211service.com
Veicoli elettrici fuori al freddo
Con l'arrivo dell'inverno, i proprietari di auto elettriche si preoccupano di cosa farà il freddo all'autonomia dei loro veicoli. Thread di messaggi con titoli come Avviso di guida invernale e Un altro modo per rimanere al caldo durante i lunghi viaggi senza correre il calore vengono visualizzati sui forum dei clienti online gestiti da Tesla Motors, che vende molte delle sue auto in luoghi particolarmente freddi come la Norvegia.
Il freddo presenta due sfide principali per i veicoli elettrici: l'aria fredda limita le prestazioni della batteria e il funzionamento del riscaldatore scarica la batteria. Quando le temperature scendono sotto lo zero, alcuni conducenti abituati a percorrere 250 miglia con una singola carica hanno visto la propria auto intervallo di caduta a 180 miglia. I conducenti in climi estremi potrebbero vedere l'autonomia diminuire ulteriormente. Ciò potrebbe costringere i conducenti a scegliere auto con batterie più grandi di quelle di cui avrebbero bisogno in estate, aggiungendo $ 10.000 o più al costo delle auto.
Ci sono alcune misure che i conducenti possono adottare per migliorare l'autonomia di un veicolo elettrico. Ma con le batterie e i riscaldatori esistenti, una certa perdita di portata è inevitabile. I ricercatori stanno lavorando a soluzioni tecnologiche che non saranno pronte per anni.
Le basse temperature influiscono principalmente sulla velocità con cui l'energia può essere prelevata o reinserita dalla batteria, ovvero quanta potenza può fornire per l'accelerazione e quanto velocemente può essere ricaricata. Per compensare ciò, le case automobilistiche a volte utilizzano un riscaldatore elettrico per riscaldare la batteria. Se quel riscaldatore è alimentato dalla batteria stessa, utilizza l'energia che altrimenti andrebbe a spingere l'auto. La Nissan Leaf è una di queste auto.
Tesla ha un approccio diverso. Una volta avviata la guida, il calore generato dal motore viene utilizzato per riscaldare la batteria. Questo approccio è più efficiente, poiché utilizza il calore di scarto anziché l'elettricità. Ma ci vuole un po' per funzionare perché il motore non produce molto calore. Di conseguenza, potrebbero essere necessari diversi minuti prima che la batteria si riscaldi abbastanza da fornire la piena accelerazione.
Una batteria fredda limita anche la frenata rigenerativa, che utilizza lo slancio dell'auto per caricare la batteria e aumentare l'autonomia di guida. La frenata rigenerativa pompa grandi quantità di energia in una batteria; poiché ciò può danneggiare la batteria a basse temperature, la Model S non utilizza la frenata rigenerativa finché la batteria non si riscalda. (Per evitare questi limiti alla potenza e alla frenata rigenerativa, il responsabile tecnico di Tesla, JB Straubel, consiglia di impostare il timer sul caricabatteria dell'auto in modo che termini la carica appena prima di iniziare a guidare, poiché anche l'atto di caricare la batteria la riscalda .)
Un modo in cui i ricercatori potrebbero eventualmente migliorare le prestazioni in condizioni di freddo è aumentare la conduttività dell'elettrolita nella batteria, afferma Jeff Dahn , professore di fisica e chimica alla Dalhousie University. La sfida è che gli elettroliti altamente conduttivi ora disponibili potrebbero non durare la vita di un'auto. Anche la riduzione delle dimensioni delle particelle che compongono i materiali degli elettrodi può aiutare, riducendo la distanza che gli ioni devono percorrere attraverso il materiale solido. Ma le particelle più piccole possono anche essere più chimicamente reattive, quindi i produttori di batterie devono adottare misure per garantire che tali batterie siano sicure.
La maggiore riduzione dell'autonomia di guida nei climi freddi deriva dall'uso del riscaldatore.
I motori a benzina sono inefficienti, quindi producono grandi quantità di calore di scarto che viene utilizzato per riscaldare l'abitacolo. Ma i motori elettrici non producono molto calore perché sono molto efficienti. Ecco perché i veicoli elettrici in genere utilizzano riscaldatori elettrici per mantenere i passeggeri al caldo.
Il preriscaldamento dell'auto mentre è collegata (che può essere fatto tramite un'app per smartphone) può ridurre il consumo della batteria. Ma questa potrebbe non essere un'opzione durante i viaggi su strada quando qualcuno potrebbe aver bisogno di parcheggiare durante la notte in un hotel. Auto come la Leaf e la Model S sono dotate di sedili riscaldati elettrici, che possono riscaldare i passeggeri senza spendere molta energia per riscaldare l'aria nell'abitacolo. Nissan sta iniziando a offrire un riscaldatore che utilizza il 20% in meno di energia, migliorando la gamma di temperature fredde.
Per maggiori risparmi energetici, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti sta finanziando lo sviluppo di materiali di accumulo termico che possono essere riscaldati mentre l'auto è collegata, quindi fornire calore per la durata di un viaggio (vedi Il nuovo sistema di riscaldamento potrebbe migliorare l'autonomia delle auto elettriche). Ma Straubel dice che quelli non sono vicini all'essere pronti per l'uso commerciale. Più promettente a breve termine è un migliore isolamento e l'uso di rivestimenti sulle finestre che aiutano a trattenere il calore. Non c'è molto spazio all'interno di un'auto. In linea di principio, non dovrebbe richiedere troppa energia per riscaldarlo, afferma.
Per ora, i conducenti sono alla ricerca di modi creativi per far fronte a meno calore, soprattutto nei lunghi viaggi. Sul forum Tesla, un proprietario di Model S raccomanda acquistando giacche e guanti riscaldati progettati per essere indossati in moto. Dahn dice che la soluzione sono le tute da motoslitta.
A lungo termine, affinché i veicoli elettrici diventino mainstream, la soluzione migliore potrebbe essere aumentare il numero di posti in cui possono essere ricaricati rapidamente (vedi Come Tesla sta guidando l'innovazione delle auto elettriche e dimentica lo scambio di batterie: Tesla mira a ricaricare in cinque minuti ). In questo modo, nessuno avrebbe dovuto preoccuparsi di rimanere bloccato in un attimo di freddo.