Arktyczne mrozy: testy w warunkach polarnych
Jednym z kluczowych problemów technologicznych w przypadku EV jest spadek wydajności akumulatorów w niskich temperaturach. Arktyczne warunki, gdzie temperatura spada poniżej -30°C, to wyjątkowo trudne środowisko, które pozwala przetestować systemy zarządzania temperaturą oraz wydajność napędu elektrycznego.
BMW w Szwecji
BMW testuje swoje modele w rejonie szwedzkiego Arjeplog, gdzie znajduje się centrum testowe dla ekstremalnych warunków zimowych. Przykładem może być model BMW iX. Auto przeszło intensywne testy, podczas których badano nie tylko wydajność baterii, ale także reakcje układu napędowego na oblodzonej nawierzchni. Firma zastosowała nowatorskie systemy chłodzenia cieczą, które zapewniają stabilność termiczną akumulatorów, a także zaawansowane systemy kontroli trakcji. Wyniki testów wykazały, że zoptymalizowany napęd może działać efektywnie nawet przy temperaturach poniżej -40°C.
Testy Tesli Model S i Model 3 w Norwegii
Norwegia, będąca liderem europejskiej elektromobilności, stała się poligonem doświadczalnym dla Tesli. W regionach takich jak Tromsø, gdzie temperatura spada nawet do -25°C, badano, jak baterie radzą sobie z mrozem. Testy objęły także funkcjonowanie systemów autopilota na zaśnieżonych drogach i w warunkach ograniczonej widoczności. Odkryto, że Tesla efektywnie zarządza ogrzewaniem kabiny, ale w bardzo niskich temperaturach zauważalnie spada zasięg, co wymaga od kierowców dodatkowego planowania podróży. W 2023 roku Tesla Model S wypadła najlepiej w teście zasięgu (przy temperaturze około -10°C) pokonując 28 innych EV, z wynikiem 634 przejechanych kilometrów.
Próby Polestar 2 na lodzie w Laponii
Polestar, luksusowa marka elektryczna od Geely (chiński właściciel Volvo), testowała model Polestar 2 na zamarzniętych jeziorach w Laponii. Głównym celem było sprawdzenie przyczepności opon, działania układu napędowego oraz systemów kontroli trakcji. W warunkach, gdzie lodowa nawierzchnia jest wyjątkowo śliska, Polestar 2 zademonstrował precyzyjną kontrolę nad pojazdem, co było możliwe dzięki zaawansowanemu systemowi rozdziału momentu obrotowego pomiędzy osiami.
– Piękno testowania na północy Finlandii, na kole podbiegunowym, polega na tym, że jest to jedna z tych rzadkich części świata, gdzie przez bardzo dużą część roku jest nie tylko niesamowicie zimno, ale także niesamowicie sucho. Ta spójność jest naprawdę ważna podczas testowania pojazdu. Ważne jest, abyśmy wiedzieli, że to my wprowadzamy zmiany w samochodzie, a nie klimat – komentował testy Gareth Thomas, starszy inżynier Polestar.
Testy Riviana na Alasce
Rivian, jeden z pionierów elektrycznych SUV-ów i pickupów, przeprowadził kompleksowe testy na Alasce. W warunkach, gdzie temperatura spadała poniżej -30°C, badano wydajność baterii, układów grzewczych oraz systemu rekuperacji. Modele R1T i R1S pokazały swoją niezawodność w głębokim śniegu i na oblodzonych drogach dzięki zaawansowanemu napędowi na wszystkie koła i algorytmom zarządzania trakcją. Testy wykazały, że samochody Riviana dobrze radzą sobie z utrzymaniem ciepła w kabinie bez znaczącego wpływu na zasięg. Analogiczne testy zostały również przeprowadzone w Baudette, w Minnesocie.
– W ekstremalnie niskich temperaturach wykorzystujemy część energii akumulatora, aby utrzymać ogniwa w naszym akumulatorze powyżej 14°F w celu zapewnienia kontrolowanych osiągów pojazdu. Niektóre pojazdy elektryczne mają grzałki elektryczne do podgrzewania akumulatora, co jest kolejnym elementem – większym kosztem, większą masą i drenażem zasilania elektrycznego. Zamiast tego używamy naszego falownika i silnika do generowania ciepła – nawet podczas postoju nasz system trakcyjny może generować znaczne ciepło dla akumulatora. Wykorzystujemy to ciepło do ogrzania akumulatora do punktu, w którym może on zapewnić pełną wydajność. Nasza bateria jest wyjątkowo zaprojektowana do pracy w bardzo niskich temperaturach, aż do temperatury otoczenia – 40°F – tłumaczyła Laura Ochsner, inżynier ds. integracji systemów sterowania w Rivian.
