多くの電気自動車所有者は寒さにひどく悩まされており、また、燃料車を諦めて電気自動車を選ぶことを躊躇している多くの消費者もその影響を受けています。
寒い季節には、燃料車も同様の影響、つまり航続距離の減少、燃料消費量の増加、そして極端に低い気温が長時間続くことでエンジンがかからなくなるといった問題が発生することは誰もが認めるところです。しかし、燃料車の長距離航続距離という利点は、これらの悪影響をある程度覆い隠しています。
さらに、車内を暖めるために大量の廃熱を発生する燃料車のエンジンとは異なり、電気自動車のモーターは効率的に作動するため、廃熱をほとんど発生しません。そのため、外気温が低い場合、快適な走行のために暖房のために追加のエネルギーを消費する必要があり、EVの航続距離の損失も大きくなります。
私たちは未知のものに対して不安を感じます。電気自動車について十分な知識を持ち、その長所を活かし、短所を回避してより良いサービスを受けられるようにすれば、もう心配する必要はありません。もっと積極的に電気自動車を活用できるはずです。
さて、寒さがどう影響するかについてお話ししましょう。範囲そして充電EV の影響と、その影響を弱めるためにどのような効果的な方法があるかを検討します。
実用的な洞察
私たちは充電設備サプライヤーの視点から、寒さによる悪影響を軽減できる解決策をいくつか考え出そうとしました。
- まず、電気自動車のバッテリー残量が 20% を下回らないようにします。
- 充電前にバッテリーを加熱処理し、シートとステアリングホイールのウォーマーを使用し、車内の暖房温度を下げてエネルギー消費を削減します。
- 日中の暖かい時間帯に充電するようにしてください。
- できれば暖かく密閉されたガレージで、最大充電を 70% ～ 80% に設定して充電してください。
- プラグイン パーキングを使用すると、車はバッテリーを消費する代わりに、充電器からエネルギーを引き出して暖房することができます。
- 凍結路面ではブレーキの頻度が高くなる可能性があるため、特に注意して運転してください。回生ブレーキを無効にすることも検討してください。これは車種や運転状況によって異なります。
- 駐車後すぐに充電して、バッテリーの予熱時間を短縮してください。
事前に知っておくべきこと
EVバッテリーパックは化学反応によって電力を供給します。正極と負極/電解質界面で発生するこの電気化学反応の活性は、温度と関連しています。
化学反応は温度が高い環境ではより速く進行します。低温では電解液の粘度が上昇し、バッテリー内の反応が遅くなり、バッテリーの内部抵抗が増加し、電荷の移動が遅くなります。電気化学的分極反応が激しくなり、電荷分布が不均一になり、リチウムデンドライトの形成が促進されます。これはバッテリーの有効エネルギーが減少し、結果として航続距離が短くなることを意味します。低温は燃料車にも影響を与えますが、電気自動車ではより顕著です。
低温はEVの航続距離を低下させることは知られていますが、車種によって差があります。市場調査の統計によると、低温下ではバッテリー容量維持率は平均10%～40%低下します。これは車種、気温、暖房システム、運転や充電の習慣といった要因によって異なります。
EVのバッテリー温度が低すぎると、効率的に充電できません。電気自動車はまず入力エネルギーを使ってバッテリーを加熱し、一定の温度に達した時点で初めて実際の充電を開始します。
EVオーナーにとって、寒い季節は航続距離が短くなり、充電時間も長くなります。そのため、経験豊富なオーナーは、寒い時期に夜間に充電し、出発前に車を予熱しておくのが一般的です。
EV向け熱管理技術
電気自動車の熱管理技術は、バッテリーの性能、走行距離、運転体験にとって重要です。
主な任務は、バッテリーの温度を管理し、適切な温度範囲内でバッテリーが動作または充電できるようにし、良好な動作状態を維持することです。バッテリーの性能、寿命、安全性を確保し、冬季や夏季における電気自動車の航続距離を効果的に延長します。
第二に、運転体験を向上させるために、効果的な熱管理により、暑い夏や寒い冬でも車内温度がより快適になり、エネルギー損失が削減され、エネルギー効率が向上します。
熱管理システムを効果的に割り当てることで、各回路の熱と冷却のニーズがバランスされ、エネルギー消費が削減されます。
現在主流の熱管理技術には、PTC（正温度係数）は抵抗電気ヒーターとH食べるPアンプ熱力学サイクルを活用した技術。これらの技術の開発は、性能、安全性、エネルギー効率、そして運転体験の向上に大きく貢献します。
