Cómo afecta el clima cálido o frío a la autonomía de los vehículos eléctricos

Los vehículos eléctricos (EV) difieren significativamente de los vehículos de gasolina en muchos aspectos, pero una de las diferencias menos obvias es cómo las temperaturas extremas afectan su autonomía.

Todos los vehículos pierden autonomía en climas muy cálidos o muy fríos (después de todo, se necesita más gasolina para calentar un automóvil helado), pero los vehículos eléctricos son especialmente vulnerables debido a la química de la batería y al entorno de ingeniería. Eso no significa que no puedan conducir con mal tiempo, solo que los propietarios de vehículos eléctricos deben tomar algunas precauciones y planificar con anticipación para evitar caídas inesperadas en el kilometraje. Analizamos cuánto se ven afectados los vehículos eléctricos por la temperatura exterior, por qué sucede y qué puede hacer al respecto.

Medición de la autonomía EV en condiciones meteorológicas extremas

Para comprender cómo el clima extremo afecta el rango de manejo, la Asociación Estadounidense de Automóviles (AAA), en asociación con el Club de Automóviles del Centro de Investigación Automotriz del Sur de California, probó cinco vehículos eléctricos con un rango de manejo mínimo estimado por la EPA de 100 millas (161 kilómetros). ). Las condiciones de conducción del mundo real se simulan utilizando un dinamómetro que proporciona una temperatura ambiente estrictamente controlada en una celda de prueba cerrada. Para determinar el efecto sobre el campo de prácticas, se compararon escenarios en condiciones climáticas frías y cálidas (con o sin aire acondicionado) con escenarios de conducción con una temperatura exterior de 23,9 °C.

resultado:

Cuando no se utiliza el aire acondicionado, la autonomía de conducción estimada de los vehículos eléctricos se ve moderadamente afectada por las temperaturas frías y calientes en comparación con las pruebas realizadas a 23,9 °C. El uso de aire acondicionado resultó en una reducción significativa en el kilometraje.

-12 % de reducción de kilometraje a -6,7 °C

-6,7°C con calentador (aire acondicionado térmico) reducción de kilometraje -41%

-4% de reducción en el rango de manejo a 35°C

-17% de reducción de kilometraje con aire acondicionado a 35°C

Estos resultados significan que, en promedio, un automóvil eléctrico puede viajar 83 millas (133,6 km) con el aire acondicionado encendido a 35 °C por cada 100 millas (161 km) recorridos a 23,9 °C, con el calentador funcionando a -6,7 °C. C. Solo puede viajar 59 millas (95 kilómetros) sin él. Por ejemplo, un vehículo eléctrico con un alcance de 240 millas (386,2 kilómetros) podría viajar entre Los Ángeles y Palm Springs con una batería completamente cargada en un clima templado, pero no en una ola de calor de 35 °C con el aire acondicionado encendido. Su autonomía se reducirá en unas 40 millas (64,4 kilómetros), y el conductor deberá cargarlo al menos una vez durante el viaje.

Los coches de gasolina también pierden kilometraje

-6.7 ℃ reducción de kilometraje de arranque en frío -11%

-6.7 ℃ reducción de arranque en caliente -6%

35 ℃ con aire acondicionado para reducir -17%

Los vehículos eléctricos no son particularmente inadecuados para temperaturas extremas. Las pruebas en el Laboratorio Nacional de Argonne encontraron que los vehículos de gasolina también experimentan una pérdida de alcance, aunque el fenómeno a menudo se conoce como "disminución de la economía de combustible".

Cuando el clima es muy frío, un motor de aceite debe quemar combustible adicional para que el motor alcance la temperatura de funcionamiento; esto se conoce como "arranque en frío". El fluido del motor también es menos eficiente cuando está más frío. Cuando hace mucho calor, tienen que quemar combustible extra para mantener el aire acondicionado funcionando. De hecho, en términos porcentuales, los automóviles de gasolina sufren casi la misma pérdida de kilometraje a 35 °C que los automóviles eléctricos con el aire acondicionado encendido.

Por qué la autonomía de los vehículos eléctricos cae en condiciones climáticas extremas

Razón 1: a las baterías no les gustan las temperaturas extremas

Como cualquier componente automotriz, las baterías de iones de litio de alta capacidad en los vehículos eléctricos tienen un rango de temperatura de funcionamiento óptimo. A medida que la temperatura disminuye, la difusión, la conductividad y la velocidad de reacción dentro de la celda de la batería disminuyen. Esto da como resultado un aumento de las perturbaciones de voltaje y la generación de calor, consumiendo energía que de otro modo impulsaría el vehículo. A temperaturas muy bajas, se puede usar energía adicional para calentar la batería y evitar daños.

Además, a altas temperaturas, se debe hacer funcionar un sistema de enfriamiento para evitar que la batería se sobrecaliente. Esto también utiliza energía adicional, lo que reduce el rango de manejo. La conducción agresiva da como resultado una mayor generación de calor, lo que aumenta las demandas de refrigeración de la batería.

Razón 2: Los acondicionadores de aire consumen mucha electricidad

En las pruebas de AAA, las 2 caídas más grandes en el millaje EV ocurrieron cuando el aire acondicionado estaba encendido. Cualquiera que haya pagado facturas de servicios públicos en un caluroso día de verano o un frío día de invierno sabe que los acondicionadores de aire y los calefactores consumen mucha electricidad.

El uso de calentadores (acondicionadores de aire térmicos) a temperaturas bajo cero produjo la mayor caída en el kilometraje. A diferencia de los automóviles que funcionan con gasolina, donde el motor genera calor que puede usarse como subproducto de la combustión para calentar la cabina, los automóviles eléctricos deben funcionar con un calentador eléctrico separado.

Qué puedes hacer

• Eficiencia (y ahorro): Los vehículos eléctricos (EV) sienten mejor los efectos del clima porque tardan más en recargar la batería que en llenar el tanque, pero tienen la ventaja de ser más rentables porque cada kilómetro la electricidad es más barata que la gasolina. La investigación de AAA encontró que conducir un vehículo eléctrico durante 1.000 millas (1.609,3 kilómetros) con aire acondicionado a una temperatura exterior de 35°C aumenta su factura de electricidad en unos 8 dólares (51 yuanes) en comparación con una temperatura de 23,9°C. En comparación, un automóvil de gasolina con un consumo de combustible promedio en EE. UU. de 23,6 mpg costaría $ 21 adicionales (134 yuanes) por gasolina (este es un cálculo hecho a precios de gasolina relativamente bajos).

• Planifique con anticipación: consulte el pronóstico del tiempo antes de un viaje largo para ver si viaja con clima cálido o frío. Si es así, planee usar las estaciones de carga con más frecuencia y haga un mapa de las estaciones de carga que usará y las distancias entre ellas.

• Caliente o enfríe antes de desenchufar: mientras aún está conectado al cargador, tómese un tiempo para calentar o enfriar el interior del vehículo. Esto permite que la batería ahorre más energía para conducir.

• Baje un poco el aire acondicionado: Es inevitable usar un calefactor o aire acondicionado en climas fríos o bochornosos, pero si desea extender su rango de manejo, úselos con moderación. Al igual que un termostato de ambiente, ajuste el aire acondicionado a una temperatura agradable.