Электромобили в холодную погоду: как повысить эффективность зимой

Как электромобиль работает в холодную погоду? Надежен ли он? Конечно – просто спросите жителей Норвегии, где почти две трети всех проданных новых автомобилей работают на электричестве. (1)

У вождения электромобиля есть плюсы и минусы по сравнению с бензиновым двигателем, но ничто не мешает им надежно работать в холодную погоду. Любой, кто водит машину со скребком для льда, лопатой и песком в багажнике, знает, что вождение зимой требует дополнительной подготовки и предусмотрительности. Владельцы электромобилей не освобождаются от этого правила.

Аккумулятор и запас хода

Если вы когда-нибудь просыпались холодным утром и обнаруживали, что аккумулятор вашего бензинового автомобиля разряжен, вы можете беспокоиться, происходит ли то же самое с электромобилем?

В большинстве электромобилей для запуска двигателя используется 12-вольтовый свинцово-кислотный аккумулятор, но запуск электромобиля намного проще и требует гораздо меньше энергии, чем запуск автомобиля с бензиновым двигателем. Аккумулятор в автомобиле с бензиновым двигателем должен завести двигатель, что заставит поршни двигаться в машинном масле, которое становится вязким на морозе. Тот же аккумулятор в электромобиле просто необходим для запуска нескольких электронных устройств. Электромобили более надежны, чем бензиновые, с точки зрения запуска на морозе.

Как и у автомобиля внутреннего сгорания, у электромобилей зимой снижается топливная эффективность. По данным Агентства по охране окружающей среды США, топливная эффективность бензинового транспортного средства снижается на 10–33% при температуре -7°C по сравнению с температурой +25°C. (2)

Эффективность зависит от модели, конечно, от типа вождения и от того, используется ли обогреватель салона или нет. Для водителей, которые прогревают свой автомобиль перед поездкой, топливная экономичность еще хуже, поскольку их бензиновый автомобиль никуда не едет.

Для электромобиля лабораторные испытания, проведенные в феврале 2019 года Американской автомобильной ассоциацией (AAA), показали, что при -7°C запас хода уменьшился на 12% по сравнению с температурой +25°C. При использовании обогревателя салона потеря запаса хода увеличилась до 41%. (3)

Однако более всестороннее исследование 20 автомобилей, проведенное в реальных условиях зимнего вождения в 2020 году Норвежской автомобильной федерацией (NAF), показало, что электромобили потеряли в среднем 18,5% запаса хода, а некоторые из более новых моделей потеряли только 9%. Эти цифры включают климат-контроль, поддерживающий комфортную температуру в салоне. (4)

Читайте также: Есть ли коробка передач в электромобиле?

Климат-контроль и запас хода

Для электромобилей основной причиной уменьшения заряда аккумуляторов зимой является обогрев кабины. В то время как бензиновые автомобили для обогрева кабины потребляют тепло от двигателя, электромобили должны использовать электроэнергию от аккумулятора, что приводит к большему расходу энергии по сравнению с бензиновыми автомобилями.

Тем не менее важно сравнивать яблоки с яблоками: даже если электромобиль теряет 41% доступной электроэнергии при использовании обогревателя в холодную погоду, как в исследовании AAA, автомобиль с бензиновым двигателем теряет еще больше доступной энергии круглый год просто из-за запуска двигателя. В зависимости от модели от 58% до 62% энергии, доступной в бензине, тратится в виде тепла в процессе сгорания, и лишь небольшой процент этой энергии используется для обогрева кабины зимой. Помимо всего прочего, это то, что делает электромобили более экономичными, чем автомобили, работающие на бензине, даже зимой. (5)

По данным компании ChargeHub, компании, занимающейся зарядными станциями для электромобилей, многие модели электромобилей включают топливосберегающие тепловые насосы для управления микроклиматом кабины, уменьшающие потерю запаса хода в 3–5 раз. Некоторые также предлагают «пакет для холодной погоды», который, среди прочего, предварительно нагревает аккумулятор и обеспечивает более мощный обогрев, когда автомобиль подключен к электросети. Как отмечается в норвежском исследовании, некоторые из протестированных автомобилей были оснащены этими комплектами для холодной погоды и тепловыми насосами. (6)

Скорость зарядки

По той же причине, по которой запас хода электромобиля в холодную погоду уменьшается, скорость зарядки также уменьшается. Хотя водители могут не заметить никакой разницы, если они заряжают свой автомобиль в охраняемом гараже с помощью изолированного зарядного устройства для электромобилей, при более высоких скоростях зарядки и при более низких температурах (например, на общественной станции быстрой зарядки постоянного тока), базовые физические принципы снижают проводимость батарей, замедляя скорость зарядки. (7)

То же самое относится к рекуперативному торможению, которое возвращает часть импульса транспортного средства в электричество и отправляет его обратно в аккумулятор. В холодную погоду при рекуперативном торможении накапливается электричество, только когда аккумулятор достигает определенной температуры.

