Πώς ο ζεστός ή ο κρύος καιρός επηρεάζει την αυτονομία των ηλεκτρικών οχημάτων

Τα ηλεκτρικά οχήματα (EV) διαφέρουν σημαντικά από τα βενζινοκίνητα οχήματα με πολλούς τρόπους, αλλά μια από τις λιγότερο προφανείς διαφορές είναι ο τρόπος με τον οποίο οι ακραίες θερμοκρασίες επηρεάζουν την εμβέλειά τους.

Όλα τα οχήματα χάνουν αυτονομία σε πολύ ζεστό ή πολύ κρύο καιρό - σε τελική ανάλυση, χρειάζεται περισσότερο αέριο για να θερμανθεί ένα παγωμένο αυτοκίνητο - αλλά τα EV είναι ιδιαίτερα ευάλωτα λόγω της χημείας της μπαταρίας και του μηχανολογικού περιβάλλοντος. Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν μπορούν να οδηγήσουν σε κακές καιρικές συνθήκες, απλώς ότι οι ιδιοκτήτες EV θα πρέπει να λάβουν ορισμένες προφυλάξεις και να προγραμματίσουν εκ των προτέρων για να αποφύγουν απροσδόκητες πτώσεις στα χιλιόμετρα. Εξετάσαμε πόσο επηρεάζονται τα EV από την εξωτερική θερμοκρασία, γιατί συμβαίνει και τι μπορείτε να κάνετε για αυτό.

Μέτρηση εμβέλειας EV σε ακραίες καιρικές συνθήκες

Για να κατανοήσουμε πώς οι ακραίες καιρικές συνθήκες επηρεάζουν την αυτονομία οδήγησης, η Αμερικανική Ένωση Αυτοκινήτων (AAA), σε συνεργασία με το Automobile Club του Automotive Research Center της Νότιας Καλιφόρνια, δοκίμασε πέντε ηλεκτρικά οχήματα με ελάχιστη αυτονομία 100 μιλίων (161 χιλιομέτρων) σύμφωνα με την EPA ). Οι πραγματικές συνθήκες οδήγησης προσομοιώνονται χρησιμοποιώντας ένα δυναμόμετρο που παρέχει αυστηρά ελεγχόμενη θερμοκρασία περιβάλλοντος σε μια κλειστή κυψέλη δοκιμής. Για να προσδιοριστεί η επίδραση στην εμβέλεια οδήγησης, σενάρια σε κρύες και ζεστές καιρικές συνθήκες (με ή χωρίς κλιματισμό) συγκρίθηκαν με σενάρια οδήγησης με εξωτερική θερμοκρασία 23,9°C.

αποτέλεσμα:

Όταν δεν χρησιμοποιείται κλιματισμός, η εκτιμώμενη εμβέλεια οδήγησης των ηλεκτρικών οχημάτων επηρεάζεται μέτρια από τις υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες σε σύγκριση με τις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν στους 23,9°C. Η χρήση κλιματισμού είχε ως αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση των χιλιομέτρων.

-12% μείωση χιλιομέτρων στους -6,7°C

-6,7°C με θερμοσίφωνα (θερμικό κλιματιστικό) μείωση χιλιομέτρων -41%

-4% μείωση της αυτονομίας οδήγησης στους 35°C

-17% μείωση στα χιλιόμετρα με κλιματισμό στους 35°C

Αυτά τα αποτελέσματα σημαίνουν ότι, κατά μέσο όρο, ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο μπορεί να διανύσει 83 μίλια (133,6 χλμ.) με το κλιματιστικό ενεργοποιημένο στους 35°C για κάθε 100 μίλια (161 χλμ.) που οδηγείτε στους 23,9°C, με τη θερμάστρα να λειτουργεί στους -6,7° ΝΤΟ. Μπορεί να ταξιδέψει μόνο 59 μίλια (95 χιλιόμετρα) χωρίς αυτό. Για παράδειγμα, ένα ηλεκτρικό όχημα με αυτονομία 240 μιλίων (386,2 χιλιόμετρα) μπορεί να μπορεί να ταξιδέψει μεταξύ Λος Άντζελες και Παλμ Σπρινγκς με μια πλήρως φορτισμένη μπαταρία σε ήπιο καιρό, αλλά όχι σε καύσωνα 35°C με ενεργοποιημένο το AC. Η αυτονομία του θα μειωθεί κατά περίπου 40 μίλια (64,4 χιλιόμετρα) και ο οδηγός θα χρειαστεί να το φορτίσει τουλάχιστον μία φορά κατά τη διάρκεια του ταξιδιού.

Τα αυτοκίνητα που κινούνται με φυσικό αέριο χάνουν επίσης χιλιόμετρα

-6,7 ℃ μείωση χιλιομέτρων κρύας εκκίνησης -11%

-6,7℃ μείωση θερμής εκκίνησης -6%

35 ℃ με κλιματισμό για μείωση -17%

Τα ηλεκτρικά οχήματα δεν είναι ιδιαίτερα ακατάλληλα για ακραίες θερμοκρασίες. Δοκιμές στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne διαπίστωσαν ότι τα βενζινοκίνητα οχήματα παρουσιάζουν επίσης απώλεια εμβέλειας, αν και το φαινόμενο αναφέρεται συχνά ως «μειωμένη οικονομία καυσίμου».

Όταν ο καιρός είναι πολύ κρύος, ένας κινητήρας με πετρέλαιο πρέπει να καίει επιπλέον καύσιμο για να φέρει τον κινητήρα σε θερμοκρασία λειτουργίας - αυτό είναι γνωστό ως "κρύα εκκίνηση". Το υγρό κινητήρα είναι επίσης λιγότερο αποδοτικό όταν είναι πιο κρύο. Όταν κάνει πολύ ζέστη, πρέπει να κάψουν επιπλέον καύσιμο για να διατηρήσουν το κλιματιστικό σε λειτουργία. Στην πραγματικότητα, σε ποσοστιαία βάση, τα βενζινοκίνητα αυτοκίνητα υφίστανται σχεδόν την ίδια απώλεια χιλιομέτρων στους 35°C με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με ανοιχτό κλιματισμό.

