يعاني العديد من أصحاب السيارات الكهربائية بشكل رهيب عند التعرض للطقس البارد، الأمر الذي يثني أيضًا العديد من المستهلكين الذين يترددون في التخلي عن المركبات التي تعمل بالوقود لاختيار السيارات الكهربائية.
مع أننا ندرك جميعًا أن المركبات التي تعمل بالوقود خلال فصل الشتاء لها آثار مماثلة، إذ قد يؤدي انخفاض المدى، وزيادة استهلاك الوقود، وانخفاض درجات الحرارة لفترات طويلة إلى تعطل المركبة. إلا أن ميزة المدى الطويل لمركبات الوقود تطغى على هذه الآثار السلبية إلى حد ما.
بالإضافة إلى ذلك، بخلاف محرك السيارة التي تعمل بالوقود، والذي يُولّد كمية كبيرة من الحرارة المُهدرة لتدفئة المقصورة، فإن التشغيل الفعال للمحرك الكهربائي في السيارة الكهربائية يُقلّل من توليد الحرارة المُهدرة. لذلك، عندما تكون درجة الحرارة المحيطة منخفضة، يحتاج المحرك إلى استهلاك طاقة إضافية للتدفئة لضمان قيادة مريحة. وهذا يعني أيضًا تقليصًا أكبر في مدى السيارة الكهربائية.
نحن قلقون بشأن المجهول. إذا امتلكنا معرفة كافية بالمركبات الكهربائية، وفهمنا كيفية استغلال نقاط قوتها وتجنب نقاط ضعفها لخدمتنا بشكل أفضل، فلن نضطر للقلق بعد الآن. سنتمكن من الاستفادة منها بفعالية أكبر.
الآن دعونا نناقش كيف يؤثر الطقس البارد علىيتراوحوالشحنمن المركبات الكهربائية، وما هي الأساليب الفعالة التي يمكننا استخدامها لإضعاف هذه التأثيرات.
رؤى قابلة للتنفيذ
حاولنا التوصل إلى بعض الحلول من وجهة نظر مورد معدات الشحن التي يمكن أن تقلل من التأثير السلبي للطقس البارد.
- أولاً، لا تدع مستوى بطارية السيارة الكهربائية ينخفض إلى أقل من 20%؛
- قم بمعالجة البطارية مسبقًا بالتدفئة قبل الشحن، واستخدم تدفئة المقاعد وعجلة القيادة، وخفض درجة حرارة تدفئة المقصورة لتقليل استهلاك الطاقة؛
- حاول الشحن خلال فترات اليوم الأكثر دفئًا؛
- يفضل الشحن في مرآب دافئ ومغلق مع ضبط الحد الأقصى للشحن على 70% -80%؛
- استخدم خاصية ركن السيارة بالقابس حتى تتمكن السيارة من سحب الطاقة من الشاحن للتدفئة بدلاً من استهلاك البطارية؛
- قد بحذر شديد على الطرق الجليدية، فقد تحتاج إلى الكبح بشكل متكرر. فكّر في تعطيل نظام الكبح المتجدد، ويعتمد ذلك بالتأكيد على نوع السيارة وظروف القيادة.
- قم بالشحن فورًا بعد ركن السيارة لتقليل وقت تسخين البطارية مسبقًا.
بعض الأشياء التي يجب معرفتها مسبقًا
تُوفّر بطاريات السيارات الكهربائية الطاقة من خلال تفاعلات كيميائية. ويرتبط نشاط هذا التفاعل الكهروكيميائي، الذي يحدث عند نقطة التقاء القطب الموجب والسالب/الإلكتروليت، بدرجة الحرارة.
تجري التفاعلات الكيميائية أسرع في البيئات الدافئة. تزيد درجة الحرارة المنخفضة من لزوجة الإلكتروليت، وتُبطئ التفاعل في البطارية، وتزيد من مقاومتها الداخلية، وتُبطئ نقل الشحنة. يُكثف تفاعل الاستقطاب الكهروكيميائي، ويصبح توزيع الشحنة أقل توازناً، ويُعزز تكوين شجيرات الليثيوم. هذا يعني انخفاض الطاقة الفعالة للبطارية، مما يعني تقليص مدى الشحنة. تؤثر درجات الحرارة المنخفضة أيضاً على السيارات التي تعمل بالوقود، ولكن السيارات الكهربائية أكثر وضوحاً.