Pustynne upały: testy w ekstremalnych temperaturach
Wysokie temperatury stanowią kolejne wyzwanie dla pojazdów elektrycznych. Akumulatory mogą przegrzewać się podczas pracy, co może prowadzić do ograniczenia zasięgu i spadku wydajności. Pustynne testy pozwalają również ocenić efektywność systemów klimatyzacji, które mają kluczowe znaczenie dla komfortu pasażerów.
Rivian na pustyni Mojave
Rivian, znany z elektrycznych pickupów i SUV-ów, testował swoje pojazdy R1T i R1S na pustyni Mojave, a dokładniej w jej części znajdującej się w Nevadzie. Temperatura w tym rejonie często przekracza 50°C. Rivian opracował system chłodzenia oparty na cieczy, który skutecznie odprowadza ciepło z akumulatorów, jednocześnie zapewniając stabilność wydajności pojazdu. Co więcej, wprowadzono zaawansowane algorytmy zarządzania energią, które minimalizują zużycie przez systemy klimatyzacji. Żeby zwiększyć poziom trudności, Rivian sprawdzał również jakie możliwości ciągnięcia przyczepy ma ich samochód w ekstremalnie wysokiej temperaturze.
Mercedes-Benz EQC na pustyni Tabernas
Mercedes-Benz przetestował swój model EQC w jednym z najbardziej ekstremalnych rejonów Europy pod względem temperatury – na pustyni Tabernas w Hiszpanii. Celem testów było sprawdzenie odporności układów napędowych na pył i piasek oraz skuteczności chłodzenia akumulatorów. Testy wykazały, że systemy chłodzenia akumulatorów w EQC działają efektywnie nawet w temperaturach sięgających 50°C, a nowoczesne filtry powietrza skutecznie chronią komponenty elektroniczne przed uszkodzeniami spowodowanymi przez pył.
Audi e-tron i testy na pustyni w Dubaju
Audi przetestowało model e-tron w ekstremalnych upałach Dubaju. Testy obejmowały długodystansowe jazdy w temperaturach sięgających 50°C, jazdę ternową po piasku i skałach oraz intensywne użytkowanie systemu klimatyzacji. Skupiono się na wszechstronności samochodu, właściwościach terenowych, ale też na analizie wydajności baterii oraz chłodzenia silników elektrycznych. Audi opracowało ulepszony system zarządzania temperaturą, który pozwala na dłuższe utrzymanie optymalnej wydajności pojazdu, nawet w skrajnych warunkach.
Wilgotne tropiki: wyzwania w środowisku o wysokiej wilgotności
W regionach tropikalnych, gdzie wilgotność powietrza może osiągać 100%, kluczowym wyzwaniem jest ochrona układów elektrycznych przed wodą i korozją. W takich warunkach producenci muszą testować szczelność systemów baterii oraz wytrzymałość izolacji kabli.
Hyundai Ioniq 5 w Malezji
Hyundai przeprowadził intensywne testy modelu Ioniq 5 w Malezji. Skupiono się na systemach uszczelnień akumulatorów, które muszą wytrzymać długotrwałe działanie wysokiej wilgotności. Firma zastosowała nowe materiały izolacyjne oraz dodatkowe bariery ochronne, które skutecznie zapobiegają przenikaniu wilgoci do wnętrza baterii.
Volvo XC40 Recharge w Amazonii
Volvo testowało swój model XC40 Recharge w rejonach Amazonii. Testy koncentrowały się na odporności układów elektronicznych na długotrwałą ekspozycję na wilgoć oraz na efektywności układów chłodzenia. Wyniki testów wskazały, że pojazd zachowuje stabilną wydajność, a szczelność komponentów spełnia najwyższe standardy bezpieczeństwa.
