Elbiler ude i kulden

Efterhånden som vintervejret kommer, bekymrer elbilejere sig om, hvad kulden vil gøre ved deres køretøjers rækkevidde. Beskedstråde med titler som Winter driving warning og Another way toasty toasty på lange ture uden løbende varme dukker op på online kundefora drevet af Tesla Motors, som sælger mange af sine biler på særligt kolde steder som Norge.

Koldt vejr byder på to hovedudfordringer for elektriske køretøjer: Kold luft begrænser batteriets ydeevne, og drift af varmeren dræner batteriet. Da temperaturerne kommer under frysepunktet, har nogle bilister, der er vant til at rejse 250 miles på en enkelt opladning, set deres bils rækkevidde fald til 180 miles. Chauffører i ekstreme klimaer kan se rækkevidden falde endnu mere. Det kan tvinge chauffører til at vælge biler med større batterier, end de ville have brug for om sommeren, hvilket tilføjer 10.000 $ eller mere til prisen på bilerne.

Der er nogle foranstaltninger, chauffører kan tage for at forbedre en elbils rækkevidde. Men med eksisterende batterier og varmeapparater er et vist tab af rækkevidde uundgåeligt. Forskere arbejder på teknologiske rettelser, der ikke vil være klar i årevis.

Kolde temperaturer påvirker primært, hvor hurtigt energien kan tages ud af batteriet eller sættes i igen - det vil sige, hvor meget strøm det kan levere til acceleration, og hvor hurtigt det kan genoplades. For at kompensere for dette bruger bilproducenter nogle gange en elektrisk varmelegeme til at varme batteriet op. Hvis varmelegemet drives af selve batteriet, bruger det energi, der ellers ville gå til at drive bilen frem. Nissan's Leaf er en sådan bil.

Tesla har en anden tilgang. Når du først begynder at køre, bruges varme genereret af motoren til at varme batteriet op. Denne tilgang er mere effektiv, da den bruger spildvarme frem for elektricitet. Men det tager et stykke tid at arbejde, fordi motoren ikke producerer meget varme. Som følge heraf kan det tage flere minutter, før batteriet er varmt nok til at give fuld acceleration.

Et koldt batteri begrænser også regenerativ bremsning, som bruger bilens momentum til at oplade batteriet og bidrage til at øge dens rækkevidde. Regenerativ bremsning pumper store mængder energi ind i et batteri; da dette kan beskadige batteriet ved kolde temperaturer, bruger Model S ikke regenerativ bremsning, før batteriet varmer op. (For at undgå disse begrænsninger på kraft og regenerativ bremsning anbefaler Teslas tekniske chef, JB Straubel, at indstille timeren på bilens batterioplader, så den er færdig med at oplade lige før du begynder at køre, da opladningen af ​​batteriet også varmer det op .)

En måde, forskere i sidste ende kan forbedre ydeevnen i koldt vejr, er at øge ledningsevnen af ​​elektrolytten i batteriet, siger Jeff Dahn , professor i fysik og kemi ved Dalhousie University. Udfordringen er, at meget ledende elektrolytter, der er tilgængelige nu, måske ikke holder hele en bils levetid. Formindskelse af størrelsen af ​​partiklerne, der udgør elektrodematerialerne, kan også hjælpe ved at reducere den afstand, som ioner skal rejse gennem fast materiale. Men mindre partikler kan også være mere kemisk reaktive, så batteriproducenter skal tage skridt til at sikre, at sådanne batterier er sikre.

Den største reduktion af kørerækkevidden i koldt vejr kommer fra brugen af ​​varmeren.

Benzinmotorer er ineffektive, så de producerer store mængder spildvarme, der bruges til at opvarme passagerkabinen. Men elektriske motorer producerer ikke meget varme, fordi de er meget effektive. Derfor bruger elbiler typisk elvarmere til at holde passagererne varme.

Forvarmning af bilen, mens den er tilsluttet (hvilket kan gøres via en smartphone-app), kan reducere forbruget af batteriet. Men det er måske ikke en mulighed på roadtrips, når nogen måske skal parkere natten over på et hotel. Biler som Leaf og Model S har elektriske sædevarmere, som kan få passagererne til at føle sig varme uden at bruge en masse energi på at opvarme luften i kabinen. Nissan er begyndt at tilbyde et varmelegeme, der bruger 20 procent mindre energi, hvilket forbedrer koldt vejr.

For større energibesparelser finansierer U.S. Department of Energy udviklingen af ​​termiske lagringsmaterialer, der kan opvarmes, mens bilen er tilsluttet, og derefter levere varme i løbet af en køretur (se Novel Heating System Could Improve Electric Car's Range). Men Straubel siger, at de ikke er i nærheden af ​​at være klar til kommerciel brug. Mere lovende på kort sigt er bedre isolering og brug af belægninger på vinduerne, der hjælper med at fange varmen. Der er ikke meget plads i en bil. I princippet skal det ikke kræve for meget energi at opvarme det, siger han.

For nu leder chauffører efter kreative måder at klare mindre varme på, især på lange ture. På Tesla-forummet en Model S-ejer anbefaler købe varme jakker og handsker designet til at bære på motorcykler. Dahn siger, at løsningen er snescooterdragter.

På lang sigt, for at elektriske køretøjer bliver mainstream, kan den bedste løsning være at øge antallet af steder, hvor de hurtigt kan genoplades (se Hvordan Tesla kører elbilinnovation og glem batteriskift: Tesla sigter efter at lade op på fem minutter ). På den måde ville ingen skulle bekymre sig om at blive strandet i en kold snaps.

skjule