התגברות על אתגרי מזג אוויר קר לרכבים חשמליים: פתרונות טווח וטעינה

בעלי רכבים חשמליים רבים סובלים מאוד כאשר הם חווים מזג אוויר קר, מה שגם מרתיע צרכנים רבים אשר מהססים לוותר על רכבי דלק לבחור ברכב חשמלי.

למרות שכולנו מודים שבעונה הקרה, גם לרכבי דלק יהיו השפעות דומות - טווח קצר, צריכת דלק מוגברת ותקופות ארוכות של טמפרטורה נמוכה במיוחד עלולים לגרום לרכב להתנע. עם זאת, היתרון לטווח ארוך של רכבי דלק מאפיל במידה מסוימת על ההשפעות השליליות הללו.

בנוסף, בניגוד למנוע של מכונית דלק, שמייצר כמות גדולה של פסולת חום לחימום תא הנוסעים, הפעולה היעילה של המנוע החשמלי של רכב חשמלי לא מייצרת כמעט פסולת חום. לכן, כאשר טמפרטורת הסביבה נמוכה, האחרון צריך לצרוך אנרגיה נוספת כדי לחמם לנהיגה נוחה. המשמעות היא גם אובדן רב יותר של טווח EV.

אנחנו דואגים בגלל הלא נודע. אם יש לנו מספיק ידע על רכבים חשמליים ומבינים איך לנצל את החוזקות שלהם ולהימנע מחולשותיהם כדי שיוכלו לשרת אותנו טוב יותר, אז אנחנו לא צריכים לדאוג יותר. אנחנו יכולים לאמץ את זה בצורה פעילה יותר.

כעת, בואו נדון כיצד מזג האוויר הקר משפיע עללָנוּעַוטְעִינָהשל EVs, ובאילו שיטות יעילות אנו יכולים להשתמש כדי להחליש את ההשפעות הללו.

תובנות ניתנות לפעולה

ניסינו להמציא כמה פתרונות מנקודת המבט של ספק ציוד טעינה שיכולים להפחית את ההשפעה השלילית של מזג אוויר קר.

• ראשית, אל תתנו לרמת הסוללה של הרכב החשמלי לרדת מתחת ל-20%;
• טפלו מראש בסוללה בחימום לפני הטעינה, השתמשו במחממי מושבים והגה, והורדו את טמפרטורת החימום בתא הנוסעים כדי להפחית את צריכת האנרגיה;
• נסו להטעין בתקופות החמות יותר של היום;
• רצוי להטעין במוסך סגור חם יותר עם הטעינה המקסימלית המוגדרת ל-70%-80%;
• השתמש בחנייה עם חיבור לחיבור כדי שהמכונית תוכל לשאוב אנרגיה מהמטען לחימום במקום לצרוך את הסוללה;
• סעו בזהירות יתרה בכבישים קפואים, מכיוון שייתכן שתצטרכו לבלום בתדירות גבוהה יותר. שקול לנטרל בלימה רגנרטיבית, בהחלט, זה תלוי ברכב הספציפי ובתנאי הנהיגה;
• טען מיד לאחר החניה כדי להפחית את זמן חימום מוקדם של הסוללה.

כמה דברים שכדאי לדעת מראש

ערכות סוללות EV מספקות כוח באמצעות תגובות כימיות. הפעילות של תגובה אלקטרוכימית זו, המתרחשת בממשק אלקטרודה/אלקטרוליט חיובי ושלילי קשורה לטמפרטורה.

תגובות כימיות פועלות מהר יותר בסביבות חמות יותר. הטמפרטורה הנמוכה מגבירה את צמיגות האלקטרוליט, מאטה את התגובה בסוללה, מגבירה את ההתנגדות הפנימית של הסוללה והופכת את העברת המטען לאט יותר. תגובת הקיטוב האלקטרוכימי מתעצמת, חלוקת המטען לא אחידה יותר, ומקודמת היווצרות של דנדריטים ליתיום. המשמעות היא שהאנרגיה האפקטיבית של הסוללה תפחת, מה שאומר שהטווח יקטן. טמפרטורות נמוכות משפיעות גם על מכוניות דלק, אבל מכוניות חשמליות ברורות יותר.

