Mengapa ada perlombaan global untuk meningkatkan jangkauan EV dalam cuaca dingin

TOK, Alaska — Interior Alaska yang kasar dan dingin, yang bisa mencapai suhu minus 50 Fahrenheit (minus 46 Celcius), bukanlah tempat yang Anda harapkan untuk menemukan bus sekolah listrik.

Tapi ini Bus No. 50, dengan stiker kartun kuda di sisinya, diam-diam melintasi sekitar 40 mil jalan bersalju dan licin setiap hari di Tok, mengantar siswa ke sekolah tidak jauh dari perbatasan Kanada.

Ini bekerja dengan baik pada rute harian. Tapi suhu dingin merampok baterai kendaraan listrik dari jangkauan perjalanan, jadi No. 50 tidak bisa melakukan perjalanan lapangan lebih lama, atau ke Anchorage atau Fairbanks.

Ini adalah masalah yang ditemukan beberapa pemilik kendaraan penumpang listrik dan petugas transit di iklim dingin di seluruh dunia. Pada 20 derajat F (minus 7 C), kendaraan listrik tidak bisa melaju sejauh idealnya pada 70 derajat. Salah satunya adalah menjaga penumpang tetap hangat menggunakan teknologi tradisional menguras baterai.

Jadi perjalanan yang lebih lama bisa jadi sulit dalam cuaca terdingin. Otoritas transit seperti Chicago, yang telah berjanji untuk mengubah seluruh armada busnya menjadi listrik pada tahun 2040, harus mengambil langkah luar biasa untuk menjaga agar bus listrik tetap terisi daya dan sesuai jadwal.

Beberapa pembuat mobil dan pengemudi khawatir kisaran baterai yang lebih rendah dalam cuaca dingin dapat membatasi penerimaan mobil listrik, truk, dan bus, pada saat emisi dari transportasi harus turun tajam untuk mengatasi perubahan iklim. Ada harapan. Para ilmuwan berlomba untuk menyempurnakan kimia baterai baru yang tidak kehilangan banyak energi dalam cuaca dingin seperti sistem lithium-ion saat ini.

Selain itu, mobil yang dilengkapi dengan pompa panas yang efisien tidak kehilangan banyak jangkauan dalam cuaca dingin.

“Merupakan masalah memiliki baterai dalam cuaca dingin, dan kami memiliki iklim yang cukup dingin, salah satu yang terdingin di Amerika Utara,” kata Stretch Blackard, pemilik Transportasi Tok, yang melakukan kontrak dengan sekolah lokal.

Saat suhu mencapai nol, biayanya untuk menjalankan bus listrik Tok menjadi dua kali lipat. Tok memiliki salah satu harga listrik tertinggi di negara ini.

Dalam cuaca terdingin, 0 hingga minus 10 F (minus 18-23 C) biaya bus listrik kira-kira $1,15 per mil, dibandingkan 40 sen per mil untuk bus diesel, kata Blackard. Biaya bus listrik turun menjadi sekitar 90 sen per mil saat cuaca hangat, tetapi dia mengatakan biaya tersebut membuatnya tidak dapat dijalankan dan dia tidak akan membeli yang lain.

Banyak pemilik kendaraan listrik pribadi juga merasa bahwa perjalanan musim dingin jarak jauh bisa jadi sulit. EV dapat kehilangan 10% hingga 36% dari jangkauannya karena musim dingin datang setidaknya beberapa kali setiap musim dingin di banyak negara bagian AS.

Mark Gendregske dari Alger, Michigan, mengatakan keadaan mulai menjadi serius ketika suhu turun ke kisaran 10-20 F (minus 7 hingga minus 12 C). “Saya biasanya melihat penurunan lebih dari 20% dalam jangkauan serta waktu pengisian daya,” katanya saat mengisi ulang Kia EV6 miliknya di tempat parkir pusat perbelanjaan dekat Ypsilanti, Michigan. “Saya pergi dari jarak sekitar 250 mil menjadi sekitar 200.”

Gendregske, seorang insinyur pembuat suku cadang mobil, tahu jangkauannya akan turun, jadi dia mengatakan dengan perencanaan, Kia EV masih membawanya ke tempat yang dia butuhkan, bahkan dengan perjalanan yang jauh.

Namun, beberapa pemilik tidak mengantisipasi penurunan sebesar itu di musim dingin. Rushit Bhimani, yang tinggal di pinggiran utara Detroit, mengatakan dia melihat kisaran 30% lebih rendah di Tesla Model Y-nya ketika cuaca menjadi dingin, dari yang seharusnya 330 mil per pengisian hingga serendah 230. “Mereka harus mengklarifikasi yang itu, ”katanya saat menyerang tepat di selatan Ann Arbor dalam perjalanan ke Chicago.

Sekitar tiga perempat dari hilangnya jangkauan EV ini disebabkan oleh menjaga penumpang tetap hangat, tetapi faktor kecepatan dan bahkan berkendara di jalan bebas hambatan. Beberapa pengemudi berusaha keras untuk tidak menggunakan banyak panas sehingga mereka dapat melakukan perjalanan lebih jauh, mengenakan sarung tangan atau duduk di kursi berpemanas untuk menghemat energi.

