Zasięg samochodów elektrycznych zimą. Wynik badania 7 tysięcy aut

To żadna tajemnica, że przy ujemnych temperaturach samochody elektryczne pokonują mniejsze dystanse, niż gdy jest ciepło. Amerykańscy badacze sprawdzili dokładnie, jakich trzeba spodziewać się różnic.

Amerykańska organizacja Recurrent stawia sobie za cel oswajanie kierowców z samochodami elektrycznymi i ułatwienie przejścia na elektromobilność. Chce też zachęcać do zakupu używanych aut elektrycznych poprzez transparentne przedstawianie wszelkich aspektów związanych z eksploatacją elektryków.

Naukowcy ciągle pracują nad nowymi modelami matematycznymi pozwalającymi na analizę i wyciąganie wniosków, które pomogą kierowcom w podjęciu decyzji o zakupie aut elektrycznych. 

Analizie poddano 13 popularnych modeli samochodów elektrycznych. W sumie zebrano zanonimizowane dane z 7 tysięcy aut jeżdżących po drogach Stanów Zjednoczonych i dziesiątek tysięcy urządzeń, które podają dane na temat zużycia energii w każdym z nich.

Bardziej niż o porę roku, chodzi oczywiście o temperaturę. Gdy spada poniżej zera. chemiczne i fizyczne reakcje zachodzące w ogniwach baterii dzieją się wolniej. Niskie temperatury podnoszą rezystancję, czyli opór elektryczny, powodując wyhamowanie procesów fizycznych. 

Co więcej, jednostki elektryczne nie są w stanie same wyprodukować tyle ciepła co spalinowe. W tych drugich marnuje się na to większość paliwa. To dlatego silnik spalinowy szybko się nagrzewa, a swoją temperaturą jest w stanie jeszcze "obdzielić" kierowcę i pasażerów. 

W przypadku aut elektrycznych, ciepło wytwarzane przez ich silniki wystarcza co najwyżej do nagrzewania baterii. Kabina potrzebuje osobnych urządzeń grzewczych, do działania których potrzebny jest prąd pobierany z akumulatorów trakcyjnych. 

Reccurent zbadał to porównując zasięg 13 modeli w temperaturze 21 stopni Celsjusza z wynikami osiąganymi gdy na zewnątrz panuje temperatura między -1 a -7 stopni Celsjusza. Analiza danych wykazała, że w ujemnej temperaturze trzeba się liczyć z utratą zasięgu w zakresie od 3 do 32 proc. Więcej tracą tańsze auta z mniejszymi bateriami. 

Najlepszy wynik w zestawieniu osiągnął Jaguar I-Pace. Według analityków kluczem do sukcesu w tym przypadku była pompa ciepła kontrolująca nagrzanie kabiny oraz zaawansowany system zarządzania termicznego, który sprawnie przekazuje ewentualne nadwyżki z silników elektrycznych do ogrzewania kabiny. Zasięg I-Pace'a zimą spadł dzięki temu zaledwie o 3 proc.

Bardzo dobrze punktowało też Audi e-tron. Tu również zwrócono uwagę na skuteczność pompy ciepła i możliwość odzyskania nawet 3 kW energii powstającej przy pracy silnika. Wynik Audi to 8 proc. 

Trzecią pozycję zajęły dwa modele tesli - X oraz Y. W obu przypadkach utrata zasięgu wyniosła 15 proc. 

Na drugim końcu skali znalazł się Chevrolet Bolt, który cierpi na aż 32-procentową utratę zasięgu. W jego przypadku zwrócono uwagę na brak możliwości podgrzania baterii przed ruszeniem w podróż, co oznacza, że nie mogą one od początku pracować w optymalnej temperaturze i tracą swą wydajność. 

30 proc. zimą stracił Mustang Mach-E do spółki z Volkswagenem ID.4. W obu przypadkach największą zmorą zimą okazał się brak pompy ciepła - modele przeznaczone na rynek amerykański nie zostały w nią wyposażone. Nie ma ich też w wyposażeniu seryjnym wersji europejskich. W Volkswagenie jest dostępna za dopłatą. 

Wyniki (ujemne) osiągnięte przez wszystkie badane modele w kolejności alfabetycznej: 

• Audi e-tron - 8 proc. 
• BMW i3 - 24 proc. 
• Chevrolet Bolt - 32 proc. 
• Ford Mustang Mach-E - 30 proc. 
• Hyundai Kona - 19 proc. 
• Jaguar I-Pace - 3 proc. 
• Nissan Leaf - 21 proc. 
• Tesla Model 3 - 17 proc. 
• Tesla Model S - 19 proc. 
• Tesla Model X - 15 proc. 
• Tesla Model Y - 15 proc. 
• VW e-Golf - 23 proc. 
• VW ID.4 - 30 proc.

Można to wyczytać z wniosków przygotowanych przez autorów badania. Zalecają oni przede wszystkim, żeby korzystać z opcji wstępnego przygotowania baterii do jazdy, na co pozwala większość nowych aut elektrycznych. Użytkownik z poziomu aplikacji w telefonie może poinformować auto o tym, kiedy chce wyjechać z domu, dzięki czemu wsiądzie do zagrzanej kabiny i będzie spokojny o to, że baterie rozpoczną pracę w optymalnych warunkach termicznych.

Zaleca się też korzystanie z ogrzewania kierownicy, czy foteli w większym stopniu, niż nagrzewania kabiny. Chodzi o to, by uniknąć niepotrzebnego grzania niewykorzystanej przestrzeni, szczególnie gdy jedzie się w pojedynkę.

Na liście wniosków jest też wyłączenie hamowania rekuperacyjnego, które nie będzie działało poprawnie w sytuacji, gdy akumulatory pracują w zbyt niskiej temperaturze i nie są w stanie odzyskiwać pełni energii. 

Kolejnym punktem jest wyłączenie zbędnych elementów, np. funkcji automatycznego składania lusterek, czy podświetlenia ambientowego.

Tam gdzie zaleca to producent, badacze zachęcają też do pozostawienia auta podłączonym do gniazdka po zakończeniu podróży, po to, by akumulatory mogły być utrzymywane w odpowiedniej temperaturze bez utraty zmagazynowanej w nich energii.

Organizatorzy badania pocieszają, że zimowa utrata wydajności baterii nie jest trwała. Jak tylko temperatury wrócą na czerwoną stronę termometru, zasięg auta wraca do prawidłowych wartości. Tak czy inaczej warto pamiętać o możliwej utracie w momencie zakupu auta. Część właścicieli samochodów elektrycznych właśnie zimowy zasięg uważa za wyznacznik opłacalności zakupu. Nadwyżki osiągane w ciepłe pory roku uważają za bonus. Takie podejście zdaje się mieć głębszy sens i chroni przed rozczarowaniami.

***