Dlaczego samochody elektryczne nie lubią mrozu?

Jeden z amerykańskich serwisów pośredniczących w kupnie i sprzedaży samochodów elektrycznych przeprowadził badania 7 tysięcy samochodów elektrycznych 13 różnych marek tylko po to, żeby sprawdzić, jak bardzo zmniejsza się ich zasięg podczas mrozu. Wyniki są zaskakujące.

Samochody elektryczne a mróz

Nie wiem, jak w waszej bańce informacyjnej, ale mi co chwilę wyświetlają się artykuły albo posty kogoś, kto nie pozostawia suchej nitki na technologii samochodów elektrycznych, których zasięgi w zimie mają spadać do jakichś ułamków tego, co obiecują producenci.

O tym, że niska temperatura nie jest optymalna dla pracy akumulatorów, wie każdy, kto kiedykolwiek miał cokolwiek wspólnego z akumulatorem. Telefony komórkowe na mrozie szybciej się rozładowują, akumulatory samochodów spalinowych też, ale w przypadku samochodu elektrycznego problem jest szczególnie istotny. Przecież komórkę zawsze można łatwo naładować albo podłączyć do powerbanka w samochodzie spalinowym. Gdy silnik już pracuje, akumulator jest ładowany ­– momentem kluczowym jest sam jego zapłon.

Tymczasem w przypadku braku energii samochód elektryczny po prostu się zatrzyma. No więc postanowiłem sprawdzić, ile prawdy jest w tych wszystkich doniesieniach o potrzebie ładowania elektryków co 100 km, gdy temperatura spada poniżej zera. 

Czy da się oszczędzić energię w elektryku zimą?

Na początku wyjaśnienie. Dlaczego pojemność akumulatorów w zimie spada? Pozwólcie, że na potrzeby tego materiału na to pytanie odpowiem bardzo skrótowo. Uwalnianie, ale też magazynowanie energii elektrycznej w akumulatorach, związane jest z reakcjami fizykochemicznymi. Te w niskich temperaturach zachodzą wolniej i są mniej wydajne. Dlatego też, gdy spada temperatura, zmniejsza się pojemność akumulatora. W praktyce oznacza to, że jest w nim zmagazynowana mniejsza „ilość prądu”. Gdy temperatura rośnie, rośnie także pojemność akumulatora. W zimie dłużej też trwa samo ładowanie akumulatora. 

Przeczytaj też: Czy samochody elektryczne są ekologiczne?

W samochodzie elektrycznym mniejsza pojemność akumulatora oznacza oczywiście mniejszy zasięg samochodu. Ale ten mniejszy zasięg zimą wynika nie tylko z pojemności akumulatora, ale także z większego poboru energii elektrycznej przez jadący samochód. O ile latem, po to by oszczędzić energię, w elektryku zamiast włączać klimatyzację, można otworzyć okno, tak w zimie, ogrzewanie w kabinie jest dość ważne. Tak samo jak na przykład ogrzewanie szyby, po to by nie parowała.

I tak – Internet jest pełen wskazówek, na przykład: „Zimą ogrzej kabinę samochodu, gdy jest on jeszcze podłączony do ładowarki”, albo „Zamiast ogrzewać całą kabinę, lepiej włączyć podgrzewanie samych siedzeń”. Gdzieś przeczytałem, że warto w nawigacji włączyć opcję ECO, bo ona wyznacza trasę optymalną nie z punktu widzenia czasu czy odległości, ale zużycia paliwa – bez względu na to, czy jest nim benzyna czy energia elektryczna. Ważne jest też ograniczenie prędkości. Już ograniczenie o około 10 km/h wydłuża zasięg samochodu. 

To teraz uwaga. Te rady są niewiele warte. Nie mają większego wpływu na zasięg samochodu.

Renault policzyło to dokładnie dla modelu Zoe. Przy temperaturze 20 stopni Celsjusza ten samochód ma zasięg około 370 km. Przy temperaturze –15 stopni Celsjusza już tylko 200 km. Gdy jednak przy tych –15 stopniach w samochodzie jest włączone ogrzewanie, zasięg spada do 190 km. Innymi słowy, spadek zasięgu związany z włączeniem ogrzewania wyniósł tylko 5%. To nie włączone ogrzewanie było problemem, tylko mróz, bo to z powodu mrozu zasięg spadł o około 50%. Nie wiem jak wy, ale jazda samochodem przy –15 stopniach bez ogrzewania jest dla mnie mocno abstrakcyjna. 

Wszystko zależy od samochodu…

W Renault, w modelu Zoe, spadek zasięgu wyniósł prawie 50 proc. Amerykański serwis zajmujący się samochodami elektrycznymi Recurrent przeanalizował i policzył spadki zasięgów dla 13 modeli samochodów różnych producentów.  W sumie przebadano 7 tysięcy samochodów. Co z tych analiz wyszło? Otóż to, że tak duży spadek, jaki zanotowało Renault, wcale nie jest standardem. Od razu muszę dodać, że Amerykanie analizy robili w temperaturach około –5 stopni Celsjusza, a Renault przy –15, a to spora różnica. 

I co z tych analiz wyszło? To, że pomiędzy różnymi modelami są naprawdę spore różnice w spadku zasięgu. Najmniej tracą Jaguary (tylko 3%). Elektryczny Jaguar I-Pace w +20 stopniach Celsjusza przejeżdża 370 km, a w –5/–7 stopniach  przejeżdża 355 km. W zasadzie nie traci nic.

Podobnie nic albo niewiele na zasięgu traci Audi e-tron. W optymalnych warunkach przejeżdża 340 km, a w zimowych 310 km, czyli około 8% mniej. I jeden, i drugi samochód jest wyposażony w pompy ciepła i zaawansowany system ogrzewania kabiny.

Tutaj koniecznie jeszcze muszę powiedzieć o Teslach. W modelu X i w modelu Y spadek zasięgu wynosił około 15%.

W tym zestawieniu najgorzej wypadł Chevrolet Bolt, który zaliczył ponad 30% spadek zasięgu oraz Volkswagen ID.4 i Mustang Mach-E, które traciły po 30%. zasięgów. Z kolei BMW i3 traciło 24% zasięgu. Samochody, które traciły najwięcej nie były wyposażone w pompy ciepła ani w systemy przygotowania baterii do rozpoczęcia jazdy, po to, by gdy samochód ruszy, były one przygotowane do optymalnych warunków pracy.

Wystarczyło takie mechanizmy zastosować, a spadek zasięgów nie wynosił kilkadziesiąt procent, tylko kilka, góra kilkanaście.