寒さがEVの航続距離に与える影響
現時点では、寒い天候により電気自動車の航続距離が短くなるという点については誰もが同意している。
しかし、EV走行距離には2種類の損失があります。1つは一時的な航続距離の損失これは、気温、地形、タイヤの空気圧などの要因によって引き起こされる一時的な燃費の低下です。気温が適切な温度に戻ると、失われた燃費は元に戻ります。
もう一つは永久的な範囲損失車両の経年劣化（バッテリー寿命）、日々の充電習慣、日々のメンテナンス行動はすべて車両の航続距離の低下を引き起こし、回復しない可能性があります。
前述の通り、寒冷な天候はEVバッテリーの性能を低下させます。バッテリー内の化学反応の活性が低下し、バッテリー容量の維持率が低下するだけでなく、充放電効率も低下します。バッテリー抵抗が増加し、エネルギー回収能力が低下します。
電気自動車は燃料車とは異なり、車内とバッテリーを暖めるためにバッテリーのエネルギーを消費し、熱を発生させる必要があります。そのため、1マイルあたりのエネルギー消費量が増加し、航続距離が短くなります。この損失は一時的なもので、心配する必要はありません。すぐに元に戻ります。
前述のバッテリーの分極は、電極内でリチウムの析出やリチウムデンドライトの形成を引き起こし、バッテリー性能の低下、バッテリー容量の減少、さらには安全性の問題につながります。この損失は永久的なものです。
一時的なものであれ、永続的なものであれ、私たちは被害を可能な限り最小限に抑えたいと考えています。自動車メーカーは、以下の方法で対応に尽力しています。
- 出発前または充電前にバッテリー予熱プログラムを設定します
- エネルギー回収効率の向上
- キャビン暖房システムを最適化する
- 車両バッテリー管理システムの最適化
- 抵抗の少ない流線型の車体デザイン
寒さがEV充電に与える影響
バッテリーの放電を車両の運動エネルギーに変換するには適切な温度が必要であるのと同様に、効率的な充電も適切な温度範囲内で行う必要があります。
温度が高すぎたり低すぎたりすると、バッテリーの抵抗が増加し、充電速度が制限され、バッテリーの性能に影響を与え、充電効率が低下し、充電時間が長くなります。
低温条件下では、BMS のバッテリー監視および制御機能にエラーが発生したり、機能しなくなったりする可能性があり、充電効率がさらに低下します。
低温のバッテリーは初期段階では充電できない場合があり、充電開始前にバッテリーを適切な温度まで加熱する必要があり、これも充電時間に追加されます。
さらに、多くの充電器は寒冷地では性能が制限され、充電ニーズを満たすのに十分な電流と電圧を供給できません。また、内部の電子部品にも、より適切な動作温度要件があります。低温下では安定性と機能性が低下し、作業効率に影響を与える可能性があります。
充電ケーブル、特にDC充電ケーブルは低温の影響をより強く受けるようです。ケーブルは太くて重いため、寒さによって硬くなり、曲げにくくなり、EVドライバーにとって操作が困難になる可能性があります。
多くの生活環境が家庭用充電器の設置をサポートできないことを考慮すると、WorkersbeeのポータブルEV充電器は フレックスチャージャー2良い選択かもしれません。
トランクに積んでおける旅行用充電器としてはもちろん、電気自動車オーナーにとっては自宅のプライベート充電器としても活躍します。スタイリッシュで頑丈なボディ、便利な充電操作、そして柔軟性の高い高品質ケーブルを備え、最大7kWのスマート充電を実現します。優れた防水・防塵性能はIP67保護等級に達し、屋外での使用でも安全性と信頼性を安心してご利用いただけます。
電気自動車革命が環境、気候、エネルギー、人々の幸福の将来にとって正しいものであり、次世代にとっても有益であると確信しているのであれば、たとえ寒冷気候の課題に直面することになるとわかっていても、それを実現するための努力を惜しむべきではありません。
寒冷な気候は、電気自動車の航続距離、充電、そして市場浸透に大きな課題をもたらします。しかし、Workersbeeは、熱管理技術の革新、充電環境の整備、そして様々な実現可能なソリューションの発展について、先駆者たちと議論を重ねていくことを心から楽しみにしています。私たちは、課題は必ず克服され、持続可能な電動化への道がよりスムーズで幅広いものになると信じています。
私たちは、すべてのパートナーや先駆者たちと EV に関する洞察を議論し、共有できることを光栄に思います。
投稿日時: 2024年2月29日