सर्दी की ठंड प्लग-इन हाइब्रिड की इलेक्ट्रिक रेंज को कितना कम कर देती है?

सर्दी की ठंड आमतौर पर प्लग-इन हाइब्रिड वाहन की इलेक्ट्रिक रेंज को 20 से 40 प्रतिशत तक कम कर देती है; यानी हल्की गर्म मौसम में 50 किलोमीटर देने वाला PHEV, जमाव बिंदु से नीचे के तापमान में 30-40 किलोमीटर के आसपास आ सकता है। नुकसान का बड़ा हिस्सा बोनट के नीचे से नहीं, बल्कि केबिन से आता है: इलेक्ट्रिक हीटिंग सीधे बैटरी को खत्म करती है और ठंडी बैटरी केमिस्ट्री काम को और भी मुश्किल बना देती है। रेंज का नुकसान अस्थायी है और सही उपायों से इसे बड़ी सीमा तक वापस पाया जा सकता है।

सर्दियों में प्लग-इन हाइब्रिड कितनी इलेक्ट्रिक रेंज खो देता है?

ईमानदारी से कहें तो इसका कोई एक उत्तर नहीं है; एक सीमा है। जमाव बिंदु के आसपास के तापमान पर आम नुकसान 20-30 प्रतिशत की सीमा में होता है, जबकि सबसे खराब परिस्थितियों में यह 40 प्रतिशत से ऊपर चढ़ सकता है। मानकीकृत डायनेमोमीटर परीक्षणों में -6°C पर और केबिन हीटिंग चालू होने पर रेंज औसतन 41% गिरी; 100 यूनिट रेंज देने वाला वाहन 59 यूनिट पर आ गया। बड़े पैमाने के वास्तविक दुनिया के डेटा थोड़े अधिक आशावादी हैं: जमाव बिंदु के तापमान पर वाहन अपनी रेंज का औसतन 70-78 प्रतिशत बरकरार रखते हैं, और मॉडल का अंतर 16 प्रतिशत से 46 प्रतिशत के बीच होता है।

PHEV पर ये आंकड़े लागू करते समय दो महत्वपूर्ण भेद हैं। पहला, इनमें से अधिकांश अध्ययन पूरी तरह इलेक्ट्रिक वाहनों पर किए गए हैं; PHEV की इलेक्ट्रिक रेंज छोटी होने के कारण वही पूर्ण नुकसान, भले ही प्रतिशत के लिहाज से समान हो, व्यावहारिक रूप से कम किलोमीटर नुकसान के बराबर होता है। दूसरा, PHEV के पास पेट्रोल इंजन जैसा एक बैकअप मौजूद है: बिजली खत्म होने पर वाहन अपनी यात्रा जारी रखता है और हीटिंग का भार इंजन को सौंप सकता है। मालिकों के वास्तविक दुनिया के अवलोकन भी इसी ढांचे में फिट बैठते हैं - हल्के गर्म मौसम में लगभग 80 किलोमीटर इलेक्ट्रिक रेंज देने वाला PHEV, सर्दियों में 48-72 किलोमीटर की सीमा तक आ जाता है।

नुकसान के दो अलग स्रोत: केबिन हीटिंग और बैटरी केमिस्ट्री

रेंज की गिरावट को किसी एक कारण से जोड़ना गलत निदान होगा। इसमें दो अलग तंत्र काम कर रहे हैं और एक दूसरे से तुलना करने योग्य ही नहीं है, इतना अलग तरीके से काम करते हैं।

केबिन हीटिंग: नुकसान की मुख्य वजह

पेट्रोल वाहन में इंजन द्वारा उत्पन्न ऊर्जा का 12-30 प्रतिशत ऊष्मा के रूप में खो जाता है और यह अपशिष्ट ऊष्मा मुफ्त केबिन हीटिंग के रूप में उपयोग की जाती है। इलेक्ट्रिक प्रणोदन वाला वाहन बैटरी में मौजूद ऊर्जा का लगभग 80 प्रतिशत गति में बदलता है; निकालने को कोई अपशिष्ट ऊष्मा नहीं होती। केबिन गर्म करना चाहते हैं तो आप ऊर्जा सीधे बैटरी से लेते हैं। परीक्षण डेटा में भी सबसे बड़ी गिरावट का यही कारण है: ठंडे मौसम के परीक्षणों में नुकसान का प्रमुख कारक हीटिंग सिस्टम है और हीटिंग चालू वाली ठंडी परिस्थितियां, हल्के गर्म संदर्भ परिस्थितियों की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक ऊर्जा खपत करती हैं।