Читайте также: Как долго служат аккумуляторы для автомобилей?

Вождение и управление

Как и автомобили с бензиновым двигателем, электромобили бывают переднеприводными, заднеприводными и полноприводными. Однако, согласно Consumer Reports, использование зимних шин «обеспечивает наилучшее сцепление с дорогой и уверенность при движении, остановке и поворотах независимо от того, какой электромобиль вы водите: полноприводный, переднеприводный или заднеприводный». (8)

Электромобили в среднем тяжелее сопоставимых автомобилей с бензиновым двигателем, в основном из-за веса аккумулятора. Большинство аккумуляторов электромобилей размещаются в основании автомобиля, что снижает их центр тяжести и увеличивает тягу и устойчивость на скользкой дороге. (Однако при скольжении более тяжелым транспортным средством будет труднее управлять.) (9)

Электромобили часто поставляются с «экономичным» режимом, который увеличивает эффективность транспортного средства, обычно за счет автоматического включения рекуперативного торможения и снижения выходной мощности двигателя. Хотя некоторые опытные водители электромобилей рекомендуют отключать рекуперативное торможение на скользкой дороге, опасаясь блокировки тормозов, антиблокировочная система работает так же с рекуперативным торможением, как и с дисковым. Уменьшение выходной мощности двигателя похоже на использование пониженной передачи в автомобиле с бензиновым двигателем для увеличения тяги. (10, 11)

Советы для владельцев электромобилей в холодную погоду

• Разогрейте электромобиль. Большая часть зарядки электромобилей происходит в течение ночи, поэтому у большинства владельцев электромобилей есть возможность предварительно прогреть свои автомобили, пока машина все еще подключена к электросети. Большинство приложений для электромобилей позволяют удаленно управлять климатом в салоне, чтобы вы могли настроить обогреватель на включение за 10–15 минут, прежде чем вы отключите автомобиль от электросети и уедете. Таким образом, вы используете электроэнергию для обогрева автомобиля, а не автомобильный аккумулятор. Тогда вы сможете чувствовать себя комфортно, полагаясь исключительно на обогреватели сидений и рулевого колеса, которые потребляют гораздо меньше электроэнергии.
• Вы также можете использовать свое приложение, чтобы рассчитать время сеанса зарядки, чтобы он закончился непосредственно перед вашим отъездом. Таким образом, аккумулятор уже нагрелся после зарядки и будет более эффективным.
• Используйте управление с одной педалью. Подъедьте к стоп-сигналу, сняв ногу с педали акселератора, и позвольте рекуперативному торможению замедлить автомобиль, а затем используйте тормоза только для полной остановки. Вы только немного восстановите электроэнергию, но тормоза у вас не изнашиваются так быстро.
• Если вы заряжаетесь в дороге, приготовьте запасной вариант. Вы можете использовать приложение для телефона, такое как PlugShare, чтобы узнать, доступны ли и где есть общественные зарядные станции.
• Как и в случае с работающим на бензине автомобилем, поддерживайте рекомендованное давление воздуха в шинах вашего автомобиля. Холодный воздух занимает меньше места, чем теплый, поэтому в холодную погоду шины теряют около 2% своего давления воздуха на каждые 5°C, что увеличивает их сопротивление качению и снижает эффективность. (12)
• Снизьте скорость, особенно на трассе. Хотя электромобили намного более экономичны, чем бензиновые автомобили, эта повышенная эффективность более заметна при вождении по городу, чем на шоссе. Электромобиль почти не потребляет электричество при остановке в городском потоке, в отличие от бензинового автомобиля, двигатель которого все еще сжигает топливо на «холостом ходу». Электромобили менее эффективны при преобразовании химической энергии в электрическую при более высоких скоростях, чем при более низких скоростях. На автомагистралях вы не только потребляете больше электроэнергии, но и используете ее менее эффективно.

Treehugger