Elektromobily mohou pracovat při jakékoli teplotě, i když nejlépe fungují v jakémsi teplotním rozsahu Zlatovláska, kde venkovní prostředí není příliš chladné, aby to mělo nepříznivý vliv na kapacitu baterie, a není dostatečně horké, aby vyžadovalo klimatizaci. Dojezd elektrických vozidel v extrémních mrazech a vedrech nemusí být tak hrozný, jak očekáváte, a pro záznam ani vozidla na plyn nejsou imunní vůči teplotním extrémům. Přesto je důležité pochopit, jak teplo a chlad ovlivňují elektromobily.
Jak teplota obecně ovlivňuje baterie elektromobilů
Celkově vzato mohou elektromobily fungovat dobře a fungují dobře za každého počasí. Některé povětrnostní podmínky, stejně jako u vozidel s benzínovým pohonem, znamenají, že majitelé EV musí věnovat trochu větší pozornost způsobu jízdy a šetřit energii baterie. Elektromobily například fungují lépe v extrémním horku než v chladu, protože dostatečně chladné počasí dočasně sníží kapacitu baterií EV. Zapnutí klimatizace v horkém počasí však může také snížit celkový dojezd. To vše proto, že baterie elektromobilů jsou výrazně pokročilejší než většina baterií, se kterými se setkáváme v každodenním životě, ale stále jsou vázány stejnými základními fyzikálními zákony. To znamená, že baterie EV fungují pro většinu z nás trochu záhadným způsobem.
Klíč k pochopení vlivu teploty na baterie EV spočívá v zapamatování si toho, že baterie musí být v první řadě schopna účinně zadržovat a vybíjet energii. To znamená, že baterie musí být schopna nejen výkonně nabíjet auto, ale musí být schopna pojmout dostatek nabití, aby se dala použít v případě potřeby v různých jízdních situacích. Schopnost držet tyto poplatky se označuje jako „kapacita“ nebo „úložná kapacita“. Když jsou tyto náboje používány automobilem, jsou „vybíjeny“ napájením motoru elektromobilu. Když je baterie vystavena extrémně nízkým teplotám, její kapacita pro uložení náboje se může snížit. Podle jedné studie kapacita nabití lithium-iontové baterie klesne na přibližně 77 procent při testovací teplotě 5 stupňů Fahrenheita a naměřená kapacita vybití klesne na 82 procent při stejné testovací teplotě. Elektromobily používají lithium-iontové (Li-ion) baterie. Jsou dobíjecí, lehké a mají vyšší hustotu energie než jiné typy dobíjecích baterií. Výsledkem je, že tyto baterie jsou menší než baterie ve vozidlech poháněných benzínem. Přestože se kapacita baterie obvykle zvyšuje se zvyšující se teplotou baterie, extrémně vysoké vnější teploty mohou ve skutečnosti způsobit poškození a dokonce snížit provozní životnost baterie. Tato degradace může způsobit, že baterie EV bude fungovat méně efektivně.
Jak teplota konkrétně ovlivňuje rozsah EV
Problémy s teplotou neovlivňují pouze samotnou baterii. Může také ovlivnit celkový dojezd EV. Teplota ovlivňuje rozsah EV z hlediska kapacity i použití:
- Nízké vnější teploty mohou snížit úložnou kapacitu baterií EV, což znamená, že elektromobil nemůže uložit dostatek nabití baterie, aby mohl jít tak daleko, jak by normálně bylo.
- Odtok z vytápění nebo chlazení interiéru kabiny EV může snížit dostupné množství akumulované energie potřebné pro skutečný přesun vozidla z bodu A do bodu B.
Vliv nízkých nebo vysokých vnějších teplot na kapacitu akumulátoru je důležitým faktorem, ale plně nezohledňuje snížení dojezdu EV pozorované při nízkých i vysokých teplotách. Ukazuje se, že pohodlí řidiče a spolujezdce má ve skutečnosti větší vliv na dojezd EV, protože za extrémních povětrnostních podmínek potřebuje hodně energie k vyhřívání nebo chlazení kabiny EV. Testování v reálném světě ve skutečnosti ukázalo, že dojezd EV klesne na přibližně 54 procent, když okolní teplota klesne na 5 stupňů Fahrenheita. Toto snížení je obvykle způsobeno energetickými požadavky na provoz elektrického ohřívače v extrémně chladných podmínkách. To je jedna z oblastí, kde mají vozidla na benzínový pohon výhodu, protože spalovací motory vytvářejí velké množství odpadního tepla jako přirozený vedlejší produkt provozu. Díky tomu je v zásadě zdarma vytápět auto na plyn, zatímco EV místo toho potřebuje poslat energii, která by jinak mohla zvýšit dojezd, do provozu tepelného čerpadla nebo odporového topení. Vozidla poháněná benzinem však stále mají problémy i v extrémních povětrnostních situacích, včetně snížené spotřeby paliva při nízkých teplotách v důsledku jiných faktorů. Podle amerického ministerstva energetiky spotřeba paliva u vozidel poháněných plynem klesne asi o 15 procent, když teplota klesne na 20 stupňů Fahrenheita ve srovnání se spotřebou paliva v příznivějších podmínkách.