على الرغم من أنه من المعروف أن انخفاض درجات الحرارة يُقلل من مدى سير السيارات الكهربائية، إلا أن هناك اختلافات بين المركبات المختلفة. ووفقًا لإحصاءات مسح السوق، ينخفض متوسط سعة البطارية بنسبة تتراوح بين 10% و40% عند درجات الحرارة المنخفضة. ويعتمد ذلك على طراز السيارة، ودرجة برودة الطقس، ونظام التدفئة، وعوامل أخرى مثل عادات القيادة والشحن.
عندما تكون درجة حرارة بطارية السيارة الكهربائية منخفضة جدًا، لا يمكن شحنها بفعالية. تستخدم السيارات الكهربائية الطاقة الداخلة أولًا لتسخين البطارية، ولا تبدأ الشحن الفعلي إلا عند وصولها إلى درجة حرارة معينة.
بالنسبة لمالكي السيارات الكهربائية، يعني الطقس البارد مدىً أقصر ووقت شحن أطول. لذلك، عادةً ما يقوم أصحاب الخبرة بشحن السيارة طوال الليل خلال فصل الشتاء، ثم يُسخّنونها مسبقًا قبل الانطلاق.
تكنولوجيا الإدارة الحرارية للسيارات الكهربائية
تعتبر تقنية الإدارة الحرارية للسيارات الكهربائية أمرًا بالغ الأهمية لأداء البطارية والمدى وتجربة القيادة.
المهمة الأساسية هي إدارة درجة حرارة البطارية لضمان عملها أو شحنها ضمن نطاق درجة الحرارة المناسب والحفاظ على ظروف عمل ممتازة. ضمان أداء البطارية وعمرها الافتراضي وسلامتها، وإطالة مدى السيارات الكهربائية بفعالية في الشتاء والصيف.
ثانياً، لتحسين تجربة القيادة، ستوفر الإدارة الحرارية الفعالة للسائقين درجة حرارة مقصورة أكثر راحة في الصيف الحار والشتاء البارد، وتقليل فقدان الطاقة، وتحسين كفاءة الطاقة.
من خلال التخصيص الفعال لنظام الإدارة الحرارية، يتم تحقيق التوازن بين احتياجات الحرارة والتبريد لكل دائرة، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة.
تتضمن تقنيات إدارة الحرارة السائدة الحالية ما يلي:بي تي سي(معامل درجة الحرارة الإيجابي) الذي يعتمد على السخانات الكهربائية المقاومة وHيأكلPحكمتقنية تستخدم دورات ترموديناميكية. يُعدّ تطوير هذه التقنيات بالغ الأهمية لتحسين الأداء والسلامة وكفاءة الطاقة وتجربة القيادة.
كيف يؤثر الطقس البارد على مدى السيارة الكهربائية
في هذه المرحلة، يتفق الجميع على أن الطقس البارد سيقلل من مدى السيارات الكهربائية.
ومع ذلك، هناك نوعان من الخسارة في نطاق EV. الأول هوفقدان النطاق المؤقت، وهو فقدان مؤقت ناتج عن عوامل مثل درجة الحرارة، ونوع التضاريس، وضغط الإطارات. بمجرد عودة درجة الحرارة إلى المستوى المناسب، ستعود المسافة المفقودة.
والاخر هوفقدان المدى الدائم. إن عمر السيارة (عمر البطارية)، وعادات الشحن اليومية، وسلوكيات الصيانة اليومية كلها عوامل قد تؤدي إلى فقدان مدى السيارة، وقد لا تعود إلى حالتها الطبيعية.
كما ذُكر سابقًا، يُقلل الطقس البارد من أداء بطاريات السيارات الكهربائية. فهو لا يُقلل فقط من نشاط التفاعلات الكيميائية في البطارية ويقلل من قدرتها على الاحتفاظ بسعتها، بل يُقلل أيضًا من كفاءتها في الشحن والتفريغ. كما تزداد مقاومة البطارية، وتنخفض قدرتها على استعادة الطاقة.
بخلاف السيارات التي تعمل بالوقود، تستهلك السيارات الكهربائية طاقة البطارية وتولد حرارة لتدفئة المقصورة والبطارية، مما يزيد من استهلاك الطاقة لكل ميل ويقلل من المسافة المقطوعة. في هذه الحالة، يكون الفقد مؤقتًا، فلا تقلق، فسيعود.
سيؤدي استقطاب البطارية المذكور أعلاه إلى ترسب الليثيوم في القطب، بل وحتى تكوين شجيرات الليثيوم، مما يؤدي إلى انخفاض أداء البطارية وسعتها، بل وحتى مشاكل تتعلق بالسلامة. في هذه الحالة، يكون الفقدان دائمًا.
