Οι μηχανικοί της Ford ανακαλύπτουν τρόπους να βελτιώσουν την αυτονομία των EV διασφαλίζοντας παράλληλα πως όλοι οι επιβάτες παραμένουν ζεστοί.
Ποιος είναι ενεργειακά ο πιο αποδοτικός τρόπος να παραμένουμε ζεστοί; Καθώς το κόστος θέρμανσης των σπιτιών μας αυξάνεται, αυτό πρόκειται για ένα ερώτημα που απασχολεί πολύ κόσμο. Για καλή μας τύχη, οι μηχανικοί της Ford ανέλαβαν να απαντήσουν στο ίδιο ερώτημα, στο πλαίσιο ενός project για τη βελτίωση της αυτονομίας των ηλεκτρικών οχημάτων (EV).
Όσον αφορά τη θέρμανση των ηλεκτρικών οχημάτων, ο ζεστός αέρας μπορεί να διοχετεύεται στην καμπίνα χρησιμοποιώντας το σύστημα κλιματισμού (A/C). Εναλλακτικά, μπορούν να θερμαίνονται οι επιφάνειες με τις οποίες οι επιβάτες έρχονται σε άμεση επαφή ή πάνελ που εκπέμπουν θερμότητα προς τον οδηγό και τους επιβάτες.
Και στις δύο περιπτώσεις απαιτείται ενέργεια από τη μπαταρία. Ωστόσο, οι μηχανικοί ανακάλυψαν ότι με τις θερμαινόμενες επιφάνειες η κατανάλωση ενέργειας για τη θέρμανση της καμπίνας δύναται να μειωθεί κατά 13% σε σύγκριση με ένα συνηθισμένο σύστημα κλιματισμού – και αυτό θα μπορούσε να επεκτείνει την ηλεκτρική αυτονομία κατά 5% με μία τυπική φόρτιση. Πρόκειται για μια διαφορά ικανή να προσθέσει εκατοντάδες επιπλέον χιλιόμετρα αυτονομίας σε ετήσια βάση.
«Όλοι γνωρίζουμε ότι εάν ανοίξουμε τις πόρτες ή τα παράθυρα όταν έξω κάνει κρύο, η θερμοκρασία στο εσωτερικό του οχήματος πέφτει. Αυτό παρατηρείται έντονα στα van διανομών, καθώς οι οδηγοί κάνουν συχνές παραδόσεις και η θερμότητα που παράγεται μέσω του κλιματισμού χάνεται πιο γρήγορα, ενώ οι θερμαινόμενες επιφάνειες παραμένουν ζεστές» δήλωσε ο Markus Espig, μηχανικός συστημάτων, Propulsion Systems Engineering, Ευρωπαϊκό Κέντρο Έρευνας & Καινοτομίας της Ford. «Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας δεν βελτιώνει μόνο την αυτονομία, αλλά μειώνει επίσης το κόστος και συμβάλλει στο να ταξιδεύουμε πιο βιώσιμα».
Η έρευνας διεξήχθη στο πλαίσιο του προγράμματος Connected Electric Vehicle Optimized for Life, Value, Efficiency and Range (CEVOLVER) της Ευρωπαϊκής Επιτροπής που διήρκησε από τον Οκτώβριο του 2018 μέχρι τον Οκτώβριο του 2022. Το project σχεδιάστηκε με σκοπό να ενημερώσει για τον τρόπο κατασκευής των νέων ηλεκτρικών οχημάτων και να βοηθήσει στη δημιουργία ενημερώσεων λογισμικού για τα EV που κυκλοφορούν ήδη στους δρόμους. Τα αποτελέσματα από τις δοκιμές διαχείρισης θερμότητας αποτελούν τροφή για την ανάπτυξη μελλοντικών οχημάτων της Ford.
Μέχρι το 2026, η Ford σχεδιάζει την πώληση 600.000 EV ετησίως στην Ευρώπη, υποστηρίζοντας τον παγκόσμιο στόχο της για ετήσια παραγωγή 2.000.000 και πλέον EV την ίδια χρονική περίοδο.
Πώς λειτούργησε η δοκιμή
Οι μηχανικοί τοποθέτησαν σε ένα αμιγώς ηλεκτρικό Ford E-Transit θερμαινόμενα υποβραχιόνια, πατάκια, πάνελ θυρών, αλεξήλια καθώς και ένα πάνελ κάτω από το τιμόνι. Η δοκιμή περιλάμβανε παραδόσεις δεμάτων και ειδικών εμπορευμάτων, με τον οδηγό να διανύει μέσα σε μια εργάσιμη μέρα μια απόσταση 350 χιλιομέτρων σε δρόμους μέσα και γύρω από την Κολωνία της Γερμανίας. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν τόσο τον χειμώνα όσο και το καλοκαίρι, σε στεγνούς και βρεγμένους δρόμους, καθώς και σε δυνατή βροχή και αέρα, αντικατοπτρίζοντας την απαράμιλλη εμπειρία της Ford όσον αφορά τις ανάγκες των αγοραστών van.
