Hidegben elő kell fűteni az akkumulátorokat
Az elektromos autók hatótávolságának csökkenésével kell számolnunk
minden külön fogyasztó használatakor, legyen az nyáron a hűtés, télen a fűtés. Ráadásul az sem mindegy, hogy milyen akkumulátor hőmérséklettel indulunk útnak, illetve állunk oda egy gyorstöltőhöz. Egy kis hétköznapi természettudomány.
A legtöbb elektromos autó lítium-ion akkumulátora akkor képes a legnagyobb teljesítményt leadni vagy éppen felvenni, ha az akku a 20-30 fokos tartományban van, a belső ellenállásból fakadó veszteségéből adódóan. A legtöbb gyártó igyekszik az akkumulátort temperálni. A mai típusok többsége folyadékhűtéssel rendelkezik. Akad azonban néhány passzív hűtéses jármű: a Nissan LEAF mellett például a Volkswagen e-Golf, e-UP, és testvérmodelljei, a Škoda Citigoe iV és a SEAT Mii is. Aktív léghűtéssel rendelkező típusok is előfordulnak, melyek az utastér levegőjét szivattyúzzák át az akkumulátoron, ami azért praktikus megoldás, mert az akkunak épp a számunkra is ideális szobahőmérséklet a kellemes. Ilyen aktív levegőhűtéses típusok például a Hyundai Ioniq 28 kWh-s változata, és a Kia Soul EV.
Ha az akku túlságosan hideg, vagy túl meleg, akkor biztonsági okból az akkumulátor felügyeleti rendszer – Battery Management System (BMS) – korlátozza az akkumulátorból kivehető, vagy abba betölthető teljesítményt. Ez három esetben okozhat kellemetlenséget a járművezetőnek:
A leginkább közismert a lassuló töltési teljesítmény. A megnövekvő töltési idő egyrészt megnöveli a menetidőt, másrészt a perc alapú töltőknél akár lényegesen drágább lehet az utazás.
Valamivel talán ritkább, hogy egy fagyos téli reggelen a menetpedál felengedésekor kevésbé, vagy akár egyáltalán nem lassul az autó. Ez a jelenség a legtöbb típusnál teljesen töltött akkumulátornál is előfordul.
A harmadik jelenséget tapasztalja talán legritkábban az átlag autós: a gyorsításnál korlátozott teljesítményt. Az elektromos autók általában erősebbek, dinamikusabbak hagyományos társaiknál, télen pedig gyakran csúszós az út, így a legtöbb autóvezető sosem használja ki a fagyos hajnalokon a motor erejét, ezért nem jelent problémát, hogy néha nem is engedné a rendszer.
A passzív hűtéses autók inkább nyáron kerülnek hátrányba. A Nissan LEAF-ről elterjedt a rapidgate elnevezés, ami a villámtöltés és/vagy tempós autópályás közlekedés miatt felmelegedő akkumulátor eredményeképp bekövetkező töltési teljesítmény korlátozására utal. A probléma elsősorban nyári kánikulában jelentkezik, ilyenkor már a második villámtöltésnél csökkenhet a töltési teljesítmény. A hűtés hiányaként gyorsabban melegedő akkut télen előnyükre tudják fordítani, mivel használat (vagy töltés) közben viszonylag hamar képes elérni a lehűlt akkumulátor az ideális üzemi hőmérsékletet. Napi több villámtöltés esetén, télen is jelentkezhet a túlmelegedés.
A folyadékhűtéssel ellátott autók tulajdonosainak télen érdemes előre gondolkozni. Ha tudnak otthon tölteni, talán sosem találkoznak a problémával, mert reggelre mindig tele az akku. Ha hosszabb útra indulnak, ahol út közben szükség van DC villámtöltésre, ott már nem mindegy, hogy 40, vagy 75 percig kell majd a töltőoszlopnál várakozni. Érdemes tehát meleg akkumulátorral érkezni a töltőhöz.
Az akku megmelegítésére a legkomfortosabb módszer, ha télen előfűtjük a tervezett indulásra az utasteret. Sok típus ilyenkor az akkumulátort is fűteni kezdi, így nem 0 fokos, hanem +10 fokos akkuval indulunk már otthonról. Az akkuban lévő energia 3-5%-a töltés-kisütés során hővé alakul, ennek köszönhetően menet közben tovább melegszik az akkumulátorunk. Ha 10 fokos akkuval indulunk, akkor mire elfogy az otthon éjjel betöltött energia, további 5-10 fokot is melegedhet, attól függően, hogy milyen tempóval haladtunk a töltőig.
Fontos, hogy minél nagyobb az autónk akkumulátora, annál nehezebben tudjuk megmelegíteni. A nagyobb akku nagyobb tömegű, így a hőtehetetlensége is nagyobb, tehát több energia kell a felmelegítéséhez. Másrészt a nagyobb akkut kevésbé melegíti azonos teljesítmény-felvétel. Ha az autónknak a 100 km/h sebesség tartásához 20 kW teljesítmény szükséges, akkor ezt tartósan kivéve egy 30 kWh kapacitású akku lényegesen jobban melegszik majd, mint egy 60 kWh-s.
Az elektromos autósokat időnként megmosolyogják, ha autópályán a maximálisan megengedett 130 km/h helyett lassabban haladnak. A nagyobb tempóval megnyerhető menetidő sokszor kevesebb, mint az extra töltési idő, amire a nagyobb fogyasztás miatt szükség lesz. Télen ez a képlet is bonyolultabb, hiszen előfordulhat, hogy nagyobb tempóval hiába kell több energiát visszatölteni az akkuba, ha a nagyobb terheléssel sikerült megmelegíteni az akkut, akkor a töltési idő épp így lesz rövidebb. Természetesen nem csak a nagyobb tempó melegíti az akkumulátort, de a regeneratív fékezéskor visszatöltött energia egy része is hővé alakul az akkuban. Ezért néhány dinamikus gyorsítással és lassítással viszonylag gyorsan megnövelhető az akku hőmérséklete, ezzel azonban érdemes körültekintően bánni, a forgalom többi résztvevőjére és az útviszonyokra.
Sajnos a legtöbb típus nem jelzi a műszerfalon az akkumulátor hőmérsékletét, így ha nem használunk OBD olvasót és az autóhoz megfelelő applikációt, akkor fogalmunk sem lesz a töltőhöz érve, hogy az akku éppen 5 vagy 20 fokos, így nem tudjuk előre, hogy 25 vagy 48 kW-os töltési teljesítményre számíthatunk egy 50 kW-os villámtöltőnél. Egyes típusok a villámtöltés megkezdésekor képesek viszonylag nagy (5-8 kW) teljesítménnyel fűteni az akkut a töltés felgyorsítása érdekében. Ilyenkor azt tapasztalható, hogy az autó felveszi a teljes teljesítményt a töltőoszloptól, de az akku mégis a megszokottnál lassabban töltődik. A magyarázat egyszerű: az akku fűtésére fordított energia nem kerül az akkumulátorba. Hasonló a helyzet, ha töltés közben az autóban melegszünk, az utastér-fűtés hőszivattyús modelleknél 500-1500 W-ot, hőszivattyú nélküli autókban ennek akár 2-3-szorosát is lecsípheti a töltő által nyújtott teljesítményből.
A legnehezebb helyzetben azok vannak, akik otthon éjjel nem tudják feltölteni az autójukat, és a nyilvános villámtöltő-hálózatra szorulnak. Ők azzal tudnak gyorsítani a töltésen, ha nem reggel, fagyos akkuval, hanem hosszabb út után este töltik az autót. Ilyenkor a használattól melegebb az akkumulátor.
A jelenség sokak álomautóját, a Teslát sem kíméli. A Tesla-tulajdonosok akár azzal is szembesülhetnek, hogy az autó a töltés megkezdésekor 0 kW-tal tölt, azaz gyakorlatilag nem tölt. Ilyenkor sem kell megijedni, csupán annyi történik, hogy az autó a töltőoszloptól kapott energiát az akkumulátor felfűtésére fordítja, ezért várnunk kell néhány percet a töltés megkezdésére – olvashatók mindezek az elektromos autósok FB kommentjei között.
k.z.t./fotó: FaceBook
