لم يعد الطقس الشتوي المتطرف ينال من كفاءة بطاريات السيارات الكهربائية بفضل استعمال المضخات الحرارية التي تحسّن مدى القيادة في درجات حرارة المنخفضة، وفق آخر تحديثات قطاع المركبات النظيفة لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

وتشبه المضخات الحرارية في آلية عملها جهاز التكييف الهوائي، ولكن بطريقة أخرى؛ إذ يُسحَب الهواء من الخارج، ويعمل مكثف يحتوي على مبرد مضغوط، على رفع درجة حرارته قبل نقل الهواء الدافئ إلى المقصورة، دون استعمال كمية كبيرة من طاقة البطارية.

ومع ذلك، تتوقف المضخات الحرارية عن العمل أيضًا حينما تنخفض درجات الحرارة إلى أقل من 15 درجة مئوية.

وعند تلك المرحلة فإنه حتى السيارات التي تحتوي على مضخات حرارية سوف توقف تشغيلها وتتحول إلى سخانات المقاومة الاحتياطية.

نظام تسخين صديق للبيئة

يؤثر الطقس الشتوي البارد سلبًا في بطاريات السيارات الكهربائية، غير أن استعمال المضخات الحرارية القائمة على نظام تسخين صديق للبيئة يساعد على الحفاظ على دفء المباني بأقل كمية طاقة ممكنة، يمكن من تشغيل تلك المركبات منخفضة الانبعاثات في درجات الحرارة شديدة البرودة.

وتفقد المركبات الكهربائية، في المتوسط، خُمْس نطاق القيادة عندما تلامس درجات الحرارة 32 درجة مئوية، وفق بيانات صادرة عن شركة ريكارانت (Recurrent) المتخصصة في تتبع أداء بطاريات السيارات الكهربائية.

ويُعزى هذا الفَقد في نطاق قيادة السيارات أساسًا إلى أن الركاب الذي يشعرون ببرودة الجو يزيدون الحرارة؛ ما يتسبب باستنزاف البطاريات.

وبناءً عليه فإن استعمال مضخة حرارية من الممكن أن يخفض مدى القيادة بمعدل النصف، بحسب بيانات ريكارانت.

استنزاف أقل للبطارية

في معظم الظروف تعمل المضخة الحرارية على استنزاف بطارية السيارة بدرجة أقل من سخانات المقاومة الكهربائية القديمة المستعمَلة في المدارس والتي كانت تعتمد عليها المركبات الكهربائية في أوائل ظهورها.

ويعني هذا أن أفضل المركبات الكهربائية الآن تفقد نحو 11% من نطاق القيادة الخاصة بها في الطقس البارد، وفق البيانات نفسها التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

وقال رئيس قطاع الأبحاث في شركة ريكارانت أندي غاربرسون: إن "المخاوف المسيطرة على سائقي السيارات الكهربائية إزاء الطقس الشتوي سرعان ما انحسرت".

من جهته يقول مدير هندسة السيارات في جمعية صناعة السيارات الأميركية إيه إيه إيه (AAA) غريج بانون: "يمهّد هذا الطريق أمام زيادة معدلات استعمال المركبات الكهربائية في المناطق الباردة".

غير أنه في أشد المناطق برودة، التي تقل فيها درجات الحرارة عن 15 درجة مئوية، لن يلحظ سائقو السيارات فوائد أكثر؛ نظرًا إلى أن المضخات الحرارية لا تعمل بكفاءة في ظروف الطقس المتطرفة تلك.

الطُرز الأفضل أداءً

استعملت شركة ريكارانت بيانات حقيقية مستقاة من 1800 مركبة كهربائية في الولايات المتحدة لقياس المدة التي تستغرقها بطاريات السيارات الكهربائية في درجات الحرارة المختلفة.

وصنّفت الشركة 20 طرازًا شائعًا من السيارات الكهربائية وفقًا لمدى القيادة الذي تفقده في أثناء الطقس البارد، مقارنةً بأفضل أداء لها في درجات حرارة مثالية تبلغ نحو 70 درجة مئوية.

وتُزود بعض طُرز السيارات الكهربائية بمضخات حرارية فقط في أوقات معينة، وفق معلومات اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

فقد شرعت شركة تيسلا، على سبيل المثال، في تزويد مركباتها بمضخات حرارية فقط في عام 2021؛ ما أحدث فارقًا كبيرًا؛ إذ فقدت سيارات سيدان طراز S التي تعتمد على سخانات المقاومة ضعف المدى في الطقس البارد مقارنةً بالطُرز الأحدث التي تحتوي على مضخات حرارية، وفق تحليل ريكارانت.

وعمومًا حقّقت السيارات الكهربائية المزودة بمضخات حرارية نتائج أفضل في الطقس البارد، ولكن ليس دائمًا.

وفي هذا الصدد قال رئيس قطاع الأبحاث في ريكارانت أندي غاربرسون، إن ثمة عوامل أخرى، مثل تصميم البطارية، قد دفعت بعض الطُرز إلى الصعود أو الهبوط في التصنيف.

السيارات الكهربائية تفقد المدى في الطقس البارد

تبرز كيمياء البطارية جزءًا من مشكلة مدى قيادة السيارات الكهربائية في الطقس البارد؛ إذ تعمل درجات الحرارة الباردة على جعل أيونات الليثيوم داخل البطارية تتحرك بشكل أبطأ؛ ما يجعل البطارية أقل كفاءة.

لكن معظم نطاق القيادة المفقود يأتي من التسخين؛ فبخلاف السيارات العاملة بالغاز التي يمكنها الانتفاع من الحرارة المهدرة من محركات الاحتراق لتدفئة المقصورة، يتعيّن على السيارات الكهربائية استعمال طاقة البطارية لتوليد الحرارة.

ووفق دراسة جمعية صناعة السيارات الأميركية، يأتي نحو 3 أرباع فقدان المدى من التدفئة.

ويوضح الفيديو أدناه استعمال المضخة الحرارية لتعزيز كفاءة بطاريات السيارات الكهربائية في الطقس البارد:

" title="YouTube video player" frameborder="0">

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصادر:

1. تقرير عن المضخة الحرارية وبطارية السيارة من واشنطن بوست.
2. دراسة أجرتها شركة ريكارانت.