Γιατί η εμβέλεια των EV μειώνεται σε ακραίες καιρικές συνθήκες

Λόγος 1: Στις μπαταρίες δεν αρέσουν οι ακραίες θερμοκρασίες

Όπως κάθε εξάρτημα αυτοκινήτου, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου υψηλής χωρητικότητας στα ηλεκτρικά οχήματα έχουν βέλτιστο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας. Καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η διάχυση, η αγωγιμότητα και ο ρυθμός αντίδρασης μέσα στο στοιχείο της μπαταρίας μειώνονται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα αυξημένες διαταραχές τάσης και παραγωγή θερμότητας, καταναλώνοντας ενέργεια που διαφορετικά θα ωθούσε το όχημα. Σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, μπορεί να χρησιμοποιηθεί πρόσθετη ενέργεια για τη θέρμανση της μπαταρίας για την αποφυγή ζημιάς.

Επίσης, σε υψηλές θερμοκρασίες, πρέπει να λειτουργεί ένα σύστημα ψύξης για την αποφυγή υπερθέρμανσης της μπαταρίας. Αυτό χρησιμοποιεί επίσης επιπλέον ενέργεια, η οποία μειώνει την αυτονομία οδήγησης. Η επιθετική οδήγηση έχει ως αποτέλεσμα περισσότερη παραγωγή θερμότητας, η οποία αυξάνει τις απαιτήσεις ψύξης της μπαταρίας.

Λόγος 2: Τα κλιματιστικά καταναλώνουν πολύ ρεύμα

Στις δοκιμές της AAA, οι 2 μεγαλύτερες πτώσεις στα χιλιόμετρα EV σημειώθηκαν όταν το κλιματιστικό ήταν αναμμένο. Όποιος έχει πληρώσει ποτέ τους λογαριασμούς κοινής ωφελείας μια ζεστή καλοκαιρινή ή κρύα μέρα του χειμώνα ξέρει ότι τα κλιματιστικά και οι θερμαντήρες χώρου καταναλώνουν πολύ ρεύμα.

Η χρήση θερμαντικών συσκευών (θερμικά κλιματιστικά) σε θερμοκρασίες κάτω από το πάγωμα προκάλεσε τη μεγαλύτερη πτώση στα χιλιόμετρα. Σε αντίθεση με τα βενζινοκίνητα αυτοκίνητα, όπου ο κινητήρας παράγει θερμότητα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υποπροϊόν της καύσης για τη θέρμανση της καμπίνας, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα πρέπει να διαθέτουν ξεχωριστή ηλεκτρική θερμάστρα.

τι μπορείς να κάνεις

• Αποδοτικότητα (και εξοικονόμηση): Τα ηλεκτρικά οχήματα (EV) αισθάνονται καλύτερα τις επιπτώσεις του καιρού επειδή χρειάζεται περισσότερος χρόνος για την επαναφόρτιση της μπαταρίας από το γέμισμα της δεξαμενής, αλλά έχουν το πλεονέκτημα ότι είναι πιο οικονομικά επειδή κάθε χιλιόμετρο η ηλεκτρική ενέργεια είναι φθηνότερη παρά βενζίνη. Η έρευνα της AAA διαπίστωσε ότι η οδήγηση ενός ηλεκτρικού οχήματος για 1.000 μίλια (1.609,3 χιλιόμετρα) με κλιματισμό σε εξωτερική θερμοκρασία 35°C αυξάνει τον λογαριασμό του ηλεκτρικού ρεύματος κατά περίπου $8 (51 γιουάν) σε σύγκριση με θερμοκρασία 23,9°C. Συγκριτικά, ένα αυτοκίνητο βενζίνης με μέση κατανάλωση καυσίμου στις ΗΠΑ 23,6 mpg θα κόστιζε επιπλέον 21 $ (134 γιουάν) για βενζίνη (αυτός είναι ένας υπολογισμός που γίνεται σε σχετικά χαμηλές τιμές βενζίνης).

• Προγραμματίστε εκ των προτέρων: Ελέγξτε την πρόγνωση του καιρού πριν από ένα μεγάλο ταξίδι για να δείτε αν ταξιδεύετε με ζεστό ή κρύο καιρό. Εάν ναι, σχεδιάστε να χρησιμοποιείτε τους σταθμούς φόρτισης πιο συχνά και χαρτογραφήστε τους σταθμούς φόρτισης που θα χρησιμοποιήσετε και τις αποστάσεις μεταξύ τους.

• Προθέρμανση ή ψύξη πριν την αποσύνδεση: Ενώ είστε ακόμα συνδεδεμένοι στο φορτιστή, αφιερώστε χρόνο για να ζεστάνετε ή να κρυώσετε το εσωτερικό του οχήματος. Αυτό επιτρέπει στην μπαταρία να εξοικονομεί περισσότερη ενέργεια για την οδήγηση.

• Χαμηλώστε λίγο το κλιματιστικό: Η χρήση καλοριφέρ ή κλιματιστικού σε κρύο ή βροχερό καιρό είναι αναπόφευκτη, αλλά αν θέλετε να επεκτείνετε την αυτονομία οδήγησης, χρησιμοποιήστε τα με μέτρο. Ακριβώς όπως ένας θερμοστάτης δωματίου, ρυθμίστε το κλιματιστικό σε μια άνετη θερμοκρασία.