ما مدى جودة عمل المركبات الكهربائية في البرد القارس أو الحرارة؟

يمكن للسيارات الكهربائية التعامل مع الظروف الجوية الصعبة تماما مثل السيارات الأخرى

يمكن للسيارات الكهربائية العمل في أي درجة حرارة على الرغم من أنها تعمل بشكل أفضل في نوع من نطاق درجة حرارة معتدلة حيث البيئة الخارجية ليست باردة جدا بحيث لا يكون لها تأثير سلبي على سعة البطارية وليست ساخنة بما يكفي لتتطلب تكييف الهواء.

قد لا يكون نطاق السيارات الكهربائية في البرد القارس والحرارة شديدا كما تتوقع ، وللسجل ، فإن المركبات التي تعمل بالغاز ليست محصنة ضد درجات الحرارة القصوى أيضا. ومع ذلك ، من المهم أن نفهم كيف تؤثر الحرارة والبرودة على المركبات الكهربائية.

كيف تؤثر درجة الحرارة بشكل عام على بطاريات السيارات الكهربائية

بشكل عام ، يمكن للمركبات الكهربائية أن تؤدي أداء جيدا في جميع أنواع الطقس. بعض الظروف الجوية ، تماما كما هو الحال مع السيارات التي تعمل بالبنزين ، تعني أن مالكي السيارات الكهربائية بحاجة إلى إيلاء اهتمام أكبر قليلا للطريقة التي يقودون بها ويحافظون على طاقة البطارية.

على سبيل المثال ، تعمل المركبات الكهربائية بشكل أفضل في الحرارة الشديدة من البرد لأن الطقس البارد بما فيه الكفاية سيقلل مؤقتا من سعة بطاريات سيارة كهربائية. ومع ذلك ، فإن تشغيل تكييف الهواء في الطقس الحار يمكن أن يقلل أيضا من النطاق الكلي.

كل هذا لأن بطاريات السيارات الكهربائية أكثر تقدما بكثير من معظم البطاريات التي نواجهها في حياتنا اليومية ، لكنها لا تزال ملزمة بنفس القوانين الأساسية للفيزياء. وهذا يعني أن بطاريات سيارة كهربائية تعمل بطرق غامضة قليلا لمعظمنا.

يكمن مفتاح فهم تأثير درجة الحرارة على بطاريات سيارة كهربائية في تذكر أنه ، أولا وقبل كل شيء ، يجب أن تكون البطارية قادرة على الاحتفاظ بالطاقة وتفريغها بشكل فعال. وهذا يعني أن البطارية يجب ألا تكون قادرة فقط على شحن السيارة بقوة ، بل يجب أن تكون قادرة على الاحتفاظ بشحنات كافية لاستخدامها عند الحاجة في مواقف القيادة المختلفة.

ويشار إلى القدرة على الاحتفاظ بهذه الرسوم باسم "السعة" أو "سعة التخزين". عندما يتم استخدام هذه الشحنات من قبل السيارة ، يتم "تفريغها" عن طريق تغذية الطاقة إلى محرك سيارة كهربائية.

عندما تتعرض البطارية لدرجات حرارة شديدة البرودة ، يمكن تقليل قدرتها على تخزين الشحن. وفقا لإحدى الدراسات ، تنخفض سعة شحن بطارية ليثيوم أيون إلى حوالي 77 في المائة عند درجة حرارة اختبار تبلغ 5 درجات فهرنهايت ، وتنخفض سعة التفريغ المقاسة إلى 82 في المائة عند نفس درجة حرارة الاختبار.

تستخدم المركبات الكهربائية بطاريات ليثيوم أيون (ليثيوم أيون). هذه قابلة لإعادة الشحن وخفيفة الوزن ولها كثافة طاقة أعلى من الأنواع الأخرى من البطاريات القابلة لإعادة الشحن. ونتيجة لذلك ، فإن هذه البطاريات أصغر من تلك الموجودة في المركبات التي تعمل بالبنزين.

على الرغم من أن سعة البطارية تزداد عادة مع زيادة درجة حرارة البطارية ، إلا أن درجات الحرارة الخارجية المرتفعة للغاية يمكن أن تسبب في الواقع تدهورا وحتى تقلل من العمر التشغيلي للبطارية. يمكن أن يتسبب هذا التدهور في أداء بطارية سيارة كهربائية بشكل أقل فعالية.

كيف تؤثر درجة الحرارة على وجه التحديد على نطاق سيارة كهربائية

لا تؤثر مشكلات درجة الحرارة على البطارية نفسها فقط. يمكن أن يؤثر أيضا على النطاق الكلي للسيارة الكهربائية.

تؤثر درجة الحرارة على نطاق سيارة كهربائية من منظور السعة والاستخدام:

يمكن أن تقلل درجات الحرارة الخارجية المنخفضة من سعة تخزين بطاريات سيارة كهربائية ، مما يعني أن سيارة كهربائية لا يمكنها تخزين ما يكفي من شحنات البطارية للذهاب إلى أبعد من ذلك عادة.

