主要なポイント（要点）
- 極度の寒さは電気自動車の航続距離を著しく低下させる。低温ではバッテリーの化学反応が遅くなり、加熱に必要なエネルギーが増加するため、使用可能な容量が減少する。
- 極端な高温は、特に車両が充電状態の高い状態で直射日光にさらされている場合、バッテリーの劣化を加速させる。
- バッテリーの事前調整（出発前にバッテリーパックを温めたり冷やしたりすること）は、極端な温度条件下で性能を維持するための最も効果的な戦略です。
- 電気自動車に搭載されている12V補助バッテリーは、特に極端な気候条件下では故障しやすいため、エンジンがかからないといったトラブルを防ぐためにも定期的に点検する必要があります。
- 極端な気候条件下で車両を運用する事業者は、バッテリーの状態変化を長期的に追跡するために、季節ごとのサービス基準値を設定すべきである。
- 寒冷地では充電インフラに関する考慮事項が変わります。氷点下の気温では、セルを保護するためにBMS（バッテリー管理システム）によってDC急速充電が制限される場合があります。
2022年末までには、 600万台の電気自動車 世界中に発送されます。米国はEV開発とそれをサポートするために必要なインフラ整備に数千億ドル規模の投資を行うと発表した。しかし、西海岸の温帯地域での EV の運転と、ミネソタ州北部の厳しい環境やアリゾナ州の砂漠のような暑さの間には、大きな違いがあります。
一度に何か月も天候が悪化する可能性がある地域では、電動車両は特有の課題に直面しています。極端な気候の地域でも電気自動車が普及する可能性はあるでしょうか?そうでない場合、どこでも実行できるようにするには何が起こる必要があるでしょうか?
最も困難な状況における電動化について考慮すべきことは次のとおりです。
極端な温度での航続距離の減少
天候が極端な場合、EV の航続距離は、平均的な T シャツ天候で車両所有者がフル充電で航続できる航続距離よりも確実に短くなります。時々議論されることもありますが、極端な暑さでも寒さでも、充電が必要になるまで遠くまでは行かないというのが一般的な意見です。ことわざにあるように、「私たちが最も幸せになれる範囲で、バッテリーも最も幸せになります。」
猛暑の中での旅行には、 バッテリーの航続距離は約 17% 減少します。これは95°F以上の気温を考慮したもので、ほぼ完全に機内を快適に保つためです。空調とブロワーモーターの稼働がエネルギー消費の大部分を占めます。
寒冷地向けには、 射程距離の減少がわずかに大きい。推定では、気温が 20F 以下になると航続可能距離は約 30% 低下し、それよりもはるかに寒い地域ではさらに短距離のパフォーマンスが見られる可能性があります。これは電気ヒーターの稼働とシートヒーターによる車内の快適さも一因ですが、寒冷地ではバッテリーパックの温度も維持する必要があるため航続距離が短くなります。
健康状態が低下する可能性がある
寒い気候 より頻繁な充電が必要になる傾向があります。駐車中は基本的に「眠っている」ガソリン車とは異なり、EV はバッテリーを健全な温度範囲に保つためにエネルギーを消費します。車を駐車したまま、プラグを抜いて長期間放置すると、バッテリーが 0% まで消耗し、損傷を受けやすくなります。まれですが、可能です。
一方、熱はバッテリーの劣化により直接的な役割を果たします。バッテリーの健全性 (SOH) は、暑い気候ではより速い速度で低下します。 ジオタブによる調査、SOHは10か月で約48％低下する可能性があります。高温下での DC 急速充電は問題をさらに悪化させます.
10 年間で健康状態が 250% 減少すること自体はそれほど大きなことではないようですが、航続距離の減少という問題がさらに複雑になります。たとえば、バッテリーが新品のときに通常の航続距離が 225 マイルである車両は、20 年後には航続距離が 180 マイルに低下する可能性があります。また、寒い天候で航続距離が 250% 減少すると、フル充電での航続可能距離はわずか XNUMX マイルになる可能性があります。これは彼らが期待する当初のXNUMXマイルからは程遠く、航続距離に対する不安が生じる可能性がある。
充電インフラがまばら
全米で最もEVの普及が進んでいると思われる南カリフォルニアでは、街角にガソリンスタンドと同じように充電ステーションが普及しつつある。温暖な気候における人口密度により、EVの充電、特に自動車所有者の自宅では不可能な急速充電に必要なインフラの確立が可能になります。
しかし、気候が厳しい地域では人口密度が著しく異なります。ノースダコタ州の広大な凍った平原は、EV充電のサポートが最も少ない郡の一部です。そしてそれは、ニューメキシコ州の南東部のような、岩だらけの砂漠地帯が何マイルにもわたって生命の兆候を示さない地域でも同様です。
これらの地域では、50マイル以上もガソリンスタンドがないのが日常的であり、充電サービスが見つからないことが導入の妨げになるのは確実だ。
グリッドがない場合はサポートなし
また、国の一部の地域では都市部と同様に電気を利用することができません。地域社会ではディーゼル発電機が稼働する可能性があります。ワイオミング州やモンタナ州などの地域の一部の農場、商業、工業事業では、車両の燃料をトラックで現場まで輸送していますが、車両を電動化することは同様の選択肢ではありません。さらに、これらの商用車の多くは、1 日あたりの走行距離が平均的な EV の走行距離よりも長くなります。
利用可能な充電施設がなく、それが不可能な場合、化石燃料から電気への移行はどのようにして可能になるのでしょうか?
