Samochód elektryczny zimą – co z zasięgiem?

Jak zachowuje się samochód elektryczny zimą? Wraz z rosnącym zainteresowaniem samochodami elektrycznymi pojawia się wiele pytań dotyczących ich wydajności w różnych warunkach atmosferycznych. Jedno z najczęściej zadawanych pytań dotyczy wpływu niskich temperatur na sprawność samochodów elektrycznych. Czy faktycznie tracą one na efektywności w zimie, a jeśli tak, to w jakim stopniu?

Wpływ temperatury na działanie akumulatora

Sercem każdego pojazdu elektrycznego jest akumulator. Stanowi źródło energii, które decyduje o zasięgu i sprawności samochodu. Niska temperatura może jednak wpływać na jego funkcjonowanie i zdolność do magazynowania energii. Wynika to z tego, że akumulatory najczęściej zbudowane są z ogniw litowo-jonowych. W ogniwach tych następują pewne przemiany fizykochemicze, które spowalniają w ujemnych temperaturach. Skutkuje to mniejszą dostępną ilością energii i w konsekwencji, zmniejszeniem sprawności samochodu elektrycznego.

Innym powodem spadku zasięgu samochodu elektrycznego zimą jest efektywność samego silnika elektrycznego. Porównajmy to do tradycyjnych samochodów z silnikiem spalinowym. Tu duża część ciepła wytworzonego podczas pracy silnika może być utracona, ale może również być przekierowana, do ogrzania wnętrza pojazdu. Silniki aut elektrycznych również generują nadmiar ciepła, zwłaszcza podczas ładowania i przekształcania prądu zmiennego na prąd stały. Jednak takie wytworzone ciepło jest używane do podgrzewania baterii pojazdu elektrycznego, aby zapobiec długotrwałym uszkodzeniom i zwiększyć sprawność. Natomiast w tym przypadku ciepło to zazwyczaj nie jest przekazywane do wnętrza pojazdu, aby podgrzać tapicerkę skórzanej kanapy czy fotele.

Mając to na uwadze, warto podkreślić, że nie wszystkie pojazdy elektryczne są równie wyposażone w rozwiązania radzące sobie z niskimi temperaturami. Wybór konkretnego modelu może zatem wpływać na to, ile zasięgu będzie można uzyskać w przeciętny zimowy dzień.

Samochód elektryczny zimą –  porównanie zasięgu w niskich temperaturach

Amerykańska firma „Recurrent” badała trzynaście popularnych modeli samochodów elektrycznych. Doświadczenie porównywało zasięg pojazdów dla temperatur 20°C i -5°C. Procentowe spadki zasięgu w danych autach są następujące:

Tabela 1. Samochód elektryczny zimą – model auta i spadek zasięgu.

Najwyższą sprawność w porównaniu uzyskały auta Jaguar I-Pace oraz Audi e-tron – odpowiednio -3% i -8%. Specjaliści uznali, że kluczem do sukcesu tego modelu było wykorzystanie pompy ciepła, kontrolującej temperaturę we wnętrzu samochodu, oraz zaawansowanego systemu zarządzania temperaturą, który efektywnie przekierowuje nadwyżki energii z silników elektrycznych na ogrzewanie kabiny.

Najgorzej w zestawieniu wypadł Chevrolet Bolt, który boryka się z aż 32-procentową utratą zasięgu. W przypadku tego modelu zauważono brak możliwości podgrzania baterii przed rozpoczęciem podróży, co oznacza, że baterie nie mogą pracować od początku w optymalnej temperaturze.

Mustang Mach-E i Volkswagen ID.4 straciły z kolei 30 procent zasięgu zimą. W obu przypadkach głównym problemem okazał się brak pompy ciepła, ponieważ modele przeznaczone na rynek amerykański nie zostały w nią wyposażone.

Proces ładowania baterii na mrozie

Standardowe ładowanie akumulatora jest możliwe w temperaturze 0 stopni Celsjusza, a nawet w temperaturach ujemnych. Jednak szybkie ładowanie (fast charging) wymaga wcześniejszego podgrzania akumulatora do około 30 stopni Celsjusza. Im zimniejszy jest akumulator, tym większa potrzeba jego wewnętrznego rozgrzania podczas procesu ładowania, ponieważ opór elektryczny wewnątrz zimnej baterii jest większy. Dlatego, po pewnym czasie ładowania o niskiej mocy, szybkość ładowania zazwyczaj rośnie.

