- Zasięg aut elektrycznych w zimie zauważalnie się zmniejsza
- Przyczyną są spowolnione reakcje chemiczne w akumulatorach
- Nowoczesne systemy zarządzania energią i temperaturą baterii skutecznie minimalizują „zasięgowy uszczerbek”
- Pompa ciepła znacznie redukuje ubytek energii w niskich temperaturach
- Zimowe plusy? Elektryk „odpali” nawet przy największym mrozie
- Czas ogrzania kokpitu? Najwyżej kilka minut, ale z dużym poborem energii!
- Dalej w razie nagłej potrzeby zajedziemy „bez klimy” siedząc na podgrzewanym fotelu, trzymając ręce na ciepłej kierownicy
Mroźne fakty i wyzwania
Temat eksploatacji samochodów elektrycznych w warunkach zimowych od dawna budzi emocje i jest kluczowy dla każdego, kto rozważa przesiadkę z tradycyjnego auta spalinowego. Choć wciąż krążą stereotypy, powtarzane nierzadko przez kierowców znających EV jedynie z opowieści internetowych, że „elektryki na zimę się nie nadają”, to rzeczywistość technologiczna dawno odesłała te mity do lamusa.
Jak już pisaliśmy wielokrotnie na łamach Elektromobilni.pl, ogromne, paraliżujące spadki zasięgów były domeną aut sprzed dekady. Dziś nowoczesne systemy zarządzania energią i temperaturą baterii skutecznie minimalizują „zasięgowy uszczerbek”.
Nawet w ekstremalnych warunkach, jak -30 stopni Celsjusza w Arktyce, współczesny elektryk jest w stanie pokonać trasę, podczas gdy wiele aut spalinowych miałoby problem z uruchomieniem silnika (spowodowany zamarznięciem paliwa – przyp. red.).
Wpływ niskich temperatur na baterię
Nie da się jednak zaprzeczyć, że niskie słupki rtęci stanowią wyzwanie, które wpływa na zasięg. Według badania firmy Recurrent Auto, cytowanego przez serwis Superauto.pl, w warunkach zimowych samochody elektryczne tracą średnio około 30 proc. swojej wydajności. Sporo, nieprawdaż!?
Podobne obserwacje poczyniono w Norwegii, niekwestionowanym liderze europejskiej elektromobilności, gdzie tamtejszy automobilklub NAF wraz z redakcjami motoryzacyjnymi przeprowadził testy, wykazując odchylenia od norm WLTP sięgające nawet 35 proc. dla niektórych modeli (zwycięzca, Maxus Euniq6, zanotował spadek zaledwie 10,45 proc.).
Należy także podkreślić, że utrata zasięgu jest typowo okresowa i, co najważniejsze, nie prowadzi do trwałego uszkodzenia baterii. Redaktor Bartłomiej Derski z Wysokienapięcie.pl wyjaśnia, że główna przyczyna leży w chemii ogniw, tzn. w niskich temperaturach reakcje chemiczne zachodzą wolniej. Płyn nasączający elektrody (elektrolit) gęstnieje, utrudniając jonom litu przepływ między nimi. To spowolnienie mechanizmów chemicznych zmniejsza dostępną moc i ilość oddawanej energii – wyjaśnia Derski.
Choć sprawność samej baterii spada, to eksperci wskazują, że głównym winowajcą zwiększonego zimowego zużycia jest ogrzewanie kabiny, które pobiera energię elektryczną (w samochodach spalinowych to ciepło tzw. odpadowe z silnika ogrzewa wnętrze – przyp. red.).
Według danych Recurrent Auto, ogrzewanie kabiny może odpowiadać za 29 proc. wzrostu zasięgu, a badanie AAA z 2019 roku, na które powołuje się The Washington Post, sugeruje, że ogrzewanie odpowiada za około trzy czwarte utraty zasięgu. Ponadto, na drodze dochodzą inne czynniki, tj. gęstsze zimne powietrze (które znacznie zwiększa opory aerodynamiczne, zwłaszcza przy silnym wietrze na drogach ekspresowych) oraz większe opory toczenia wynikające z zimowych opon i śliskiej nawierzchni.