Η έρευνα έδειξε επίσης ότι οι αλλαγές στις καιρικές, κυκλοφοριακές και οδικές συνθήκες μπορούν να επηρεάζουν την αυτονομία. Η ενσωμάτωση αυτών των δεδομένων στον υπολογιστή αυτονομίας θα βοηθούσε στην ακριβέστερη πρόβλεψή της σε πραγματικό χρόνο. Για τα επαγγελματικά οχήματα, αυτά τα συγκεντρωτικά δεδομένα οδήγησης θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως «πρόβλεψη αυτονομίας στόλου», για να εκτιμηθούν οι ενεργειακές απαιτήσεις για μια συγκεκριμένη διαδρομή.
Ανάμεσα στις τεχνολογίες που δοκιμάστηκαν από τους μηχανικούς της Ford, οι οποίες θα μπορούσαν να προσφέρουν σημαντικές βελτιώσεις στην εξοικονόμηση ενέργειας και χρόνου, περιλαμβάνονται:
- Ένας εναλλάκτης θερμότητας που λαμβάνει τη θερμότητα η οποία αποβάλλεται από την ηλεκτρική μονάδα κίνησης και τη χρησιμοποιεί για τη θέρμανση της καμπίνας ή/και της συστοιχίας μπαταριών
- Ένα σύστημα ψύξης της μπαταρίας που επιτρέπει την αποδοτική ψύξη και τη προετοιμασία της συστοιχίας μπαταριών
- Το Eco–routing σε συνδυασμό με την τρέχουσα κατάσταση φόρτισης υπολογίζει τη βέλτιστη διαδρομή, συμπεριλαμβανομένων των στάσεων φόρτισης, ώστε να αξιοποιείται στο έπακρο η αυτονομία του οχήματος.
- Η έξυπνη ταχεία φόρτιση προψύχει ή προθερμαίνει την μπαταρία πριν από την επόμενη συνεδρία ταχείας φόρτισης
- Η λειτουργία Powertrain conditioning διατηρεί τα εξαρτήματα της ηλεκτρικής μονάδας κίνησης σε θερμοκρασία για βέλτιστη κατανάλωση ενέργειας.
Η έρευνα CEVOLVER αποτελεί συνέχεια δοκιμών της Ford που αφορούν τον τρόπο με τον οποίο μπορεί να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, όπως με τη χρήση του εσωτερικού φωτισμού που διαμορφώνει μια πιο δροσερή ή πιο θερμή αίσθηση στην καμπίνα. Η προηγμένη τεχνολογία εξοικονόμησης ενέργειας που θα χρησιμοποιείται στα μελλοντικά ηλεκτρικά οχήματα της Ford περιλαμβάνει μια αντλία θερμότητας με έγχυση ατμού την οποία διαθέτει αμιγώς ηλεκτρικό Ford E-Transit Custom.
Εκτός από την ανάπτυξη μελλοντικών τεχνολογιών για την αύξηση της αυτονομίας, η Ford προσφέρει ήδη μια σειρά από χρήσιμες λειτουργίες για τη μεγιστοποίηση της αποδοτικότητας των σημερινών ηλεκτρικών οχημάτων της. Για παράδειγμα, η Mustang Mach-E και το E-Transit προσφέρουν τη λειτουργία Scheduled Pre-Conditioning για την εξ αποστάσεως βελτιστοποίηση της θερμοκρασίας της καμπίνας και της μπαταρίας ενόσω εξακολουθούν να φορτίζονται πριν από την αναχώρηση. Το όχημα θα αξιολογεί τις καιρικές συνθήκες για να αποφασίζει πόση ενέργεια χρειάζεται για να δημιουργήσει μία ευχάριστη θερμοκρασία στην καμπίνα πριν από την ώρα αναχώρησης που έχει ορίσει ο ιδιοκτήτης. Η Ford εκτιμά ότι ένα E-Transit φορτωμένο κατά το ήμισυ σε εξωτερική θερμοκρασία 0° Κελσίου θα διατηρήσει το 75% της αυτονομίας του εάν έχει εφαρμοστεί η λειτουργία pre-conditioning, σε σύγκριση με το 66% σε αντίθετη περίπτωση. Για αυξημένη αυτονομία τα ηλεκτρικά οχήματα της Ford προσφέρουν επίσης επιλέξιμα προφίλ οδήγησης για τη μείωση των ενεργειακών απαιτήσεων, καθώς και τη δυνατότητα ανάκτησης ενέργειας κατά το φρενάρισμα.
