چرا خودروهای برقی در هوای سرد مسافت کمتری طی میکنند؟
اگر شما هم تا به حال یک صبح سرد با یک خودروی برقی (EV) را روشن کردهاید و از خود پرسیدهاید که چرا مسافت قابل طی کردن آن کاهش یافته، باید بگویم که تنها شما نیستید. خودروهای برقی در هوای سرد میتوانند مسافت قابل طی کردنشان را به شدت از دست بدهند، به گونهای که ممکن است یک سفر آشنا ناگهان نیاز به توقف برای شارژ پیدا کند.
دلیل اصلی این کاهش به باتری مربوط میشود، اما همه داستان این نیست. دماهای پایین بر روی شیمی باتری تأثیر میگذارند و گرمایش کابین و رساندن باتری به دمای مطلوبش نیز انرژی مصرف میکند. وقتی همه این عوامل را کنار هم بگذاریم، زمستان میتواند واقعاً به کارایی یک خودروی برقی آسیب برساند.
اما چرا هوای سرد اینقدر بر روی عملکرد خودروهای برقی تأثیر میگذارد؟ باتری خودروهای برقی در دماهای پایین از کار نمیافتد، اما واکنشهای شیمیایی که به آن اجازه میدهد انرژی را ذخیره و آزاد کند، کارآمدی کمتری پیدا میکند. باتریهای لیتیوم-یونی به حرکت یونها از طریق یک الکترولیت وابستهاند و وقتی باتری سرد میشود، این فرآیند دشوارتر میشود.
تحقیقات وزارت انرژی آمریکا نشان میدهد که شیمی باتری یکی از عوامل کاهش مسافت خودروهای برقی در شرایط سرد است. تحلیلها نشان میدهد که این خودروها میتوانند در دماهای ۲۰ درجه فارنهایت حدود ۴۱ درصد کاهش مسافت داشته باشند. این دقیقاً همان دلیلی است که یک خودروی برقی ممکن است بلافاصله پس از پارک در بیرون به گونهای متفاوت رفتار کند تا وقتی که مدتی در حال حرکت باشد. با گرم شدن باتری، برخی از این کاهش عملکرد ممکن است کاهش یابد.
نکته مهم این است که این به معنای از دست دادن ۴۰ درصد از ظرفیت دائمی باتری نیست. بسیاری از کاهش مسافت در زمستان موقتی است. حالا به بخش جالب توجه میرسیم. یک موتور بنزینی در حین کار مقدار زیادی گرمای زائد تولید میکند. یک خودروی معمولی میتواند از آن گرما برای گرم کردن فضای داخلی استفاده کند. اما یک خودروی برقی از یک موتور احتراق داخلی داغ برخوردار نیست و بنابراین باید از انرژی الکتریکی برای گرم کردن کابین استفاده کند. و وقتی هوا واقعاً سرد است، آن هیتر میتواند برای مدت طولانی در حال کار باشد.
آزمایشات AAA در سال ۲۰۱۹ نشان داده است که استفاده از سیستم تهویه مطبوع یک خودروی برقی در دمای ۲۰ درجه فارنهایت مسافت قابل طی کردن را به طور متوسط ۴۱ درصد کاهش میدهد. وزارت انرژی نیز استفاده از انرژی برای تهویه مطبوع را به عنوان یکی از دلایل اصلی تأثیر هوای سرد بر مسافت خودروهای برقی شناسایی کرده است. تحلیلها نشان میدهد که انرژی مورد نیاز برای گرمایش با کاهش دما از دمای راحت افزایش مییابد. به همین خاطر، یک خودروی برقی میتواند انرژی بیشتری صرف گرم نگهداشتن سرنشینان کند.
به راحتی میتوان فرض کرد که خاموش کردن سیستم تهویه مطبوع میتواند این مشکل را حل کند، اما اینطور نیست. هوای سرد به چندین بخش از خودرو به طور همزمان تأثیر میگذارد. آزمایشات جدید AAA به طور خاص نشان دادهاند که تنظیم دما و گرمایش کابین سهم عمدهای از مصرف انرژی در حین عملکرد سرد دارند، به ویژه در رانندگی شهری. این ترکیب توضیح میدهد که چرا کاهش مسافت در زمستان میتواند به وضوح قابل مشاهده باشد، حتی زمانی که باتری خود آسیب دائمی ندیده است.
همه خودروهای برقی در مواجهه با دماهای زمستانی به یک شکل عمل نمیکنند. یکی از فناوریهایی که میتواند کمک کند، پمپ حرارتی است. پمپ حرارتی به جای تکیه بر مقاومت الکتریکی برای تولید گرما، انرژی حرارتی موجود را منتقل میکند و به خودرو این امکان را میدهد که کابین را در شرایط مناسب با کارایی بیشتری گرم کند. به همین دلیل است که خودروهای برقی جدید میتوانند در هوای سرد عملکرد متفاوتی نسبت به مدلهای قدیمی داشته باشند. با این حال، هنوز محدودیتهایی وجود دارد. یک پمپ حرارتی نمیتواند به طور کامل اثرات شیمی سرد باتری را حذف کند و دماهای بسیار پایین میتوانند مدیریت حرارتی را سختتر کنند.
رانندگان همچنین میتوانند با …