Dan yang pasti, mesin bensin juga bisa kehilangan sekitar 15% dari jangkauannya dalam cuaca dingin.

Kehilangan jangkauan tidak memperlambat adopsi EV di Norwegia, di mana hampir 80% penjualan kendaraan baru adalah listrik tahun lalu.

Tes terbaru oleh Federasi Otomotif Norwegia menemukan model sangat bervariasi. Maxus Euniq6 yang relatif terjangkau datang paling dekat dengan kisaran yang diiklankan dan dinobatkan sebagai pemenang. Itu selesai hanya sekitar 10% dari jangkauan 354 km (220 mil) yang diiklankan. Tesla S sekitar 16% persen di bawah kisaran yang diiklankan. Di bawah: Toyota BZ4X, yang hanya mencapai 323 kilometer (200 mil), hampir 36% di bawah kisaran yang diiklankan.

Nils Soedal, dari Federasi Otomotif, menyebut masalah ini “tidak bermasalah” selama pengemudi memperhitungkannya saat merencanakan perjalanan. “Masalah besarnya sebenarnya adalah mendapatkan stasiun pengisian yang cukup di sepanjang jalan,” dan informasi yang lebih baik tentang apakah mereka berfungsi dengan baik, katanya.

Suhu berkisar dari hanya beku hingga minus 2,2 F (0 hingga minus 19 C) selama pengujian, di atas pegunungan dan di sepanjang jalan yang tertutup salju. Mobil-mobil itu dikemudikan sampai kehabisan jus dan berhenti.

Berulang, sebuah perusahaan AS yang mengukur masa pakai baterai pada EV bekas, mengatakan telah menjalankan studi yang memantau 7.000 kendaraan dari jarak jauh, dan mencapai temuan yang mirip dengan tes di Norwegia.

CEO Scott Case mengatakan banyak EV menggunakan pemanas resistansi untuk interior. Yang lebih baik menggunakan pompa panas.

Pompa panas menarik panas dari udara luar bahkan dalam suhu dingin, dan telah ada selama beberapa dekade, tetapi baru belakangan ini dikembangkan untuk mobil, kata Case. “Itu pasti yang perlu ada di semua mobil ini,” katanya.

Di dalam baterai, ion litium mengalir melalui cairan elektrolit, menghasilkan listrik. Tapi mereka bergerak lebih lambat melalui elektrolit saat menjadi dingin dan tidak melepaskan banyak energi. Hal yang sama terjadi secara terbalik, memperlambat pengisian daya.

Neil Dasgupta, profesor teknik mesin dan ilmu material di University of Michigan, menyamakan ini dengan mengoleskan mentega dingin di atas roti panggang. “Itu menjadi lebih tahan pada suhu rendah,” kata Dasgupta.

General Motors termasuk di antara mereka yang mengerjakan solusi. Dengan pengujian, para insinyur dapat membuat perubahan manajemen baterai dan panas pada mobil yang ada dan belajar untuk model masa depan, kata Lawrence Ziehr, manajer proyek untuk pemulihan energi pada kendaraan listrik GM.

Pekan lalu, GM mengirim satu skuadron EV dari area Detroit ke Upper Peninsula yang dingin di Michigan untuk menguji dampak cuaca dingin pada jangkauan baterai.

Meskipun berhenti untuk mengisi daya dua kali dalam perjalanan, pickup GMC Hummer, dengan jangkauan sekitar 329 mil per pengisian daya, melakukan perjalanan sejauh 315 mil ke Sault Ste. Marie dengan hanya tersisa sekitar 35 mil, hampir tidak cukup untuk mencapai fasilitas pengujian GM. Setelah menemukan stasiun pengisian daya rusak di toko kelontong, para insinyur pergi ke hotel terdekat untuk mendapatkan cukup jus untuk menyelesaikan perjalanan.

Di universitas juga, para ilmuwan sedang mengerjakan perubahan kimiawi yang dapat membuat hilangnya cuaca dingin menjadi masa lalu.

Dasgupta dari University of Michigan mengatakan mereka sedang mengembangkan desain baterai baru yang memungkinkan ion mengalir lebih cepat atau memungkinkan pengisian cepat dalam cuaca dingin. Ada juga kimia baterai seperti keadaan padat yang tidak menggunakan elektrolit cair.

Dia mengharapkan perbaikan untuk menemukan jalan mereka dari laboratorium ke kendaraan dalam dua sampai lima tahun ke depan.

“Benar-benar ada perlombaan global untuk meningkatkan kinerja baterai ini,” ujarnya.

Associated Press liputan iklim dan lingkungan menerima dukungan dari beberapa yayasan swasta. Lihat lebih lanjut tentang inisiatif iklim AP di sini. AP bertanggung jawab penuh atas semua konten.

Video terkait:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *