寒さは電気自動車のバッテリー寿命にどのような影響を与えるのでしょうか?

電気自動車 (EV) に関する最大の懸念は、航続距離とコストの不安と真っ先にあるのは、寒さです。寒さがEVのバッテリー寿命に悪影響を与えることはわかっていますが、なぜでしょうか?寒冷地ではEVのバッテリーに何が起こるのか、そして悪影響を軽減するために講じることができる手順を見てみましょう。

寒さはEVのバッテリー寿命にどのような影響を与えるのでしょうか?

温度が十分に低くなると、EV のリチウムイオンバッテリーパック内の電解液の粘度が高くなり、電子の移動に関与する化学反応が遅くなります。これは、EV が 1 回の充電で走行できる距離だけでなく、充電速度にも影響します。

ミシガン大学エネルギー研究所所長のアンナ・ステファノポロウ氏は、ワイアードの記事で、「バッテリーは人間に似ている」、つまり特定の温度範囲外ではうまく動作しないと述べている。 EV のバッテリーの場合、その範囲は華氏 40 ～ 115 度です。それ以上でも以下でも問題が発生します。

適切な動作温度を維持するために、最新の EV にはバッテリーの加熱および冷却システムが組み込まれています。しかし、ガソリンエンジンとは異なり、電気モーターは自ら熱を発生しないため、これらのシステムはバッテリーを加熱するためにエネルギーを必要とします。車室内の暖房、デフロスターの作動、車載コンピューターシステムの作動にも電力が必要となり、暖かい天候よりも早くバッテリーが消耗します。

リチウムイオン電池は寒いと充電に時間がかかり、回生ブレーキ機能もうまく機能しません。総合すると、寒冷気候の悪影響により、EV のバッテリー容量が 41% も減少する可能性があります。

すべての EV は寒冷地ではある程度の能力を失いますが、すべての EV が同じように冬に対応できるわけではありません。中古EVバッテリーレポート会社リカレントは2021年に数千台のEVの寒冷地での充電損失を比較する調査を実施し、一部のEVが他のEVよりも耐久性が優れていることが判明した。

今後数年以内に、内部に液体が入っていないEV用リチウムイオン電池が登場し、寒冷な天候に伴う充電損失が大幅に軽減される可能性があります。ただし、その技術が広く利用可能になるまで、EVドライバーは回避策を見つける必要があります。

EVのバッテリーを寒さから守る方法

寒冷地で EV のバッテリーを長持ちさせるため、または少なくとも充電量の損失を最小限に抑えるには、いくつかの方法があります。まず、充電ステーションの近くにいたとしても、バッテリーの充電量が 20% を下回らないようにしてください。車のシステムは充電を開始する前にバッテリーを暖める必要があり、バッテリーにはシステムが動作するのに十分な電力が残っている必要があります。特に極寒の天候では、キャビンヒーターを作動させるのに十分な電力も必要です。

可能であれば、車両を安定した温度に保つために、暖房付きのガレージまたは密閉されたガレージに駐車してください。日差しの当たる場所に車を駐車すると、多少の熱がこもります。可能であれば、仕事中や外出中に接続できるコンセントのある公共ガレージに駐車してください。そうすることで、車はバッテリー自体ではなくバッテリー加温システムを実行するためにグリッドから電力を得ることができます。

家庭用充電器は、寒冷地での航続距離の向上に大きな違いをもたらします。バッテリー温度を上昇させるよりも維持する方がエネルギーの消費が少ないため、極寒の環境で車両を接続したままにしてバッテリー加温システムを動作させることができます。家庭用充電器は高価な場合があるため、多くの人にとってこれは選択肢ではありませんが、レベル 1 の壁のコンセントに接続するだけでも多少は役に立ちます。

一部のEVには、バッテリーを節約するために性能を自動的に調整する「エコモード」が搭載されています。キャビンヒーターなどのシステムをより低い温度に設定すると、EV の充電からより多くのエネルギーを得ることができます。暖房シートなど、体を暖かく保つために絶対に必要ではない機能がある場合は、それらをオフにするとバッテリーに多くの電力が残ります。寒い天候で走行速度を下げると、バッテリーへの負担が減り、必要な電力が減ります。

充電する場合は、充電器に接続する前にバッテリーを予熱する時間を確保してください。バッテリーの残量が少ない場合でも、より高速な充電を促進するためにバッテリーを加熱すると、冷間状態で駆動するよりも消費エネルギーが少なくなります。再び発進する前に、電源に接続したまま車内とバッテリーを温めてください。

寒さは依然として課題

現実には、EV ドライバーは寒い天候でこれらの車両を使用する場合、いくつかの問題に対処しなければなりません。それらは穏やかな気候で最もよく機能しますが、米国のほとんどの人々は、気候が変化する可能性のある地域に住んでいます。これは使用できないという意味ではありませんが、寒い地域に住んでいる人が EV を購入する場合は、何が問題になるかを理解し、それに応じて計画を立てる必要があります。