EV をあらゆる場所で実現するには何が必要でしょうか?
軽自動車については、ほとんどの自動車メーカーと議員の間で現在、2035年か2040年までに化石燃料からEVへの切り替えを完了するという目標が掲げられている。まだ遠いように思えるが、実現するには次のXNUMX年間で克服しなければならない課題がある。実を結びます。
まず、バッテリー技術はさらに進歩する必要があります。より高速な充電とより長い航続距離を可能にする全固体電池などの分野で開発が急速に進んでいますが、まだ実用化されていません。これにより、SOHの問題に加えて、寒さや暑さでの航続距離の減少に関連する懸念の多くが解決されるでしょう。
第二に、充電インフラは都市部だけでなく、地方や遠隔地のドライバーにも利用できるようにする必要があります。それがどのようになるかは推測にすぎませんが、化石燃料の調達が困難になった場合には必要になります。
バッテリー技術は、航続可能距離と高速充電の両方において、極端な気候の実現可能性に関して正しい方向に進歩しているようです。天候が大きな影響を与える地域では、バッテリー管理の必要性が最優先になります。修理施設と車両は、EV バッテリーの寿命を最大限に延ばすためにメンテナンスとサービスを準備する必要があり、ミドトロニクスは用途に関係なくバッテリー管理のソリューションを提供します。
よくある質問
寒冷な気候は電気自動車の航続距離をどれくらい低下させますか？
ほとんどの電気自動車は氷点下の気温では定格航続距離の20～40％を失い、極寒の環境では50％を超える損失を示す研究もある。この減少は、セル内の電気化学的活性の低下と車内暖房のエネルギーコストという2つの要因による。充電しながらバッテリーをプレコンディショニングすることで、これらの影響を最小限に抑えることができる。
熱は電気自動車のバッテリーに永久的な損傷を与えるのか？
高温が長時間続くと、特にバッテリーが直射日光下で高充電状態にある場合、容量の低下が加速します。ほとんどのEVの熱管理システムはバッテリーパックを積極的に冷却しますが、日陰に駐車したり、暑い気候では100%充電を避けたりすることが、現実的な対策となります。
バッテリーのプレコンディショニングとは何ですか？また、極端な気候条件下ではなぜ重要なのでしょうか？
プレコンディショニングとは、車両を運転する前にバッテリーを最適な動作温度まで温めたり冷やしたりする機能で、通常は充電ケーブルを接続した状態で行われます。寒冷地では充電速度と航続距離が向上し、温暖地では熱ストレスが軽減されます。多くの電気自動車は、モバイルアプリや出発予約設定によるプレコンディショニングに対応しています。
極端な気候条件下では、12V補助バッテリーの試験方法を変えるべきでしょうか？
はい。EVでは、12Vシステムが電子機器を継続的にサポートするため、熱と寒さの両方がICE車両よりも12Vバッテリーに大きなストレスを与えます。 DSS-5000 気温に関係なく正確な健康状態を判定できますが、気温の極端な変化がある気候では検査頻度を増やす必要があります。
極寒の環境下で、車両メーカーは電気自動車のバッテリーをどのように管理しているのか？
ベストプラクティスには、バッテリー温度を維持するために一晩中充電すること、出発前に事前調整をスケジュールすること、冬季の損失を考慮して目標航続距離を減らすこと、12V補助バッテリーをより頻繁にテストすることなどが含まれます。 xLVS-9000 補助バッテリーの定期的な状態チェックをサポートします。
寒さは電気自動車の充電速度に影響しますか？
はい。氷点下では、ほとんどの電気自動車はバッテリーセルを保護するためにDC急速充電の速度を制限します。バッテリー管理システムは、バッテリーパックが温まるまで電流を制限します。そのため、寒冷地では、プレコンディショニングを有効にした家庭でのレベル2 AC充電が最も効率的な方法となります。