पैमाने की भावना के लिए एक ठोस उदाहरण: ठंडे मौसम में केबिन हीटिंग प्रति दूरी काफी अतिरिक्त ऊर्जा लागत पैदा करती है, और केबिन के तापमान को कुछ डिग्री कम करना भी रेंज पर सीधा असर डालता है। दूसरी ओर एक अति-चरम विधि को मापा गया है - एसी और हीटिंग को पूरी तरह बंद करके केवल हीटेड सीट और स्टीयरिंग का उपयोग करने से दक्षता 7-8 प्रतिशत बढ़ जाती है। लेकिन टेस्ट ड्राइवरों ने केबिन को असहज होने लायक ठंडा पाया; यह विधि दैनिक उपयोग के लिए अनुशंसित नहीं है।

बैटरी केमिस्ट्री: रोका न जा सकने वाला हिस्सा

लिथियम-आयन बैटरी में ऊर्जा का उत्पादन रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर आधारित होता है, और तापमान गिरने पर ये प्रतिक्रियाएं धीमी हो जाती हैं। ठंड में इलेक्ट्रोलाइट अपनी चिपचिपाहट बदल देता है, आयनों की गति कठिन हो जाती है, आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाता है और डिस्चार्ज वोल्टेज गिर जाता है। नतीजा: बैटरी में वही क्षमता होने के बावजूद कम उपयोगी शक्ति और ऊर्जा उपलब्ध होती है। 5 डिग्री सेल्सियस से नीचे यह प्रभाव रेंज के नुकसान के 25-40 प्रतिशत हिस्से को समझाने वाला कारक माना जाता है, और यह हिस्सा ड्राइवर के निर्णयों से पूरी तरह समाप्त नहीं होता - लेकिन हीट पंप जैसी तकनीकें और बैटरी को पहले से गर्म करना इसे काफी हद तक पूरा कर देता है।

चार्जिंग के पक्ष पर भी वही असर पड़ता है: लिथियम-आयन बैटरियां लगभग 20-25 डिग्री सेल्सियस परिवेश के तापमान पर सबसे कुशल चार्जिंग गति तक पहुंचती हैं। ठंड में चार्जिंग धीमी हो जाती है और फास्ट चार्जिंग से पहले बैटरी को पहले से गर्म करना 20-30 मिनट बचा सकता है।

गर्मी और सर्दी की खपत में अंतर: आंकड़ों के साथ तुलना

तुलना तालिका यह स्पष्ट करती है कि परिस्थितियां PHEV के व्यवहार को कैसे बदलती हैं:

गर्म पक्ष पर स्थिति अधिक सौम्य है: 27 डिग्री सेल्सियस के आसपास औसत रेंज हानि लगभग 3 प्रतिशत और 32 डिग्री सेल्सियस पर 5 प्रतिशत स्तर की होती है; केवल 38 डिग्री सेल्सियस से ऊपर की अत्यधिक गर्मी में यह स्पष्ट रूप से बढ़ जाती है। यानी PHEV के लिए ठंड, गर्मी की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक कठिन मौसम है।

रेंज की हानि कम करने के व्यावहारिक तरीके

हानि का रासायनिक हिस्सा आपके नियंत्रण में नहीं है, लेकिन हीटिंग से होने वाली खपत को काफी हद तक नियंत्रित करना संभव है। महत्व के क्रम में:

