Экстремальное путешествие: как электромобили справляются с очень жаркой и холодной погодой

Экстремальные погодные условия могут повлиять на производительность аккумулятора электромобиля, потенциально ограничивая его запас хода и скорость зарядки аккумулятора. Но почему? Ответ сводится к химическому составу внутри аккумуляторной батареи электромобиля, вашим привычкам вождения и другим факторам.

Как экстремальная погода влияет на аккумулятор электромобиля

2022 Kia EV6 (Источник: Kia)

Очень холодная или жаркая погода — обычно определяется как температура ниже 20 градусов или выше 95 градусов по Фаренгейту, по ААА(Открывается в новом окне)— может вызвать падение диапазона EV. Изменение является временным, и диапазон будет восстанавливаться по мере повышения или понижения температуры, но как только Повторяющиеся заметки(Открывается в новом окне)«при высоких температурах, [battery] реакции происходят быстрее, и его защитная структура может разрушиться».

Однако большинство электромобилей оснащены системами обогрева и охлаждения для регулирования их температуры. Tesla, в частности, «очень жестко контролирует эти эффекты и часто не делает их очевидными для водителя, т. е. диапазон приборной панели часто не отражает температурные эффекты», — говорит Рекуррент.

Почему холодная погода сокращает запас хода электромобиля?

Расчетная потеря запаса хода EV при отрицательных температурах (Источник: Recurrent)

Электромобили питаются от блоков, изготовленных из литий-ионных (Li-ion) аккумуляторных элементов. Литий-ионные аккумуляторы содержат анод, катод и жидкий катализатор, через который движутся заряженные атомы. Когда аккумулятор электромобиля становится очень холодным, электролитный жидкий катализатор внутри становится более густым и вязким. Эта вязкость замедляет химические реакции, которые направляют электроны через аккумулятор и приводят автомобиль в действие. Это также влияет на скорость зарядки аккумулятора и ограничивает эффективность рекуперативного торможения.

Низкие температуры также означают работу обогревателя салона. Это, а также другая электроника, например информационно-развлекательная система, разряжают автомобильный аккумулятор. Чем больше они бегают, тем быстрее расходуется заряд. Длительная езда по шоссе также имеет тенденцию разряжать аккумулятор быстрее, чем езда по городу, независимо от климата, но особенно в холодную погоду. По данным AAA, взятые вместе, эти факторы холодной погоды сокращают дальность полета до 41%.

Тем не менее, «эта потеря диапазона носит временный характер и не наносит долгосрочного ущерба вашей батарее». Повторяющиеся заметки(Открывается в новом окне). «По мере таяния льда и повышения температуры ожидаемый запас хода вашего автомобиля при полной зарядке должен вернуться к норме». Модели электромобилей также по-разному реагируют на перепады температур, как показано на этом графике, поэтому ваша Tesla Model 3 может вести себя зимой в Миннесоте иначе, чем BMW i3.

Потеря запаса хода в зимнее время для популярных моделей электромобилей (Источник: Recurrent)

Достижения в области аккумуляторных технологий могут уменьшить, по крайней мере, часть диапазона, теряемого в холодную погоду. Мы могли бы увидеть твердотельные батареи, которые не требуют жидкого компонента в течение следующих нескольких лет, что устранит проблему вязкости катализатора и замедления реакции.

Как тепло влияет на электромобили?

Емкость батареи (Qm) уменьшается после определенного температурного порога (Фото: Nature.com)

При использовании литий-ионных аккумуляторов чрезмерное нагревание может быть вредным. Тепло ускоряет нормальные химические реакции внутри батареи и может деградировать быстрее(откроется в новом окне) чем регулярное старение и использование. Слишком большое количество тепла может привести к выделению газа, который может расшириться и привести к растрескиванию корпуса аккумулятора. В экстремальных ситуациях батарея может загореться или взорваться, хотя в батареях электромобилей используются системы жидкостного охлаждения, чтобы аккумуляторы не перегревались. Поэтому, хотя это может не быть непосредственной проблемой (ваш электромобиль не взорвется после одного жаркого дня), все же разумно принять все возможные меры, чтобы смягчить воздействие сильной жары на аккумулятор вашего автомобиля.

Tesla Supercharger (Источник: Анджела Москаритоло)

Бортовые системы управления батареями входят в стандартную комплектацию многих электромобилей и контролируют температуру и состояние источника питания. Эти системы автоматически активируют встроенные системы охлаждения или обогрева для поддержания стабильной температуры. Но есть несколько способов поддерживать аккумулятор в хорошем рабочем состоянии.

Подзаряжайте в течение дня, когда это возможно, например, если вы припарковались возле магазина с доступной зарядной инфраструктурой. Хорошим правилом является постоянное поддержание заряда батареи где-то между 20% и 80%. Это особенно важно в холодную погоду, когда быстрая зарядка ограничивается для защиты аккумулятора.
В жаркую погоду найдите тенистое место для парковки, например, под деревом или в хорошо проветриваемом гараже. При зарядке дайте автомобилю несколько минут, чтобы остыть перед подключением, или используйте менее мощное зарядное устройство.
В холодную погоду перед поездкой прогрейте салон и аккумуляторную батарею.
Узнайте, как повлияет ваш радиус действия до того, как наступят экстремальные погодные условия. Посмотрите на ассортимент производителя и ресурсы, такие как База данных электромобилей(Открывается в новом окне) чтобы получить представление о том, каким должен быть ваш пробег, учтите некоторый уровень потери заряда батареи при планировании маршрута.

Тем не менее, большинство водителей электромобилей не окажутся в затруднительном положении, даже если их запас хода уменьшится из-за холодной или жаркой погоды. Если вы планируете заранее, принимаете меры для поддержания хорошей температуры аккумулятора и знаете, где поблизости находятся зарядные станции, вы без проблем доберетесь из пункта А в пункт Б на электромобиле.