Když se extrémní teploty přehoupnou opačným směrem, snížení dojezdu EV je zcela způsobeno energetickými náklady na chlazení kabiny. Toto je oblast, kde vozidla poháněná plynem nemají výhodu, protože provoz klimatizace ve vozidle na plyn vyžaduje plyn, který by jinak mohl být použit k pohybu vozidla. Podle amerického ministerstva energetiky může být u auta na plynový pohon snížen dojezd o více než 25 procent, když běží klimatizace v extrémně horkém počasí. Pro srovnání lze očekávat, že průměrný EV dosáhne asi 80 procent svého jmenovitého rozsahu v podmínkách, kdy je okolní teplota 104 stupňů. V této konkrétní situaci je pravděpodobné, že elektromobil porazí vozidlo poháněné plynem, pokud jde o zachování většího rozsahu dojezdu.
Tepelná čerpadla vs. odporové ohřívače v EV
V EV lze použít jak odporové ohřívače, tak tepelná čerpadla. Výhodou použití tepelného čerpadla v EV místo odporového ohřívače je to, že tepelná čerpadla jsou jednoduše energeticky účinnější. Odporové ohřívače přeměňují elektrickou energii na teplo, protože se zahřívají, když jimi proudí elektřina. Tepelná čerpadla naproti tomu v podstatě pouze přenášejí tepelnou energii z jednoho místa na druhé. Klimatizace je něco jako jednosměrné tepelné čerpadlo, které přenáší teplo z interiéru vozidla do exteriéru a účinně ochlazuje interiér. Tepelná čerpadla jsou také reverzibilní, což znamená, že je lze použít ke zvýšení nebo snížení teploty v uzavřeném prostoru. Podle jedné studie dostupné od NHTSA je dojezd EV s tepelným čerpadlem asi o 30 procent větší než dojezd EV vybaveného pouze odporovým ohřívačem při provozu v extrémně nízkých teplotách. Tepelná čerpadla jsou obvykle schopna provozu v elektrických vozidlech při teplotách do asi 25 až 30 stupňů Fahrenheita, ačkoli účinnost klesá, čím je chladněji. Při ještě nižších teplotách je efektivnější přejít na odporový ohřívač.
9 způsobů, jak řídit dosah v extrémních povětrnostních podmínkách
I když je pravda, že dojezd EV může být snížen extrémně horkým i chladným počasím, existuje řada věcí, které můžete udělat pro zlepšení dojezdu EV v extrémních povětrnostních podmínkách:
- Omezte používání klimatizace v horkém počasí. Nastavte klimatizaci na nejvyšší teplotu, která vám vyhovuje, a při dlouhých cestách zvažte chlazení jinými metodami, jako je přenosný ventilátor na baterie a ledová truhla plná chlazených nápojů.
- Nepoužívejte systémy příslušenství, pokud je nepotřebujete. Všechny systémy ve vašem EV čerpají energii ze stejných baterií, takže dojezd vašeho EV může omezit vše, od používání zábavního systému až po rozsvícení světlometů namísto pouze rozsvícení světel během dne. Omezte nepotřebné používání na minimum, abyste zlepšili svůj dojezd, když už potřebujete čerpat extra energii pro vytápění nebo chlazení kabiny.
- Vyhřívejte nebo ochlazujte prostor pro cestující vašeho EV, dokud je stále zapojený. Pokud myslíte dopředu a dostanete v kabině pohodlnou teplotu s předstihem, nebudete muset vybíjet energii z baterie, když jste na cestě. Pokud můžete mít svůj elektromobil v garáži, zejména v garáži s klimatizací, tím lépe.
- Když je venku horko, zaparkujte ve stínu. V extrémně horkých podmínkách budete stále muset pouštět klimatizaci, ale parkování ve stínu udrží prostor pro cestující chladnější a nebudete muset spotřebovávat tolik energie, abyste se cítili pohodlně.
- Zkuste se držet ekonomického režimu, pokud jej má vaše vozidlo. Většina EV má režim, jako je tento, který poskytuje lepší výdrž baterie a dojezd za cenu výkonu.
- Uklidněte se při startování a zastavování. Náhlé prudké zrychlení vyžaduje mnohem více síly než pomalé zrychlování. Na druhou stranu, systém rekuperačního brzdění vašeho elektromobilu zachytí mnohem více energie, když brzdíte pomalu a očekáváte předčasné zastavení, než když dupnete na brzdy na poslední chvíli. Mějte na paměti, že pokud jedete v extrémních podmínkách, jako je led nebo sníh, ovlivní to také to, jak dlouho vám bude trvat zastavení.
- Udržujte svou cestovní rychlost pod kontrolou. Většina EV poskytuje nejlepší výdrž baterie a nejdelší dojezd, když udržíte rychlost pod 50 MPH. Účinnost a dosah poté prudce poklesnou.
- Nenabíjejte baterii venku, když je okolní teplota extrémně nízká. Kapacita nabíjení baterie se s přibývajícím chladem snižuje, takže pokud baterie není během procesu nabíjení extrémně studená, můžete začít z lepšího místa.
- Udržujte svůj náklad lehký. Naložili jste se o víkendu na lyžovačku nebo den na pláži? Pokud budete celý týden jezdit se vší tou váhou navíc, sníží se váš dojezd. Pokud máte střešní nosič, zvažte také jeho odstranění, když se nepoužívá, protože další brzda také sníží váš dosah.