למרות שידוע שטמפרטורות נמוכות גורמות לאובדן בטווח השיוט של רכבי EV, עדיין יש הבדלים בין כלי רכב שונים. על פי נתונים סטטיסטיים של סקר שוק, שימור קיבולת הסוללה תקטן ב-10% עד 40% בממוצע בטמפרטורות נמוכות. זה תלוי בדגם המכונית, כמה קר מזג האוויר, מערכת החימום, וגורמים כמו הרגלי נהיגה וטעינה.

כאשר טמפרטורת הסוללה של EV נמוכה מדי, לא ניתן לטעון אותו ביעילות. מכוניות חשמליות ישתמשו תחילה באנרגיית הכניסה לחימום הסוללה ויתחילו בטעינה בפועל רק כשהיא מגיעה לטמפרטורה מסוימת.

עבור בעלי EV, מזג אוויר קר פירושו טווח נמוך יותר וזמן טעינה ארוך יותר. לכן, מנוסים נוהגים לטעון בן לילה בעונה הקרה ולחמם את המכונית לפני היציאה לדרך.

טכנולוגיית ניהול תרמי עבור רכבי EV

טכנולוגיית ניהול תרמי של רכבים חשמליים היא קריטית לביצועי הסוללה, לטווח ולחווית הנהיגה.

המשימה העיקרית היא לנהל את טמפרטורת הסוללה כך שהסוללה תוכל לעבוד או להיטען בטווח הטמפרטורות המתאים ולשמור על תנאי עבודה מצוינים. הבטח את ביצועי הסוללה, חיים ובטיחות, והרחיב ביעילות את טווח הרכבים החשמליים בחורף או בקיץ.

שנית, כדי לשפר את חווית הנהיגה, ניהול תרמי יעיל יספק לנהגים טמפרטורת תא הנוסעים נוחה יותר בקיץ חם ובחורף קר, יפחית את אובדן האנרגיה וישפר את יעילות האנרגיה.

באמצעות הקצאה יעילה של מערכת הניהול התרמית, מאוזנים צרכי החום והקירור של כל מעגל, ובכך מפחיתים את צריכת האנרגיה.

טכנולוגיות ניהול תרמי מיינסטרים נוכחיות כוללותPTC(מקדם טמפרטורה חיובי) אשר מסתמך על תנורי חימום חשמליים התנגדות וHלֶאֱכוֹלPאמפטכנולוגיה המנצלת מחזורים תרמודינמיים. לפיתוח הטכנולוגיות הללו יש משמעות רבה לשיפור הביצועים, הבטיחות, היעילות האנרגטית וחווית הנהיגה.

כיצד מזג אוויר קר משפיע על טווח EV

בשלב זה, לכולם יש קונצנזוס שמזג אוויר קר יקטין את טווח הרכבים החשמליים.

עם זאת, ישנם שני סוגים של אובדן בטווח EV. אחד הואאובדן טווח זמני, שהוא אובדן זמני הנגרם על ידי גורמים כמו טמפרטורה, שטח ולחץ אוויר בצמיגים. ברגע שהטמפרטורה תתחמם חזרה לטמפרטורה הנכונה, הקילומטראז' האבוד יחזור.

השני הואאובדן טווח קבוע. גיל הרכב (חיי סוללה), הרגלי טעינה יומיומיים והתנהגויות תחזוקה יומיומיות יגרמו כולם לאובדן טווח הרכב, וייתכן שהם לא יחזרו.

כפי שהוזכר לעיל, מזג אוויר קר יפחית את הביצועים של סוללות EV. זה לא רק יפחית את פעילות התגובות הכימיות בסוללה ותפחית את שימור קיבולת הסוללה אלא גם יפחית את יעילות הטעינה והפריקה של הסוללה. התנגדות הסוללה עולה ויכולת שחזור האנרגיה שלה יורדת.

בניגוד למכוניות דלק, מכוניות חשמליות חייבות לצרוך את אנרגיית הסוללה שלהן ולייצר חום כדי לחמם את תא הנוסעים ולחמם את הסוללה, מה שמגדיל את צריכת האנרגיה לקילומטר ומקטין את הטווח. בשלב זה, ההפסד הוא זמני, אל תדאג יותר מדי, כי הוא יחזור.

קיטוב הסוללה שהוזכר לעיל יגרום למשקעי ליתיום באלקטרודה ואף להיווצרות ליתיום דנדריטים, דבר שיוביל לירידה בביצועי הסוללה, להפחתה בקיבולת הסוללה ואף לבעיות בטיחות. בשלב זה, ההפסד הוא קבוע.

