Несколько недель назад в Чикаго множество владельцев Теслы оказались в затруднительном положении, когда наступила зимняя погода. Их батареи замерзли, дальность хода автомобилей резко упала, а суперзарядные станции Тесла с трудом справлялись с зарядкой. Мы уже давно знаем, что электромобили могут испытывать трудности в холодную погоду, но мы только что узнали, почему Тесла страдает от этого больше, чем любые другие конкуренты в морозные температуры. Норвежская автомобильная федерация (NAF) только что завершила свой зимний тест дальности 2024 года, и совершенно новая Tesla Model 3 Highland показала одно из самых значительных сокращений дальности! Но важно то, что лучше всех справились другие электромобили. Давайте объясню.
Давайте начнем с начала; почему у электромобилей возникают проблемы в холодную погоду?
Во-первых, для поддержания тепла в салоне требуется удивительно много энергии, и это паразитное потребление может быстро разрядить батарею, лишая вас десятков миль дальности. Но даже если вы смиритесь с костенеющим от холода вождением, дальность и скорость зарядки пострадают. Видите ли, электролит в середине батареи, через который должны проходить литиевые ионы во время разряда и зарядки, становится более устойчивым к литиевым ионам по мере охлаждения и замедляет их передвижение с одной стороны на другую. Это фактически уменьшает доступный заряд в батарее и может серьезно ограничить скорость, с которой ее можно заряжать. Чтобы решить эту проблему, в электромобилях есть системы терморегулирования, которые нагревают батарею, но это отнимает заряд, как и нагрев салона. Таким образом, хорошее функционирование электромобиля в холодную погоду зависит не только от разработки лучших, более устойчивых к температуре батарей, но и от баланса в системе терморегулирования.
Хорошо, а что насчет результатов этого зимнего теста дальности?
На тесте была Tesla с двумя моторами и длинной дальностью новой модифицированной Model 3 Highland. WLTP дальность этого автомобиля составляет внушительные 390 миль (639 км), но он смог проехать только 274 мили (441 км), в основном городское вождение при температуре от -2 до -10 градусов Цельсия (28,4 до 14 градусов по Фаренгейту). Это огромное снижение дальности на 31%, что было одним из самых высоких процентных потерь дальности среди всех испытанных автомобилей. Для сравнения, электромобили от KIA, NIO, XPeng, BMW и Lotus потеряли всего 12%-14% своей официальной дальности в тех же условиях. Даже очень дешевый BYD Dolphin справился гораздо лучше, потеряв всего около 20%.
Итак, как автомобиль, который на £20,000 ($25,000) дешевле Теслы, справился гораздо лучше?
Ну, давайте сравним их. Model 3 стоимостью £50,000 имеет 491 лошадиную силу, разгон до 60 миль в час за 4,4 секунды, литий-ионный аккумулятор на 78,1 кВтч с цилиндрическими элементами LG NMC, пиковую скорость зарядки 250 кВт с зарядкой от 10% до 80% всего за 27 минут и WLTP дальность 391 милю. В сравнении, £30,000 стоимость BYD Dolphin гораздо проще. У него всего 201 лошадиная сила и разгон до 60 миль в час за 7,0 секунды. У него меньший аккумулятор на 62 кВтч, но на этот раз он основан на призматических LFP элементах (аккумулятор BYD Blade), что дает ему WLTP дальность 265 миль. В Dolphin скорость зарядки аккумулятора ограничена 88 кВт (он может заряжаться гораздо быстрее), что означает, что зарядка от 10% до 80% происходит за 41 минуту.
Большая разница здесь в аккумуляторных батареях, их химии, дизайне и оптимизациях объясняют различия между двумя моделями и почему Tesla отстает в зимнем тесте дальности.
LFP элементы намного дешевле за кВт*ч, чем литий-ионные элементы, но менее энергоемки и заряжаются дольше. Цилиндрические элементы (которые выглядят как увеличенные батарейки AA) имеют более высокую энергетическую плотность, чем призматические элементы (которые представляют собой стоечные лезвиеобразные батареи). Но призматические аккумуляторные батареи дешевле в производстве, так как имеют гораздо меньше деталей и также имеют гораздо лучшие тепловые свойства (охлаждаются и нагреваются на единицу энергии больше). Вот почему экономичный BYD Dolphin использует призматические LFP, а ориентированная на производительность (т.е. быстрая зарядка и большая дальность) Tesla использует цилиндрические литий-ионные.
Но LFP элементы также имеют гораздо более широкий рабочий диапазон температур от -20°C (-4°F) до 60°C (140°F) по сравнению с рабочей температурой литий-ионных от 0°C (32°F) до 45°C (113°F). Иными словами, LFP элементы намного эффективнее работают при холодных температурах. Это означает, что Dolphin не должен был нагревать свою батарею так сильно, как Tesla. Более того, благодаря дизайну призматических элементов, для нагрева батареи Dolphin требуется меньше энергии, чем для Tesla. Так что неудивительно, что BYD справился гораздо лучше, чем Tesla.