يمكن أن يقلل التصريف الناتج عن تسخين أو تبريد المقصورة الداخلية للسيارة الكهربائية من الكمية المتاحة من الطاقة المخزنة اللازمة لنقل السيارة فعليا من النقطة A إلى النقطة B.

يعد تأثير درجات الحرارة الخارجية المنخفضة أو العالية على سعة تخزين البطارية عاملا مهما ، ولكنه لا يفسر تماما الانخفاض في نطاق سيارة كهربائية الذي شوهد في درجات الحرارة المنخفضة والعالية.

اتضح أن راحة السائق والراكب لها في الواقع تأثير أكبر على نطاق سيارة كهربائية لأنها تتطلب الكثير من الطاقة لتسخين أو تبريد مقصورة سيارة كهربائية في الظروف الجوية القاسية. في الواقع ، أظهرت الاختبارات في العالم الحقيقي أن نطاق سيارة كهربائية ينخفض إلى حوالي 54 في المائة عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة إلى 5 درجات فهرنهايت. عادة ما يكون هذا الانخفاض بسبب متطلبات الطاقة لتشغيل سخان كهربائي في ظروف شديدة البرودة.

هذا هو أحد المجالات التي تتمتع فيها المركبات التي تعمل بالبنزين بميزة ، لأن محركات الاحتراق الداخلي تولد الكثير من الحرارة المهدرة كمنتج ثانوي طبيعي للتشغيل. وهذا يجعلها حرة بشكل أساسي لتسخين سيارة تعمل بالغاز ، في حين أن سيارة كهربائية تحتاج بدلا من ذلك إلى إرسال الطاقة التي كان يمكن أن تذهب إلى زيادة نطاقها إلى تشغيل مضخة حرارية أو سخان مقاوم.

ومع ذلك ، لا تزال المركبات التي تعمل بالبنزين تواجه مشاكل في حالات الطقس القاسية أيضا ، بما في ذلك انخفاض الاقتصاد في استهلاك الوقود في درجات الحرارة الباردة بسبب عوامل أخرى. وفقا لوزارة الطاقة الأمريكية ، ينخفض اقتصاد وقود المركبات التي تعمل بالغاز بنحو 15 في المائة عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 20 درجة فهرنهايت مقارنة بالاقتصاد في استهلاك الوقود في ظروف أكثر بلمي.

عندما تتأرجح درجات الحرارة القصوى في الاتجاه الآخر ، فإن تقليل نطاق سيارة كهربائية يرجع بالكامل إلى تكاليف الطاقة لتبريد المقصورة. هذا هو المجال الذي لا تتمتع فيه المركبات التي تعمل بالغاز بميزة ، لأن تشغيل المكيف في سيارة تعمل بالغاز يتطلب الغاز الذي كان يمكن استخدامه لتحريك السيارة.

وفقا لوزارة الطاقة الأمريكية ، يمكن أن تنخفض السيارة التي تعمل بالغاز بأكثر من 25 في المائة عند تشغيل المكيف في الطقس الحار للغاية. وبالمقارنة، يمكن توقع أن يصل متوسط المركبات الكهربائية إلى حوالي 80 في المائة من نطاقها المصنف في الظروف التي تكون فيها درجة الحرارة المحيطة 104 درجات. في هذه الحالة بالذات ، من المرجح أن تتغلب سيارة كهربائية على سيارة تعمل بالغاز من حيث الاحتفاظ بالمزيد من نطاقها.

المضخات الحرارية مقابل السخانات المقاومة في المركبات الكهربائية

يمكن استخدام كل من السخانات المقاومة والمضخات الحرارية في المركبات الكهربائية. تتمثل فائدة استخدام مضخة حرارية في سيارة كهربائية بدلا من سخان مقاوم في أن المضخات الحرارية هي ببساطة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

تقوم السخانات المقاومة بتحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة لأنها تصبح ساخنة عندما تتدفق الكهرباء من خلالها. المضخات الحرارية ، من ناحية أخرى ، تقوم أساسا بنقل الطاقة الحرارية من مكان إلى آخر.

يشبه مكيف الهواء مضخة حرارية أحادية الاتجاه تنقل الحرارة من داخل السيارة إلى الخارج ، مما يؤدي إلى تبريد داخلي فعال في هذه العملية. المضخات الحرارية قابلة للانعكاس أيضا ، مما يعني أنه يمكن استخدامها إما لرفع أو خفض درجة الحرارة في مكان مغلق.

في الواقع ، وفقا لدراسة واحدة متاحة من إدارة السلامة الوطنية على الطرق العامة ، فإن نطاق سيارة كهربائية مع مضخة حرارية أكبر بنحو 30 في المائة من نطاق سيارة كهربائية المجهز فقط بسخان مقاوم عند تشغيله في درجات حرارة شديدة البرودة.