Wyraźne widać także różnice między starszymi a nowszymi generacjami akumulatorów. Modele starsze lub pozbawione zaawansowanego zarządzania temperaturą, jak Chevrolet Bolt (spadek 37 proc.) czy Ford Mustang Mach-E (spadek 41 proc.), radzą sobie gorzej (wyniki amerykańskich badań).
Z drugiej strony, nowoczesne konstrukcje z pompami ciepła i zaawansowanym systemem zarządzania temperaturą osiągają znacznie lepsze wyniki – np. taki Jaguar I-Pace stracił zaledwie 5 proc. zasięgu, a Tesla Model 3 i Model Y po wprowadzeniu pomp ciepła w 2021 roku zanotowały spadek tylko 16 proc. (wynika badań Recurrent Auto).
Pompa ciepła kluczem do oszczędności
Kluczowym rozwiązaniem technologicznym, które rewolucjonizuje zimową eksploatację, jest pompa ciepła. Jak podaje The Washington Post, posiadanie tego rozwiązania może zredukować utratę zasięgu nawet o połowę w umiarkowanych warunkach zimowych, a najlepsze nowoczesne „elektryki” tracą dzięki niej tylko 11 proc. zasięgu przy temperaturze bliskiej zeru.
W przeciwieństwie do tradycyjnych grzałek oporowych, które generują ciepło kosztem energii zmagazynowanej w akumulatorze, pompa jedynie „przenosi” istniejące ciepło. Superauto.pl pisze z kolei, że przy 0 stopni Celsjusza utrata zasięgu z klasycznym ogrzewaniem oporowym wynosi aż 25 proc., podczas gdy z pompą ciepła to niespełna 6 proc. Należy jednak pamiętać, że eksperci z Recurrent i AAA zauważają, iż w bardzo surowym klimacie (poniżej -9 stopni Celsjusza) pompy ciepła stają się mniej wydajne i auta mogą przełączać się na ogrzewanie oporowe.
Komfort zimowej jazdy podnoszą funkcje wspierające, takie jak wstępne kondycjonowanie (pre-heating). Ta funkcja, często obsługiwana zdalnie za pomocą aplikacji mobilnej, pozwala kierowcy usiąść w nagrzanym samochodzie, mając do tego rozmrożone szyby. Najważniejsze jest, by uruchomić wstępne ogrzewanie, gdy pojazd jest jeszcze podłączony do prądu, dzięki czemu energia pobierana jest z sieci, a nie z akumulatora trakcyjnego, minimalizując stratę zasięgu.
Dodatkowo, specjaliści ADAC wskazują, że zamiast ustawiania ogrzewania kabiny na maksimum, znacznie efektywniej jest korzystać z podgrzewanych foteli i kierownicy. Jak zauważają dziennikarze motoryzacyjni, ogrzewanie fotela pobiera zaledwie 100-300 W, podczas gdy ogrzewanie powietrza może zużywać 1000-3000 W, czyli 10-krotnie więcej!
Praktyczne wskazówki dla kierowców
Oczywiście sam kierowca ma duży wpływ na wydajność swojego pojazdu w chłodne miesiące. Co zatem robić?
Po pierwsze, ładowanie w zimie. Jeśli chodzi o ten aspekt, to kluczowe jest utrzymywanie pewnego poziomu naładowania baterii. Eksperci radzą , by przed dłuższym postojem na mrozie akumulator był naładowany w co najmniej 20 proc. Dobrą praktyką jest „napełnianie” baterii natychmiast po jeździe, gdy jest jeszcze ciepła, co sprzyja szybszemu ładowaniu. Przy ładowaniu z gniazdka podczas mrozu, warto ustawić godzinę odjazdu, aby auto samo rozgrzało wnętrze i przygotowało akumulator.
