اختبار Rivian R1T يُظهر كيف تؤثر درجات الحرارة الباردة على السيارة الكهربائية

واشنطن- معا- أُعد الاختبار الشتاء الماضي في ميشيغان، حيث كان الأكثر دفئا منذ 125 عامًا، وفقًا لهيئة الأرصاد الجوية الوطنية. ومع ذلك، كانت هناك أيام تحت درجة التجمد مما حال دون أن تشعر ديترويت وكأنها جزر المالديف.

وقالت وزارة الطاقة في الولايات المتحدة إن الاقتصاد في استهلاك الوقود في السيارة التي تعمل بالغاز يمكن أن يكون “أقل بنسبة 15 بالمائة عند 20 درجة فهرنهايت عما سيكون عليه عند 77 درجة فهرنهايت”.

ومع ذلك، فإن التأثير يكون أكثر دراماتيكية بكثير مع السيارات الكهربائية. تقول وزارة الطاقة أن “الاقتصاد في استهلاك الوقود يمكن أن ينخفض بنسبة 39 بالمائة تقريبًا في القيادة المختلطة في المدن والطرق السريعة، ويمكن أن ينخفض المدى بنسبة 41 بالمائة” بالنسبة للمركبات الكهربائية.

هذه النسبة المئوية للانخفاض في الكفاءة كافية لإصابة أي شخص بالقشعريرة. مع وجود شاحنة كهربائية Rivian R1T بوزن 7054 رطلاً تحت تصرفنا، قررنا اختبار تقديرات الحكومة باستخدام اختبار نطاق الطريق السريع الواقعي الذي يبلغ 75 ميلاً في الساعة في درجات حرارة عادية وأقل من درجة التجمد.

عندما وصلت طائرتنا Rivian طويلة المدى منذ عام تقريبًا، أكملت اختبار المدى في طقس بلغت درجة حرارته 42 درجة، وسافرت مسافة 250 ميلًا من 100 بالمائة إلى الصفر. هذا أقل بـ 39 ميلاً من تقديره، ولكن بالنظر إلى عدد السيارات الكهربائية القليلة التي اقتربت من مطابقة تقدير وكالة حماية البيئة (EPA) في اختبار الطريق السريع لدينا، فإن دلتا 14 بالمائة تعتبر محترمة.

خلال يوم كانت درجة الحرارة فيه 12 درجة، تمكنت نفس السيارة ذات المحرك المزدوج R1T، على الرغم من إطاراتها الجديدة وحوالي 20000 ميل من الاستخدام اليومي، من السفر لمسافة 190 ميلًا فقط أثناء اختبار نطاق الطريق السريع – وهو انخفاض بنسبة 27 بالمائة في النطاق عند انخفاض قدره 30 درجة في درجة الحرارة. لذا، فهو ليس مخيفًا مثل تقديرات وزارة الطاقة، ولكنه كافٍ لإثارة فضولنا.

يمكن للمرء أن يجادل بأن استخدام ملحقات الطقس البارد مثل المقاعد المُدفأة، وعجلة القيادة المُدفأة، وإعدادات التحكم الأكثر عدوانية في المناخ لتدفئة المقصورة كلها تساهم في زيادة استخدام الطاقة خلال فصل الشتاء.

ولكن في حين أنه من الصحيح أن العناصر التي تحتوي على المزيد من الطاقة تؤدي إلى زيادة الاستهلاك، فإننا دائمًا نجري اختبارات نطاقنا بنفس الطريقة مع ضبط المناخ على 72 تلقائيًا وعدم وجود ملحقات أخرى، مثل المقاعد المدفأة أو المهواة.

نظرًا لأننا غير قادرين على قياس المكونات المحددة التي تسبب انخفاض النطاق خلال الأشهر الباردة، فقد سألنا هنري هوانغ، كبير مديري مجموعة نقل الحركة والهندسة الحرارية في Rivian، عن العلم وراء ما تتخلى عنه المركبات عندما تنخفض درجات الحرارة.