عادة ما تكون المضخات الحرارية قادرة على العمل في المركبات الكهربائية في درجات حرارة تصل إلى حوالي 25 إلى 30 درجة فهرنهايت ، على الرغم من أن الكفاءة تنخفض كلما كانت أكثر برودة. حتى في درجات الحرارة الباردة ، يصبح من الأكثر كفاءة التبديل إلى سخان مقاوم.

9 طرق لإدارة المدى في الظروف الجوية القاسية

في حين أنه من الصحيح أنه يمكن تقليل نطاق سيارة كهربائية من خلال الطقس الحار والبارد للغاية ، إلا أن هناك عددا من الأشياء التي يمكنك القيام بها لتحسين نطاق سيارة كهربائية في الظروف الجوية القاسية:

مقياس حرارة يظهر درجات الحرارة المئوية والفهرنهايت مقابل سماء زرقاء مع غيوم خفيفة.

تقليل استخدام تكييف الهواء في الطقس الحار. اضبط المكيف على أعلى درجة حرارة ترتاح إليها ، وفكر في التبريد باستخدام طرق أخرى مثل مروحة محمولة تعمل بالبطارية وصندوق ثلج مليء بالمشروبات الباردة عند الذهاب في رحلات طويلة على الطريق.

لا تستخدم أنظمة الملحقات إلا إذا كنت بحاجة إليها. تستمد جميع الأنظمة في سيارتك الكهربائية الطاقة من نفس البطاريات، لذلك كل شيء من استخدام نظام الترفيه إلى تشغيل المصابيح الأمامية بدلا من مجرد مصابيح التشغيل خلال النهار يمكن أن يقطع نطاق سيارتك الكهربائية. حافظ على الاستخدام غير الضروري إلى الحد الأدنى لتحسين نطاقك عندما تحتاج بالفعل إلى سحب طاقة إضافية لتسخين المقصورة أو تبريدها.

قم بتسخين أو تبريد مقصورة الركاب في سيارتك الكهربائية أثناء توصيلها. إذا فكرت في المستقبل ووصلت المقصورة إلى درجة حرارة مريحة في وقت مبكر ، فلن تحتاج إلى حرق طاقة البطارية بمجرد أن تكون على الطريق. إذا كان بإمكانك الاحتفاظ بسيارتك الكهربائية في مرآب ، خاصة المرآب الذي يتم التحكم في مناخه ، فهذا أفضل.

ركن السيارة في الظل عندما يكون الجو حارا. ستظل بحاجة إلى تشغيل المكيف أثناء الظروف الحارة للغاية ، ولكن وقوف السيارات في الظل سيحافظ على برودة مقصورة الركاب ولن تحتاج إلى استخدام الكثير من الطاقة للحصول على الراحة.

حاول الالتزام بالوضع الاقتصادي إذا كانت سيارتك مزودة به. تحتوي معظم السيارات الكهربائية على وضع مثل هذا يوفر عمر بطارية أفضل ، ونطاقا ، على حساب الأداء.

خذ الأمر بسهولة عند البدء والتوقف. فجأة ، يتطلب التسارع الصعب قوة أكبر بكثير من التسارع ببطء. على الجانب الآخر، يلتقط نظام الكبح المتجدد في سيارتك الكهربائية قوة أكبر بكثير عند الفرامل ببطء، متوقعا التوقف مبكرا، مقارنة بما يحدث عند الضغط على المكابح في اللحظة الأخيرة. ضع في اعتبارك أنه إذا كنت تقود سيارتك في ظروف قاسية ، مثل الجليد أو الثلج ، فسيؤثر ذلك أيضا على المدة التي تستغرقها للتوقف.

حافظ على سرعة الإبحار تحت السيطرة. توفر معظم السيارات الكهربائية أفضل عمر للبطارية ، وأطول مدى ، عندما تحافظ على سرعتك أقل من 50 ميلا في الساعة.

تجنب شحن البطارية في الخارج عندما تكون درجة الحرارة المحيطة باردة للغاية. تنخفض سعة شحن البطارية عن البرودة التي تحصل عليها ، لذلك تبدأ من مكان أفضل إذا لم تكن البطارية باردة للغاية أثناء عملية الشحن.

حافظ على ضوء حمولتك. هل قمت بالتحميل لرحلة تزلج أو يوم على الشاطئ في عطلة نهاية الأسبوع؟ القيادة مع كل هذا الوزن الزائد طوال الأسبوع ستقلل من نطاقك. إذا كان لديك ناقل بضائع على السطح ، ففكر في إزالته أيضا عندما لا يكون قيد الاستخدام ، لأن السحب الإضافي سيقلل أيضا من نطاقك.