Ηλεκτρικά αυτοκίνητα: Πώς αντιμετωπίζεται η μειωμένη απόδοση λόγω κρύου

Μπορεί τα ηλεκτρικά οχήματα να προσφέρουν πολυάριθμα περιβαλλοντικά οφέλη, ωστόσο η λειτουργία τους σε χαμηλές θερμοκρασίες ενέχει αρκετές προκλήσεις.

Την κρύα εποχή του έτους, η αυτονομία των ηλεκτρικών οχημάτων μειώνεται λόγω των βραδύτερων χημικών διεργασιών στις κυψέλες της μπαταρίας. Αυτό είναι ιδιαίτερα έντονο κατά τις σύντομες μετακινήσεις με εξωτερικές θερμοκρασίες πολύ κάτω από το μηδέν.

Η θερμοκρασία της μπαταρίας έχει αντίκτυπο στην απόδοση, ενώ η άνεση των επιβατών γίνεται μείζον θέμα το χειμώνα, ιδίως σε αστικές διαδρομές με χαμηλές ταχύτητες, όταν πάνω από το ήμισυ της κατανάλωσης ενέργειας σχετίζεται με τη θέρμανση της καμπίνας.

Η αποδοτικότητα πολλών EV πλήττεται όταν οι θερμοκρασίες πέφτουν κάτω από το μηδέν, ιδίως σε διαδρομές μήκους 23 χλμ. διάρκειας 30 λεπτών. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να λειτουργούν με μέγιστη απόδοση σε ένα εύρος θερμοκρασίας που κυμαίνεται κοντά στους 20 βαθμούς Κελσίου. Η λειτουργία πολύ κάτω από αυτή τη θερμοκρασία επηρεάζει την απόδοση.

Ένας τρόπος αντιμετώπισης είναι η χρήση μιας αντλίας θερμότητας.

Η Valeo προμηθεύει τον κλάδο με αντλίες θερμότητας, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θέρμανση της καμπίνας και της μπαταρίας. Μια αντλία θερμότητας σε ένα EV λειτουργεί απορροφώντας θερμότητα από το περιβάλλον, συμπιέζοντάς την και στη συνέχεια μεταφέροντάς την στην καμπίνα επιβατών για θέρμανση.

Αξιοποιώντας τη διαδικασία ανταλλαγής θερμότητας, οι αντλίες θερμότητας είναι πιο αποδοτικές ενεργειακά από τα παραδοσιακά συστήματα θέρμανσης, συμβάλλοντας στη μείωση της αποφόρτισης της μπαταρίας και στην αύξηση της αυτονομίας των ηλεκτρικών οχημάτων, κυρίως σε χειμερινές συνθήκες.

Λειτουργία Eco 

Ο Μάρκους Ντούμε, μηχανικός εξέλιξης για την αποδοτικότητα των οχημάτων στη Mercedes-Benz, δήλωσε ότι για τη βελτίωση της αυτονομίας, οι ιδιοκτήτες των οχημάτων μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη λειτουργία preconditioning για τα EV, η οποία αναφέρεται στη διαδικασία προετοιμασίας της θερμοκρασίας της καμπίνας επιβατών και της μπαταρίας πριν από την έναρξη του ταξιδιού.

Η προθέρμανση της καμπίνας καταναλώνει μεγάλη ποσότητα ενέργειας το χειμώνα. Εάν η διαδικασία αυτή γίνεται ενώ το όχημα φορτίζεται, επιτυγχάνεται εξοικονόμηση χρόνου και διατήρηση της ενέργειας στη μπαταρία, κάτι που αυξάνει την αυτονομία του οχήματος.

«Έχουμε επίσης πολύ αποδοτικές αντλίες θερμότητας και αξιοποιούμε την απορριπτόμενη θερμότητα που προέρχεται από το σύστημα κίνησης» είπε ο Ντούμε. Η θερμότητα που απορρίπτεται στο περιβάλλον συλλέγεται σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία και διατίθεται σε υψηλότερη για τη θέρμανση του χώρου επιβατών. 

Θερμαινόμενη ζώνη ασφαλείας

Το περασμένο καλοκαίρι, ο Γερμανός προμηθευτής ZF Friedrichshafen παρουσίασε ένα σύστημα θερμικής διαχείρισης που μπορεί να αυξήσει την αυτονομία των ηλεκτρικών οχημάτων έως και κατά ένα τρίτο σε θερμοκρασίες γύρω στους 0 βαθμούς Κελσίου.

Σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης, η αξιοποιήσιμη απορριπτόμενη θερμότητα παράγεται από τον κινητήρα, αλλά σε ένα ηλεκτρικό όχημα, προέρχεται από την μπαταρία και έτσι καταναλώνει πολύτιμη ενέργεια αυτονομίας.

Αντί να θερμαίνουν ολόκληρο τον χώρο επιβατών, οι μηχανικοί της ZF αποφάσισαν ότι είναι πιο λογικό να θερμαίνουν την περιοχή κοντά στο σώμα, όπως το κάθισμα και το τιμόνι, για να διαμορφώσουν ένα άνετο περιβάλλον.

Η μέση κατανάλωση ενός θερμαινόμενου καθίσματος είναι περίπου 100 Watt, ενώ για το θερμαινόμενο τιμόνι αντίστοιχα είναι περίπου 50 W και για τη θερμαινόμενη ζώνη ασφαλείας 68 W.

Πηγή: AUTOMOTIVE NEWS