Os veículos elétricos podem funcionar em qualquer temperatura, embora funcionem melhor em uma espécie de faixa de temperatura Goldilocks, onde o ambiente externo não é muito frio para ter um efeito adverso na capacidade da bateria e não é quente o suficiente para exigir ar condicionado. O alcance do veículo elétrico em frio e calor extremos pode não ser tão terrível quanto você espera e, para registro, os veículos movidos a gás também não são imunes a temperaturas extremas. Ainda assim, é importante entender como o calor e o frio afetam os EVs.
Como a temperatura geralmente afeta as baterias dos carros elétricos
No geral, os EVs podem ter um bom desempenho em todos os tipos de clima. Algumas condições climáticas, assim como nos veículos movidos a gasolina, significam que os proprietários de veículos elétricos precisam prestar mais atenção à maneira como dirigem e economizar energia da bateria. Por exemplo, os EVs funcionam melhor em calor extremo do que em frio porque o tempo frio reduz temporariamente a capacidade das baterias de EV. Ligar o ar condicionado em clima quente, no entanto, também pode reduzir o alcance geral. Tudo isso porque as baterias dos carros elétricos são significativamente mais avançadas do que a maioria das baterias que encontramos em nossas vidas diárias, mas ainda estão sujeitas às mesmas leis básicas da física. Isso significa que as baterias EV funcionam de maneiras ligeiramente misteriosas para a maioria de nós.
A chave para entender o impacto da temperatura nas baterias EV está em lembrar que, antes de mais nada, a bateria deve ser capaz de reter e descarregar energia com eficiência. Isso significa que uma bateria não só deve ser capaz de carregar o carro com força, mas também deve ser capaz de manter cargas suficientes para usar quando necessário em diferentes situações de direção. A capacidade de manter essas cargas é referida como ‘capacidade’ ou ‘capacidade de armazenamento’. Quando essas cargas são usadas pelo carro, elas são ‘descarregadas’ alimentando o motor do EV com energia. Quando uma bateria é exposta a temperaturas extremamente baixas, sua capacidade de armazenar carga pode diminuir. De acordo com um estudo, a capacidade de carga da bateria de íon de lítio cai para cerca de 77 por cento em uma temperatura de teste de 5 graus Fahrenheit, e a capacidade de descarga medida cai para 82 por cento na mesma temperatura de teste. Os EVs usam baterias de íon de lítio (Li-ion). Estas são recarregáveis, leves e têm uma densidade de energia maior do que outros tipos de baterias recarregáveis. Como resultado, essas baterias são menores do que as dos veículos movidos a gasolina. Embora a capacidade da bateria geralmente aumente à medida que a temperatura da bateria aumenta, temperaturas externas extremamente altas podem, na verdade, causar deterioração e até diminuir a vida operacional de uma bateria. Essa degradação pode fazer com que uma bateria EV tenha um desempenho menos eficaz.
Como a temperatura afeta especificamente a faixa de EV
Os problemas de temperatura não afetam apenas a própria bateria. Também pode afetar o alcance geral de um EV. A temperatura afeta a faixa de EV tanto de uma perspectiva de capacidade quanto de uso:
- Baixas temperaturas externas podem reduzir a capacidade de armazenamento das baterias EV, o que significa que o EV não pode armazenar cargas de bateria suficientes para ir tão longe quanto faria normalmente.
- O dreno do aquecimento ou resfriamento da cabine interna de um EV pode reduzir a quantidade disponível de energia armazenada necessária para realmente mover um veículo do ponto A ao ponto B.
O efeito de temperaturas externas baixas ou altas na capacidade de armazenamento da bateria é um fator importante, mas não explica totalmente a redução na faixa de EV observada em temperaturas baixas e altas. Acontece que o conforto do motorista e do passageiro realmente tem um efeito maior na autonomia do EV porque é preciso muita energia para aquecer ou resfriar a cabine de um EV em condições climáticas extremas. Na verdade, testes no mundo real mostraram que o alcance do EV cai para cerca de 54% quando a temperatura ambiente cai para 5 graus Fahrenheit. Essa redução geralmente se deve aos requisitos de energia para operar um aquecedor elétrico em condições extremamente frias. Essa é uma área em que os veículos movidos a gasolina têm vantagem, porque os motores de combustão interna geram muito calor residual como um subproduto natural da operação. Isso o torna essencialmente livre para aquecer um carro movido a gasolina, enquanto um EV precisa enviar energia que, de outra forma, poderia aumentar seu alcance para operar uma bomba de calor ou aquecedor resistivo. No entanto, os veículos movidos a gasolina também apresentam problemas em situações climáticas extremas, incluindo economia de combustível reduzida em temperaturas baixas devido a outros fatores. De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, a economia de combustível de veículos movidos a gasolina cai cerca de 15% quando a temperatura cai para 20 graus Fahrenheit em comparação com a economia de combustível em condições mais amenas.