Testy Nissana Leaf w Japonii – Tsunami i ekstremalne opady
Nissan przeprowadził nietypowe testy symulacyjne, aby ocenić, jak elektryczne pojazdy radzą sobie podczas ekstremalnych opadów deszczu i powodzi. W kontrolowanym środowisku sprawdzano szczelność akumulatorów i systemów elektrycznych. Model Leaf wykazał wyjątkową odporność na zalanie, co podkreśla potencjał BEV, jako bezpiecznego środka transportu w regionach zagrożonych zmianami klimatu.
Extreme E – Off-roadowe wyścigi w najtrudniejszych środowiskach świata
Seria wyścigowa Extreme E wykorzystuje w pełni elektryczne pojazdy do rywalizacji w ekstremalnych warunkach, takich jak pustynie Arabii Saudyjskiej, arktyczne tereny Grenlandii czy dżungle w Amazonii. Każdy wyścig ma na celu przetestowanie możliwości pojazdów elektrycznych w warunkach skrajnych. W modelach Odyssey 21 stosowane są baterie zaprojektowane przez Williams Advanced Engineering, które są odporne na wysokie temperatury i wilgoć. Dzięki tym wyścigom inżynierowie zdobywają bezcenne dane na temat wytrzymałości i wydajności BEV w ekstremalnych środowiskach.
Technologie przyszłości inspirowane najbardziej wymagającymi testami
Testy w ekstremalnych warunkach nie tylko weryfikują obecne rozwiązania, ale także inspirują rozwój technologii, które mogą zrewolucjonizować przemysł elektromobilności. Jednym z przykładów jest opracowanie nowych rodzajów akumulatorów dostosowanych do pracy w skrajnych temperaturach. Producenci, tacy jak CATL i Panasonic, testują baterie stałotlenkowe, które są mniej podatne na degradację w niskich i wysokich temperaturach.
Kolejnym kierunkiem rozwoju jest poprawa systemów odzyskiwania energii. W warunkach pustynnych i górskich testowane są zaawansowane systemy rekuperacji, które pozwalają na odzyskiwanie większej ilości energii podczas hamowania. Takie rozwiązania, testowane m.in. przez Riviana i Lucida, mogą znacząco poprawić efektywność energetyczną pojazdów.
Testy ekstremalne zwróciły również uwagę na potrzebę zwiększenia wytrzymałości komponentów elektronicznych. Producenci, tacy jak Bosch i Continental, opracowują zaawansowane systemy ochrony układów elektronicznych przed pyłem, wilgocią i korozją, które mogą znaleźć zastosowanie zarówno w EV, jak i w innych pojazdach.
Wyzwania infrastrukturalne w ekstremalnych warunkach
Jednym z aspektów, który ujawniają testy w ekstremalnych warunkach, jest niedostateczna infrastruktura ładowania w takich miejscach. W regionach polarnych problemem jest utrzymanie stacji ładowania w funkcjonalnym stanie przy ekstremalnych mrozach. Przykładem innowacyjnego podejścia jest projekt firmy ABB, która opracowuje ładowarki zdolne do pracy w temperaturach do -50°C.
Na pustyniach z kolei kluczowym problemem jest ochrona stacji ładowania przed pyłem i przegrzewaniem. Tesla, we współpracy z lokalnymi partnerami, uruchomiła stacje ładowania Supercharger w rejonie pustyni Mojave, które są wyposażone w specjalne systemy chłodzenia i filtry powietrza.
Wnioski z testów
Testowanie BEV w ekstremalnych warunkach nie tylko pozwala producentom ulepszać swoje pojazdy, ale również wpływa na rozwój nowych technologii, które z czasem trafiają do seryjnej produkcji. Systemy zarządzania temperaturą, zaawansowane algorytmy sterowania energią oraz nowoczesne materiały izolacyjne, to tylko niektóre z rozwiązań, które powstały dzięki testom w Arktyce, na pustyniach czy w tropikach.
Producenci, którzy przeprowadzają takie testy, budują również zaufanie konsumentów, którzy mogą być pewni, że ich pojazdy będą działały niezawodnie w każdych warunkach. W miarę jak rynek EV się rozwija, można spodziewać się jeszcze bardziej zaawansowanych rozwiązań, które pozwolą elektrycznym pojazdom podbić każdy zakątek globu.
Maksym Berger