• प्लग लगे होने पर प्री-कंडीशनिंग। वाहन को ग्रिड से जुड़े रहते हुए गर्म करना और बैटरी को तैयार करना, यात्रा शुरू करने से पहले की हीटिंग लागत को बैटरी के बजाय घर के सॉकेट से चुकाता है। शेड्यूल्ड डिपार्चर सुविधा का उपयोग करने वाले वाहनों में परीक्षणों में 5-7 प्रतिशत दक्षता वृद्धि और दस मील से अधिक अतिरिक्त रेंज मापी गई।
• हीटिंग के बजाय लक्षित हीटिंग। केबिन का तापमान कम रखकर हीटेड सीट और स्टीयरिंग को प्राथमिकता देना, वही आराम बहुत कम ऊर्जा से प्रदान करता है।
• हीट पंप। प्रतिरोधी हीटर की तुलना में ठंडी परिस्थितियों में रेंज को 8-10 प्रतिशत बढ़ा सकता है; वाहन चुनते समय देखा जाने वाला एक फ़ीचर।
• गैराज में पार्किंग। वाहन का रात अधिक गर्म वातावरण में बिताना सुबह बैटरी को बेहतर स्थिति में रखता है।
• गर्म अवस्था में चार्ज करना। ठंड में चार्जिंग धीमी और अक्षम्य हो जाती है; बैटरी के गर्म होने पर चार्जिंग की योजना बनाना उचित है।
• लंबी पार्किंग में 50-60 प्रतिशत चार्ज पर छोड़ना। बैटरी के स्वास्थ्य के लिहाज़ से भी यह सही रणनीति है।
• ठहरावों को समूह में करना। हर दरवाज़ा खुलने पर केबिन ठंडा हो जाता है और दोबारा गर्म करना बैटरी से अतिरिक्त ऊर्जा लेता है; छोटे कामों को एक लंबी यात्रा में बदलना रेंज बनाए रखता है।

क्या ठंडी हवा PHEV बैटरी को स्थायी नुकसान पहुँचाती है?

स्पष्ट उत्तर: नहीं। ठंड बैटरी की प्रतिक्रियाओं को अस्थायी रूप से धीमी कर देती है; तापमान सामान्य होने पर रेंज वापस सामान्य हो जाती है। एक और भी दिलचस्प विवरण यह है कि ठंड में धीमी होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएँ गर्मी से होने वाली उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को भी धीमा कर देती हैं - यानी दीर्घकाल में ठंडी जलवायु, उच्च तापमान वाली जलवायु की तुलना में बैटरी जीवन के लिहाज़ से लाभदायक मानी जा सकती है। स्थायी नुकसान का जोखिम वास्तव में अधिक तापमान पर और हवा के प्रवाह की सीमा जैसी शीतलन समस्याओं में उत्पन्न होता है। हालाँकि लंबे समय तक अत्यधिक ठंड के संपर्क में रहने से प्रदर्शन पर समय के साथ थोड़े स्तर तक प्रभाव पड़ सकता है, इस बारे में अधिक सावधान विचार भी मौजूद है; यह मुख्य नियम को नहीं बदलता, लेकिन बहुत कठोर सर्दियों वाले क्षेत्रों में गैराज के फायदे को एक बार फिर याद दिलाता है।

क्या ठंडी जलवायु में PHEV एक उचित विकल्प है?

इलेक्ट्रिक रेंज के सर्दियों में ज़्यादा सिकुड़ने वाले पूर्ण इलेक्ट्रिक वाहनों की तुलना में, प्लग-इन हाइब्रिड की ठंडी जलवायु में एक संरचनात्मक विशेषता है: छोटी दूरियों पर इलेक्ट्रिक ड्राइविंग, और लंबी यात्रा तथा अत्यधिक ठंड में पेट्रोल इंजन द्वारा प्रदान की जाने वाली रेंज और हीटिंग का बैकअप। जब इलेक्ट्रिक हीटिंग बैटरी को जल्दी खत्म कर देती है, तो वाहन केबिन को तेज़ी से गर्म करने के लिए पेट्रोल इंजन को भी सक्रिय कर सकता है - यह कोई खराबी नहीं, बल्कि सिस्टम की डिज़ाइन के अनुसार कार्यप्रणाली है। खपत के स्तर पर सर्दियों में हाइब्रिड और PHEV में 5-15 प्रतिशत से 20-40 प्रतिशत तक की दक्षता में गिरावट की उम्मीद की जा सकती है; PHEV में इस गिरावट का एक हिस्सा इलेक्ट्रिक रेंज में नहीं, बल्कि अधिक बार सक्रिय होने वाले पेट्रोल इंजन में होता है।

निष्कर्ष को इंजीनियरिंग गणना की तरह संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है: सर्दियों का नुकसान वास्तविक, मापनीय और अधिकतर प्रबंधनीय है। प्लग लगे होने पर प्री-कंडीशनिंग, हीटेड सीट की प्राथमिकता, गैराज और स्मार्ट चार्जिंग की समय-सारणी, 40 प्रतिशत तक पहुँचने वाले नुकसान को व्यावहारिक रूप से 15-20 प्रतिशत के स्तर तक ला सकती है - और यदि कोई उपाय न भी किया जाए, तो भी वसंत आने पर रेंज खोए हुए किलोमीटर अपने आप वापस ला लेती है।

स्रोत

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