego pojazdy elektryczne zazwyczaj używają grzejników elektrycznych, aby zapewnić pasażerom ciepło.

Wstępne podgrzanie samochodu, gdy jest podłączony (co można zrobić za pomocą aplikacji na smartfona) może zmniejszyć zużycie baterii. Ale może to nie być opcja podczas wycieczek drogowych, kiedy ktoś może potrzebować zaparkować na noc w hotelu. Samochody takie jak Leaf i Model S są wyposażone w elektryczne podgrzewanie siedzeń, które zapewniają pasażerom uczucie ciepła bez wydawania dużej ilości energii na ogrzewanie powietrza w kabinie. Nissan zaczyna oferować grzejnik, który zużywa o 20 procent mniej energii, poprawiając zasięg w niskich temperaturach.

Aby uzyskać większe oszczędności energii, Departament Energii Stanów Zjednoczonych finansuje rozwój materiałów do akumulacji ciepła, które mogą być ogrzewane, gdy samochód jest podłączony do zasilania, a następnie dostarczać ciepło przez cały czas jazdy (patrz Nowatorski system ogrzewania może poprawić zasięg samochodu elektrycznego). Ale Straubel mówi, że nie są one gotowe do użytku komercyjnego. Bardziej obiecujące w najbliższym czasie jest lepsza izolacja i zastosowanie powłok na oknach, które pomagają zatrzymać ciepło. Wewnątrz auta jest mało miejsca. W zasadzie nie powinno to wymagać zbyt wiele energii, aby go ogrzać, mówi.

Na razie kierowcy szukają kreatywnych sposobów radzenia sobie z mniejszym upałem, zwłaszcza podczas długich podróży. Na forum Tesli jeden właściciel Modelu S poleca kupowanie ogrzewanych kurtek i rękawic przeznaczonych do noszenia na motocyklach. Dahn mówi, że rozwiązaniem są kombinezony na skuter śnieżny.

W dłuższej perspektywie, aby pojazdy elektryczne stały się głównym nurtem, najlepszym rozwiązaniem może być zwiększenie liczby miejsc, w których można je szybko doładować (zobacz Jak Tesla wprowadza innowacje w zakresie samochodów elektrycznych i zapomnij o wymianie baterii: Tesla ładuje się w pięć minut ). W ten sposób nikt nie musiałby się martwić, że zostanie uwięziony w zimnym trzasku.

ukryć