בין אם זה זמני או קבוע, אנחנו בהחלט רוצים למזער את הנזק עד כמה שניתן. יצרני הרכב עובדים קשה כדי להגיב בדרכים הבאות:

• הגדר את תוכנית חימום הסוללה לפני היציאה לדרך או הטעינה
• שפר את יעילות שחזור האנרגיה
• ייעל את מערכת החימום בתא
• מטב את מערכת ניהול הסוללות של הרכב
• ייעול עיצוב של גוף המכונית עם פחות התנגדות

כיצד מזג אוויר קר משפיע על טעינת EV

בדיוק כפי שנדרשת טמפרטורה מתאימה כדי להמיר את פריקת המצבר לאנרגיה קינטית של הרכב, גם טעינה יעילה צריכה להיות בטווח טמפרטורות מתאים.

טמפרטורות גבוהות מדי או נמוכות מדי יגבירו את התנגדות הסוללה, יגבילו את מהירות הטעינה, ישפיעו על ביצועי הסוללה, יפחיתו את יעילות הטעינה ויגרמו לזמן טעינה ארוך יותר.

בתנאי טמפרטורה נמוכה, פונקציות הניטור והבקרה של הסוללה של ה-BMS עשויות להיות שגיאות או אפילו להיכשל, מה שמפחית עוד יותר את יעילות הטעינה.

ייתכן שלא ניתן יהיה להטעין סוללות בטמפרטורה נמוכה בשלב מוקדם, מה שמצריך חימום הסוללות לטמפרטורה מתאימה לפני תחילת הטעינה, וזו תוספת נוספת לזמן הטעינה.

בנוסף, למטענים רבים יש גם מגבלות במזג אוויר קר ואינם יכולים לספק זרם ומתח מספיקים כדי לענות על צורכי הטעינה. לרכיבים האלקטרוניים הפנימיים שלהם יש גם דרישות טמפרטורת הפעלה מתאימות יותר. טמפרטורות נמוכות עשויות להפחית את היציבות והפונקציונליות, ולהשפיע על יעילות העבודה.

נראה שגם כבלי טעינה מושפעים יותר בטמפרטורות נמוכות, במיוחד כבלי מטען DC. הם עבים וכבדים, והקור עשוי להפוך אותם לקשיחים יותר ופחות ניתנים לכיפוף, מה שהופך אותם לקשים יותר לנהגי רכבי רכב.

בהתחשב בכך שתנאי חיים רבים אינם יכולים לתמוך בהתקנה של מטען ביתי פרטי, מטען EV הנייד של Workersbee FLEX CHARGER 2עשויה להיות בחירה נחמדה.

זה יכול להיות מטען נסיעות בתא המטען אבל גם להפוך למטען ביתי פרטי לבעלי מכוניות חשמליות. יש לו גוף מסוגנן וחזק, פעולת טעינה חשמלית נוחה וכבלים גמישים ברמה גבוהה, שיכולים לספק טעינה חכמה של עד 7 קילוואט. הביצועים המצוינים של עמיד למים ואבק מגיעים לרמת הגנה IP67, כך שאתה לא צריך לדאוג לגבי ביצועי הבטיחות והאמינות אפילו לשימוש חיצוני.

אם אנו משוכנעים שמהפכת הרכב החשמלי נכונה לעתיד הסביבה, האקלים, האנרגיה ורווחת האנשים, ואפילו מועילה לדור הבא, אז אפילו בידיעה שאנו נתמודד עם אתגרי מזג האוויר הקר הללו, עלינו לא תחסוך מאמץ ליישם אותו.

מזג אוויר קר מציב אתגרים גדולים לטווח, הטעינה ואפילו חדירת השוק של כלי רכב חשמליים. אבל Workersbee מצפה בכנות לעבוד עם כל החלוצים כדי לדון בחדשנות של טכנולוגיית ניהול תרמי, בשגשוג סביבת הטעינה ובקידום פתרונות אפשריים שונים. אנו מאמינים שהאתגרים יתגברו והדרך לחשמול בר-קיימא תהפוך חלקה ורחבה יותר.

אנו מתכבדים לדון ולשתף תובנות EV עם כל השותפים והחלוצים שלנו!