Миналия януари, само няколко дни след началото на новата година, внезапна снежна буря остави стотици шофьори блокирани на участък от 40 мили от междущатска магистрала 95 във Вирджиния. Пътуващите – включително сенатор Тим Кейн – бяха блокирани повече от 24 часа, включваха и изключваха двигателите си, за да се стоплят, слагаха дрехите, които имаха, и дори търсеха храна от близкия камион за хляб .
В крайна сметка, след изпитание, продължило през мразовитата нощ, аварийните екипи отстраниха произшествията и освободиха колите, които бяха замръзнали на пътя. Всички се прибраха. Но инцидентът провокира безпокойство сред онези, които се притесняват за изцяло електрическо бъдеще. Ами ако, чудеха се те, всички коли бяха захранвани от батерии? Дали шофьорите им щяха да преминат с достатъчен живот на батерията, за да потеглят?
Докато ниските температури за пореден път обхващат цялата страна – и шофьорите от Бъфало до Сиатъл се борят със сняг и лед – електрическите автомобили са изправени пред нов контрол. Литиево-йонните батерии работят по-бавно при ниски температури, намалявайки обхвата на електрическата кола, когато температурите паднат близо до точката на замръзване. (За какво си струва, задвижваните с дизел и бензин автомобили също не се представят перфектно на студено.)
Но има решение за електрически автомобили с намаляващ пробег през зимата: скромната термопомпа.
Два фактора обясняват защо електрическите превозни средства се справят малко по-трудно в студено време от колите, задвижвани с газ. Единият произтича от простата реалност, че масивните литиево-йонни батерии в електрическите автомобили работят най-добре около 21 градуса по Целзий. „Колите са като хората“, каза Анна Стефанопулу, професор по машинно инженерство в Мичиганския университет. „Те обичат стайна температура.“
При ниски температури литиевите йони, които текат от анода на батерията към катода на батерията, за да създадат електрически ток, се движат по-бавно през батерията и се сблъскват с по-голямо съпротивление. Това кара батерията да функционира по-малко ефективно.
Но втората причина е свързана с човека, който седи вътре. Никой не иска да седи в хладна кола през зимата. Когато е студено, автомобилите, задвижвани с дизел или бензин, могат да пренасочват отпадъчната топлина от двигателя към купето, за да стоплят водача и пътниците.
Автомобилите с ДВГ „произвеждат толкова много загубена топлина“, каза Скот Кейс, главен изпълнителен директор на Recurrent, компания за наука за данни, която се фокусира върху електрически превозни средства. „От инженерна гледна точка е умна идея да се направи лимонада от лимони.“
Мнозина зареждат своите електрически превозни средства през нощта. Това ще е проблем.
Електрическите автомобили обаче са супер ефективни. Според Министерството на енергетиката електромобилите използват над 75 процента от енергията си, за да задвижват автомобила. Това означава, че няма много налична отпадна топлина. Вместо това, много електромобили затоплят пътниците си чрез електрическо съпротивително отопление (по същество нагряване на проводник и издухване на въздух върху него).
Отоплението на кабината представлява лъвският дял от това, което изтощава батерията на EV при ниски температури. Според проучване от 2019 г. на AAA, което тества пет различни електромобила при температури от 20 градуса по Фаренхайт, средно автомобилите губят около 41 процента от обхвата си с включен нагревател на купето. При изключен нагревател на кабината обаче те загубиха само около 12 процента от обхвата си.
Но не всички електромобили са създадени еднакви. Според проучване от Recurrent, което разглежда данни от реалния свят от хиляди електрически превозни средства, електромобилите могат да загубят от само 3 процента (Jaguar I-PACE) до 32 процента (Chevy Bolt) от своя пробег при минусови температури, в зависимост за това как колата се справя със студеното време.
Част от това, според Кейс, е дали автомобилът използва неефективно електрическо съпротивително отопление или много по-ефективна електрическа термопомпа. Термопомпите работят като климатици, пренасяйки топлината, вместо да я създават – така че те могат да бъдат три до четири пъти по-ефективни от другите форми на отопление.
Данните на Recurrent сравняват автомобили като Tesla Model Y – който се предлага стандартно с термопомпа – с автомобили като Ford Mustang Mach-E, където нито един модел не предлага термопомпа. Според проучването Mustang губи почти 30 процента от обхвата си при -6 до -1 градуса по Целзий, докато Model Y губи само около 15 процента.
„Кола с термопомпа се справя много по-добре, когато падне до замръзване, отколкото такава без“, каза Кейс.
Има и други средства за минимизиране на загубата на обхват, когато е студено. Много електромобили идват с нагреватели на седалките или дори отопляеми волани, които могат да стоплят пътниците, без да затоплят целия интериор на автомобила. Някои автомобили използват минималната отпадна топлина от двигателя, за да загреят акумулатора и да удължат заряда. Шофьорите на електромобили могат също така да насочат колите си да загреят батерията, докато колата все още е включена в електрическата мрежа, като отново разширява обхвата на автомобила по време на шофиране.
В крайна сметка, казват експертите, студеното време не е причина да се избягват напълно електрическите превозни средства. Джей Фридланд, политически съветник в застъпническата група Plug в Америка, посочва, че страната с най-голям брой електромобили на глава от населението е Норвегия, където температурите често се движат в диапазона от -6 до -1 градуса по Фаренхайт.
„Ако ще шофирате в студено време, просто трябва да знаете, че ще имате известна загуба на обхват, и да планирате съответно“, каза Фридланд.
Едно нещо е сигурно обаче – спрян електромобил може да стопли пътниците си за дълги периоди от време в натрупване на снежна буря. След провала на магистралата във Вирджиния, много собственици на електромобили, потребители на YouTube и журналисти тестваха електрическите си автомобили при минусови температури, за да видят какво ще се случи. Един журналист от Car and Driver установи, че при температури под нулата неговият Tesla Model 3 със съпротивителен нагревател може да затопли купето до 18 градуса по Целзий за максимум 45 часа. Този брой може да нарасне до 50 или 60 часа с термопомпа.
„Не е нужно да се притеснявате, че ще останете в дълги зимни задръствания“, каза Кейс.
washingtonpost.com