“بينما تسير السيارة على الطريق، سيكون لديك المزيد من الخسائر. لا يوجد شيء مثل مقصورة مغلقة تمامًا.” وأشار هوانغ إلى أن R1T يستخدم سخان PTC مقاوم لتدفئة مقصورته. “فكر في الأمر على أنه سخان فضاء ضخم. في حالتنا، العديد والعديد من الكيلووات، بدلاً من سخان أصغر بقدرة 1.5 كيلووات تحت مكتبك. إنه جهاز يحول التيار مباشرة إلى حرارة مباشرة على المنفاخ ثم يخرج من فتحات التهوية .”

لذلك، بينما نحافظ على ضبط التحكم التلقائي في المناخ على 72 درجة فهرنهايت في كل سيارة نقوم باختبارها، فإن سخان الهواء PTC سيستخدم المزيد من الطاقة للحفاظ على 72 درجة حيث تفقد المقصورة درجة الحرارة من القيادة عبر البيئة الباردة. ربما صرخ عليك والديك بسبب “تدفئة الهواء الطلق” من خلال ترك الباب مفتوحًا. وتبين أنهم يفعلون ذلك كل يوم في طريقهم إلى العمل.

عندما يتعلق الأمر بالحفاظ على درجة حرارة البطارية، أوضح هوانغ أن النظام الحراري في Rivian هو الذي يقرر درجة الحرارة المثالية للبطارية المبردة بالسوائل بقدرة 128.9 كيلووات في الساعة بناءً على ثلاثة عوامل كبيرة: درجة الحرارة المحيطة، والحمل الإجمالي للنظام (أي هل يتم القطر؟ )، وعدد الركاب في المقصورة. كان لدينا فضول لمعرفة ما إذا كان R1T يحرق نطاقه أيضًا للحفاظ على البطارية عند درجة حرارة معينة ومدى اتساع هذا النطاق.

وأوضح هوانغ: “إنها ليست مجرد درجة حرارة مستهدفة واحدة، بل هي نطاق واسع إلى حد ما”. “إن تأثير درجات الحرارة في الاختبار الخاص بك ضئيل جدًا، لذلك [ربما] لا يستحق إنفاق طاقة إضافية لتهيئة البطارية لذلك. عندما تبدأ في الوصول إلى [درجات الحرارة] الباردة أو الساخنة بشكل كبير، مثل -22 درجة أو 110 درجة درجة فهرنهايت، فمن المؤكد أنها ستعمل بجهد أكبر لحماية حزمة البطارية.”

أردنا أيضًا معرفة الخسارة في درجات الحرارة القصوى بين عشية وضحاها، كإجراء وقائي لمنع خلايا البطارية من التحول إلى مادة لزجة في البرد القارس، كيف تقوم ريفيان بتسخين عبوتها عند ركنها وفصلها؟

“هناك دائمًا توازن في استخدام الطاقة للحفاظ على صحة البطارية دون استخدام الكثير من نطاق الشاحنة أثناء وقوفها. في المواقف القصوى، مثل درجات الحرارة -22 درجة، يجب عليك حماية العبوة.

سوف تولد المحركات الحرارة – عند عزم دوران صفر، كل الطاقة الداخلة إلى تلك الوحدة هي لتوليد الحرارة للحفاظ على دفء البطارية بدلاً من الطاقة اللازمة لتحريك الشاحنة.

إحدى الحقائق المثيرة للاهتمام هي أنه في حين أن R1T تستخدم سخانًا مقاومًا، فإن Rivian R2 القادمة وR3 هاتشباك الأصغر تستخدم مضخة حرارية أكثر كفاءة. يخبرنا هوانغ أنهم قاموا بهذا التحول لأنه أكثر كفاءة، وفي السيارات الكهربائية، ربما يكون النظام الحراري هو اللاعب الأكبر في الكفاءة الإجمالية للمركبة في درجات الحرارة شديدة البرودة.

في حين أن ولايتنا ميشيغان معروفة بطقسها الذي لا يمكن التنبؤ به، ناهيك عن العاصفة الثلجية في 9 مايو 1923، حيث تركت ديترويت مع ست بوصات من الثلوج، نعتقد أن درجات الحرارة الباردة لن تكون مصدر إزعاج لأي من اختباراتنا السيارات حتى الشتاء القادم . ومع ذلك، ربما نكرر اختبار النطاق إذا وصلت درجات الحرارة إلى درجة حرارة مرتفعة هذا الصيف.