Eksperci radzą , by przed dłuższym postojem na mrozie akumulator był naładowany w co najmniej 20 proc. Fot. Audi
Co więcej, system zarządzania baterią (BMS) uniemożliwia zbyt szybkie ładowanie zimnej baterii, aby nie tworzyły się tzw. dendryty (powodują, że aktywny lit zmienia się w „martwy lit” – przyp. red.), które trwale zmniejszają jej pojemność. Dlatego zaleca się ustawienie w nawigacji adresu ładowarki, by system mógł wstępnie podgrzać akumulator, zapewniając niemal natychmiast większą moc ładowania. Aby zapewnić żywotność i wydajność baterii, specjaliści sugerują ładowanie jej maksymalnie do 80 proc.
Po drugie, parkowanie i planowanie. W miarę możliwości należy parkować w garażu lub pod zadaszeniem, ponieważ nawet nieogrzewany garaż zapewnia pewną izolację termiczną, ograniczając wychłodzenie akumulatora. Wysokienapięcie.pl podkreśla, że największe spadki zasięgu odnotowuje się w samochodach niegarażowanych, używanych na krótkich dystansach. Warto planować trasy z wykorzystaniem fabrycznej nawigacji, która uwzględni czas potrzebny na ładowanie.
Po trzecie, optymalizacja jazdy. Prowadzenie powinno być płynne, z unikaniem gwałtownego przyspieszania i hamowania. Warto korzystać z trybu Eco, który optymalizuje zużycie energii. Należy też zadbać o prawidłowe ciśnienie w oponach, które naturalnie spada w zimnie.
Pisaliśmy o tym m.in. w ubiegłym roku na łamach elektromobilni.pl – dopompowanie opon o ok. 0,2 bara przy utrzymujących się mrozach. Dobrym nawykiem jest także korzystanie z hamowania rekuperacyjnego, choć w początkowej fazie podróży na zimnej baterii jego siła może być ograniczona.
Postęp technologiczny
Wyzwania zimowej eksploatacji pojazdów elektrycznych są zjawiskiem globalnym. Norweskie testy, prowadzone w warunkach temperatur od 0 do -19 stopni Celsjusza, dostarczają cennych danych dla całej Europy, pokazując realne spadki zasięgu w stosunku do norm WLTP. Różnice w wynikach testów (np. 30 proc. wzrost zużycia w teście ADAC przy 0 stopniach vs. 70 proc. w teście Green NCAP przy -7 stopniach) pokazują, jak bardzo zużycie energii jest wrażliwe na konkretne warunki, zwłaszcza przy niższych temperaturach.
Redaktor Derski zauważa, że technologia nie stoi w miejscu, gdyż ciągle udoskonalane są składy proszków w ogniwach, elektrolity oraz systemy zarządzania temperaturą. Rozwój ten przynosi nadzieję na dalszą poprawę. Przykładowo, naukowcy, których odkrycia opisał Livescience.com, osiągnęli 500 proc. wzrostu szybkości ładowania w temperaturach poniżej zera, dzięki nałożeniu cienkiej warstwy boranowo-węglanowej litu na baterie. Takie zmiany, łatwe do wdrożenia na poziomie produkcji, mogą w przyszłości złagodzić problem powolnego ładowania zimą.
Nowoczesne systemy zarządzania temperaturą sprawiają, że mity o wielkich problemach z zimowym użytkowaniem aut elektrycznych można już odsyłać do lamusa. Nawet w polskich warunkach klimatycznych, gdzie temperatury rzadko spadają do ekstremalnych poziomów, pompa ciepła i funkcja wstępnego ogrzewania sprawiają, że zimowa podróż staje się komfortowa, a ładowanie w trasie — przewidywalne. W końcu, możliwość wsiadania do nagrzanego auta bez zamarzniętych szyb, dzięki wstępnemu kondycjonowaniu, jest zaletą, którą doceni każdy kierowca.
Oskar Włostowski
