چگونه پمپ حرارتی قدرتمند به مشکل هوای سرد وسایل نقلیه الکتریکی کمک می کند (اما حل نمی کند)

شاید شنیده باشید: خیلی جاها واقعا سرد است. یخ های عمیق در این هفته بخش های بزرگی از ایالات متحده را درنوردید. برف و باران یخبندان شمال اروپا را در نوردید. همه اینها برای وسایل نقلیه الکتریکی که از نظر تاریخی سرما را دوست ندارند، ایده آل نیست. تعدادی از ایستگاه‌های سوپرشارژر تسلا در شیکاگو این هفته پس از سوختن کامل برخی خودروهای برقی تحت تأثیر دما و یدک‌کشیدن، خبرساز شدند.

خودروهای الکتریکی در هوای سرد به دو دلیل دچار مشکل می شوند. یکی از آنها شیمیایی است: باتری‌های لیتیوم یون، باتری‌هایی که ماشین‌های الکتریکی (و تلفن‌ها) را تغذیه می‌کنند، به یون‌های لیتیوم متکی هستند که از هادی‌های دارای بار منفی (کاتد) به هادی‌های با بار مثبت (آند) عبور می‌کنند. هوای سرد باعث می‌شود یون‌ها آهسته‌تر به سمت آند حرکت کنند، به این معنی که شارژ باتری سرد سخت‌تر از باتری گرم است. دلیل دیگر عملی‌تر است: هوای سرد به این معناست که سرنشینان خودرو بیشتر بخاری را روشن می‌کنند و رادیاتورهایی که برای گرم ، خودرو استفاده می‌شوند، انرژی خود را از باتری الکتریکی می‌گیرند. این باعث کاهش دامنه می شود، گاهی اوقات به طور قابل توجهی. تست شده توسط AAA، گزارش های مصرف کنندهو شرکت داده باتری EV Recurrent دریافتند که دمای انجماد برد خودرو را بین 16 تا 46 درصد کاهش می دهد. (هوای بسیار سرد نیز باعث کاهش 15 تا 24 درصدی مسافت پیموده شده خودروهای بنزینی می شود.)

اما در سال‌های اخیر، یک فناوری شاخص تغییر آب و هوا راه خود را به خودروهای الکتریکی باز کرده است، فناوری که مشکلات هوای سرد آنها را بهبود بخشیده، اما حل نکرده است: پمپ‌های حرارتی. پمپ های حرارتی برای کمک به گرم نگه داشتن سرنشینان و جلوگیری از مصرف بیش از حد باتری، گرما را از بیرون خودرو منتقل می کنند. و بله، پمپ های حرارتی همچنان می توانند هوای گرم را به داخل خودرو وارد کنند، حتی اگر در بیرون یخبندان باشد، اما با موفقیتی متفاوت. اگرچه ممکن است غیرقابل تصور به نظر برسد، هنوز مقدار مناسبی از گرما وجود دارد که می توان از هوا استخراج کرد، مثلاً در 10 درجه فارنهایت.

  نقشه های گوگل به ویژگی های جدید برای آسان تر ، ناوبری مجهز شده است

امروزه پمپ های حرارتی در بسیاری از وسایل نقلیه الکتریکی جدید و نه همه آنها نصب می شود. تسلا از سال 2021 دارای فناوری پمپ حرارتی انحصاری است. I-Pace جگوار دارای یک دستگاه داخلی است، مانند جدیدترین خودروهای سری i BMW، هیوندای Ioniq 5، آخرین e-Audi’s Tron و پرچمدار جدید برقی کیا، EV9.

جان کلی، استاد فناوری خودرو و مربی متخصص در فناوری خودروهای هیبریدی و الکتریکی در دانشگاه ایالتی وبر، می‌گوید: «هر وسیله نقلیه الکتریکی که در حال حاضر به بازار می‌آید و پمپ حرارتی ندارد، قبلاً یک دایناسور است.

پمپ های حرارتی بسیار کارآمد هستند زیرا به جای ایجاد گرما از منابع موجود انتقال می دهند. بنابراین در یک خانه، اگر از کوره استفاده می کنید، گاز گرم کننده سیاره را می سوزانید تا گرمای جدیدی تولید کنید که سپس در اطراف سازه دمیده می شود. یک پمپ حرارتی گرما را از هوای بیرون استخراج می کند و آن را به داخل پمپ می کند.

این اصل برای پمپ های حرارتی در وسایل نقلیه الکتریکی یکسان است. یک خودروی احتراق داخلی برای تامین انرژی خودرو، بنزین می سوزاند، اما با این کار، گرمای اتلاف زیادی تولید می کند که سپس به داخل کابین پمپ می شود. براساس داده‌های فدرال ایالات متحده، خودروهای الکتریکی بسیار کارآمدتر هستند و بیش از سه چهارم برق آنها صرف حرکت چرخ‌ها می‌شود. این بدان معنی است که گرمای اتلاف کمتری برای گرفتن و گرم ، مسافران وجود دارد. با یک پمپ حرارتی، یک وسیله نقلیه الکتریکی می تواند گرما را از هوای بیرون استخراج کند (دوباره، حتی اگر بسیار سرد باشد) تا فضای داخلی و حتی باتری آن را گرم کند و کارایی خودرو را در هوای سرد افزایش دهد.

  لوازم جانبی مک احتمالاً با یک پورت Type-C عرضه خواهند شد

منبع: https://www.wired.com/story/heat-pump-helping-but-not-solving-ev-cold-weather-problem/