Quando as temperaturas extremas oscilam na outra direção, a redução do alcance EV é inteiramente devida aos custos de energia para resfriar a cabine. Esta é uma área em que os veículos movidos a gasolina não têm vantagem, porque operar o A/C em um veículo movido a gasolina consome combustível que poderia ter sido usado para mover o veículo. De acordo com o Departamento de Energia dos Estados Unidos, um carro movido a gasolina pode ter seu alcance reduzido em mais de 25% ao usar o A/C em climas extremamente quentes. Em comparação, pode-se esperar que o EV médio atinja cerca de 80% de sua faixa nominal em condições em que a temperatura ambiente é de 104 graus. Nessa situação específica, é provável que um EV supere um veículo movido a gasolina em termos de retenção de mais autonomia.
Bombas de calor vs. aquecedores resistivos em veículos elétricos
Tanto os aquecedores resistivos quanto as bombas de calor podem ser usados em VEs. A vantagem de usar uma bomba de calor em um EV em vez de um aquecedor resistivo é que as bombas de calor são simplesmente mais eficientes em termos energéticos. Aquecedores resistivos convertem energia elétrica em calor porque ficam quentes quando a eletricidade flui através deles. As bombas de calor, por outro lado, basicamente apenas movem a energia térmica de um lugar para outro. Um ar condicionado é como uma bomba de calor unidirecional que move o calor do interior de um veículo para o exterior, resfriando efetivamente o interior no processo. As bombas de calor também são reversíveis, o que significa que uma pode ser usada para aumentar ou diminuir a temperatura em um espaço fechado. De fato, de acordo com um estudo disponível da NHTSA, o alcance de um EV com bomba de calor é cerca de 30% maior do que o alcance de um EV equipado apenas com um aquecedor resistivo quando operado em temperaturas extremamente baixas. As bombas de calor são normalmente capazes de operar em EVs em temperaturas abaixo de 25 a 30 graus Fahrenheit, embora a eficiência caia quanto mais frio fica. Em temperaturas ainda mais frias, torna-se mais eficiente mudar para um aquecedor resistivo.
9 maneiras de gerenciar o alcance em condições climáticas extremas
Embora seja verdade que o alcance do EV pode ser reduzido tanto pelo clima extremamente quente quanto pelo frio, há várias coisas que você pode fazer para melhorar o alcance de um EV em condições climáticas extremas:
- Reduza o uso de ar condicionado em climas quentes. Defina o A / C na temperatura mais alta com a qual você se sente confortável e considere se refrescar com outros métodos, como um ventilador portátil movido a bateria e uma caixa de gelo cheia de bebidas geladas ao fazer viagens longas.
- Não use sistemas acessórios, a menos que você precise deles. Todos os sistemas do seu EV consomem energia das mesmas baterias, portanto, tudo, desde o uso do sistema de entretenimento até o acendimento dos faróis, em vez de apenas as luzes durante o dia, pode cortar o alcance do seu EV. Reduza ao mínimo o uso não essencial para melhorar seu alcance quando já estiver precisando de energia extra para aquecer ou resfriar a cabine.
- Aqueça ou esfrie o compartimento de passageiros do seu EV enquanto ele ainda estiver conectado. Se você pensar no futuro e deixar a cabine em uma temperatura confortável com antecedência, não precisará queimar a energia da bateria quando estiver na estrada. Se você puder manter seu EV em uma garagem, especialmente uma garagem climatizada, melhor ainda.
- Estacione na sombra quando estiver calor. Você ainda precisará ligar o A/C durante condições extremamente quentes, mas estacionar na sombra manterá o habitáculo mais fresco e você não precisará usar tanta energia para se sentir confortável.
- Tente manter o modo econômico se o seu veículo o tiver. A maioria dos EVs tem um modo como esse que oferece melhor autonomia e alcance da bateria, ao custo do desempenho.
- Tenha calma ao iniciar e parar. A aceleração repentina e forte requer muito mais energia do que acelerar lentamente. Por outro lado, o sistema de frenagem regenerativa do seu EV captura muito mais potência quando você freia lentamente, antecipando uma parada antecipada, do que quando você pisa fundo no freio no último momento. Lembre-se de que, se você estiver dirigindo em condições extremas, como gelo ou neve, isso também afetará o tempo necessário para parar.
- Mantenha sua velocidade de cruzeiro sob controle. A maioria dos EVs oferece a melhor duração da bateria e maior alcance, quando você mantém sua velocidade abaixo de 50 MPH. A eficiência e o alcance caem drasticamente depois disso.
- Evite carregar a bateria ao ar livre quando a temperatura ambiente estiver extremamente fria. A capacidade de carregamento da bateria diminui quanto mais frio fica, então você começa de um lugar melhor se a bateria não estiver extremamente fria durante o processo de carregamento.
- Mantenha sua carga leve. Você se preparou para uma viagem de esqui ou um dia na praia no fim de semana? Dirigir com todo esse peso extra durante toda a semana reduzirá seu alcance. Se você tiver um transportador de carga no teto, considere removê-lo também quando não estiver em uso, pois o arrasto extra também reduzirá seu alcance.