Nowe modele pojazdów elektrycznych często oferują funkcję podgrzewania baterii, umożliwiając szybkie ładowanie pojazdu zaraz po podłączeniu do ładowarki. Często wystarczy jedynie ustawić szybkie ładowanie w systemie nawigacyjnym, aby system zarządzania baterią ocenił, czy konieczne jest jej podgrzanie. W przypadku braku ustawienia stacji ładowania w nawigacji, uniemożliwi to systemowi podgrzanie baterii. Nadal nie jest to problem, ponieważ na początku procesu ładowania komputer dokładnie obliczy, czy warto alokować część pobieranej energii na podgrzewanie baterii (nieduże ilości prądu). Jeśli bateria jest znacznie rozładowana, istnieje prawdopodobieństwo, że zostanie ona podgrzana, co przyspieszy proces ładowania, wspomagając naturalne rozgrzewanie się akumulatora podczas ładowania.

Z tego powodu największy spadek sprawności samochodu elektrycznego zauważymy w sytuacjach, gdy samochód jest pozostawiony na zewnątrz (niegarażowany), przez wiele godzin w warunkach bardzo niskiej temperatury, zwłaszcza gdy jest używany na krótkich dystansach. Uniemożliwia to baterii osiągnięcie optymalnej temperatury. Na szczęście te różnice nie są znaczące. W miejskich warunkach, nawet przy bardzo niskich temperaturach, na poziomie około -20 stopni Celsjusza, spadek zasięgu nie przekroczy 10%. Tymczasowa „utrata pojemności”, czyli szybsze rozładowanie akumulatora, będzie bardziej zauważalna, szczególnie gdy zużywamy dużo energii, na przykład podczas jazdy bardzo zimnym samochodem po autostradzie. W takich sytuacjach obciążenie baterii wzrasta znacznie bardziej niż prędkość, z jaką się poruszamy.

Stacje ładowania Autel – zachowaj wydajność samochodu elektrycznego zimą

Kluczowym elementem rozwoju branży samochodów elektrycznych jest infrastruktura ładowania. Autel, jako wiodący producent technologii dla branży motoryzacyjnej, oferuje innowacyjne rozwiązania z zakresu ładowania pojazdów elektrycznych. Jednym z ciekawszych produktów Autel jest zaawansowana stacja ładowania Maxicharger AC Wallbox Tethered, która została zaprojektowana z myślą o efektywnym ładowaniu samochodów elektrycznych nawet w najcięższych warunkach.

Ładowarka Autel wyróżnia się szybkim czasem ładowania oraz inteligentnym systemem zarządzania, który dostosowuje moc ładowania do aktualnych warunków. To sprawia, że nawet w zimie, gdy czas ładowania może być wydłużony, użytkownicy samochodów elektrycznych mogą liczyć na wydajne i bezpieczne ładowanie. Jej nominalny zakres temperatury pracy to -40° do +55°C, co czyni ją idealną do polskiego klimatu. Posiada stopień ochrony IP65, co oznacza, że jest odporna na warunki pogodowe i możliwy jest jej montaż również na zewnątrz.

Samochód elektryczny zimą – Podsumowanie

Czy samochód elektryczny zimą traci swoją sprawność? Odpowiedź to Tak – jest to nieuniknione ze względu na budowę i zasadę działania akumulatorów. Wartość spadku zasięgu głównie zależy od modelu pojazdu, technologii zastosowanej przez producenta oraz dostępnej infrastruktury ładowania. Nowoczesne samochody elektryczne, takie jak Jaguar I-Pace czy Audi e-tron, wykorzystują zaawansowane technologie (pompy ciepła, systemy zarządzania termicznego), aby minimalizować wpływ niskich temperatur na ich sprawność.

Dodatkowo, innowacyjne rozwiązania w dziedzinie ładowania, reprezentowane przez producenta Autel, pomagają użytkownikom samochodów elektrycznych utrzymać optymalną wydajność baterii nawet w trudnych warunkach zimowych. Dzięki temu samochody elektryczne stają się coraz bardziej atrakcyjną alternatywą nie tylko w ciepłych, ale także w zimowych klimatach.

Zródła:

https://electrek.co/2022/12/13/worried-about-winter-range-loss-see-how-over-a-dozen-evs-compare/

https://wysokienapiecie.pl/84228-cala-prawda-o-samochodach-elektrycznych-zima/

https://www.jaguar.pl/samochody-jaguar/i-pace/opis