سواءً كان الضرر مؤقتًا أو دائمًا، فإننا نسعى جاهدين لتقليله قدر الإمكان. وتعمل شركات صناعة السيارات جاهدةً على الاستجابة بالطرق التالية:
- اضبط برنامج التسخين المسبق للبطارية قبل التشغيل أو الشحن
- تحسين كفاءة استعادة الطاقة
- تحسين نظام تدفئة المقصورة
- تحسين نظام إدارة بطارية السيارة
- تصميم انسيابي لهيكل السيارة مع مقاومة أقل
كيف يؤثر الطقس البارد على شحن السيارات الكهربائية
وكما أن تحويل تفريغ البطارية إلى طاقة حركية للمركبة يتطلب درجة حرارة مناسبة، فإن الشحن الفعال يحتاج أيضًا إلى أن يكون ضمن نطاق درجة حرارة مناسب.
ستؤدي درجات الحرارة المرتفعة جدًا أو المنخفضة جدًا إلى زيادة مقاومة البطارية، وتقييد سرعة الشحن، والتأثير على أداء البطارية، وتقليل كفاءة الشحن، والتسبب في وقت شحن أطول.
في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة، قد تحدث أخطاء أو حتى تفشل وظائف مراقبة البطارية والتحكم فيها في نظام إدارة البطارية، مما يقلل من كفاءة الشحن.
قد لا تتمكن البطاريات منخفضة الحرارة من الشحن في المرحلة المبكرة، الأمر الذي يتطلب تسخين البطاريات إلى درجة حرارة مناسبة قبل بدء الشحن، وهو ما يشكل إضافة أخرى إلى وقت الشحن.
بالإضافة إلى ذلك، تواجه العديد من الشواحن قيودًا في الطقس البارد، حيث لا توفر تيارًا وجهدًا كافيين لتلبية احتياجات الشحن. كما أن مكوناتها الإلكترونية الداخلية تتطلب درجات حرارة تشغيل أكثر ملاءمة. قد تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى انخفاض الاستقرار والأداء، مما يؤثر على كفاءة العمل.
يبدو أن كابلات الشحن تتأثر أكثر في درجات الحرارة المنخفضة، وخاصةً كابلات شحن التيار المستمر. فهي سميكة وثقيلة، وقد يجعلها البرد أكثر صلابةً وأقل قابليةً للانحناء، مما يجعل استخدامها أصعب على سائقي السيارات الكهربائية.
نظرًا لأن العديد من ظروف المعيشة لا يمكنها دعم تركيب شاحن منزلي خاص، فإن شاحن EV المحمول من Workersbee شاحن فليكس 2ربما يكون اختيارًا لطيفًا.
يمكن استخدامه كشاحن سفر في صندوق السيارة، أو شاحن منزلي خاص لمالكي السيارات الكهربائية. يتميز بهيكل أنيق ومتين، وشحن كهربائي سهل، وكابلات مرنة عالية الجودة، توفر شحنًا ذكيًا يصل إلى 7 كيلو وات. يتميز بأداء ممتاز مقاوم للماء والغبار بتصنيف IP67، لذا لا داعي للقلق بشأن أداء السلامة والموثوقية حتى للاستخدام الخارجي.
إذا كنا مقتنعين بأن ثورة المركبات الكهربائية مناسبة لمستقبل البيئة والمناخ والطاقة ورفاهية الناس، بل ومفيدة حتى للجيل القادم، فحتى مع علمنا بأننا سنواجه تحديات الطقس البارد، فلا ينبغي لنا أن ندخر أي جهد لتنفيذها.
يُشكّل الطقس البارد تحديات كبيرة لمدى المركبات الكهربائية وشحنها، بل وحتى انتشارها في السوق. لكن Workersbee تتطلع بصدق إلى العمل مع جميع الرواد لمناقشة ابتكارات تكنولوجيا الإدارة الحرارية، وازدهار بيئة الشحن، وتطوير حلول عملية متنوعة. نعتقد أنه سيتم التغلب على هذه التحديات، وأن الطريق نحو الكهربة المستدامة سيصبح أكثر سلاسةً واتساعًا.
يشرفنا أن نناقش ونشارك رؤى المركبات الكهربائية مع جميع شركائنا وروادنا!
وقت النشر: ٢٩ فبراير ٢٠٢٤