去年 1 月,也就是新年伊始几天后,一场突如其来的暴风雪导致数百名司机被困在弗吉尼亚州 95 号州际公路 40 英里的路段上。 包括参议员蒂姆·凯恩 (D-Va.) 在内的通勤者被困了超过 24 小时,他们不停地开着发动机取暖,把身上的衣服叠起来,甚至还在附近的一辆面包车上寻找食物 。
最终,在经历了一个寒冷的夜晚的磨难之后,紧急救援人员排除了事故,并解救了冻结在道路上的汽车。 每个人都回家了。 但这一事件引起了那些担心全电动未来的人的焦虑。 他们想知道,如果所有汽车都是电池驱动的怎么办? 他们的司机会不会有足够的电池寿命来开车离开?
随着寒冷的气温再次席卷全国——从布法罗到西雅图的驾车者都在与冰雪作斗争——电动汽车正面临新的审查。 锂离子电池在寒冷的温度下表现得更加缓慢,当温度下降到接近冰点时,电动汽车的续航里程就会降低。 (就其价值而言,汽油动力汽车在寒冷中也表现不佳。)
但是,对于冬季续航里程减少的电动汽车,有一个解决方案:简陋的热泵。
有两个因素可以解释为什么电动汽车在寒冷天气下比汽油动力汽车稍微难受一些。 一个源于一个简单的现实,即电动汽车中的大型锂离子电池在 70 华氏度左右表现最佳。 “汽车就像人类,”密歇根大学机械工程教授 Anna Stefanopoulou 说。 “他们喜欢室温。”
在寒冷的温度下,锂离子——从电池的阳极流向电池的阴极以产生电流——在电池中移动得更慢,并面临更大的阻力。 这会导致电池效率降低。
但第二个原因与坐在里面的人有关。 没有人愿意在冬天坐在寒冷的汽车里。 天气寒冷时,以汽油为动力的汽车可以将发动机产生的废热重新输送到车内,为驾驶员和乘客供暖。 (以汽油为动力的汽车并不是特别高效——当发动机开启时,实际上只有大约 20% 的能量用于驱动车轮。)
专注于电动汽车的数据科学公司 Recurrent 的首席执行官斯科特·凯斯 (Scott Case) 说,燃气汽车“会产生大量废热”。 “从工程学的角度来看,用柠檬制作柠檬水是一个聪明的主意。”
许多人在晚上给电动汽车充电。 那将是一个问题。
然而,电动汽车非常高效。 根据能源部的数据,电动汽车使用超过 75% 的能量来推动汽车。 这意味着没有太多余热可用。
相反,许多电动汽车通过电阻加热(本质上是加热电线并在其上吹气)来为乘客取暖。
在寒冷的温度下,车厢供暖占了 EV 电池耗电的最大份额。 根据 AAA 2019 年的一项研究,该研究在 20 华氏度的温度下测试了五种不同的电动汽车,在车厢加热器开启的情况下,汽车平均损失了约 41% 的续航里程。 然而,在关闭机舱加热器的情况下,它们仅损失了大约 12% 的范围。
但并非所有电动汽车都是生而平等的。 根据 Recurrent 的一项研究,该研究查看了数千辆电动汽车的真实数据,在零度以下的温度下,电动汽车的续航里程可能会减少 3%(捷豹 I-PACE)到 32%(雪佛兰 Bolt),具体取决于 关于汽车如何应对寒冷的天气。
根据凯斯的说法,部分原因在于汽车是使用效率低下的电阻加热还是使用效率更高的电热泵。 热泵的工作原理与空调类似,它是移动热量而不是产生热量——因此它们的效率是其他加热形式的三到四倍。
Recurrent 的数据将特斯拉 Model Y(标配热泵)等汽车与福特野马 Mach-E 等汽车进行了比较,后者没有车型提供热泵。 根据这项研究,野马在 20 至 30 华氏度时会损失近 30% 的续航里程,而 Model Y 仅会损失约 15%。
“一辆装有热泵的汽车在温度下降到冰点时比没有的汽车表现得更好。”凯斯说。
还有其他方法可以在寒冷时最大限度地减少射程损失。 许多电动汽车都配备座椅加热器甚至加热方向盘,它们可以在不加热汽车整个内部的情况下为乘客取暖。 有些汽车使用发动机产生的最少废热来加热电池并延长充电时间。 EV 驾驶员还可以在汽车仍插入电源时指示他们的汽车预热电池,再次延长车辆行驶时的续航里程。
最后,专家表示,寒冷的天气并不是完全避免使用电动汽车的理由。
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。