Samochód elektryczny zimą. Dlaczego zasięg spada wraz z temperaturą? Nie chodzi tylko o baterie

Bartłomiej Pawlak
Nie jest żadną tajemnicą, że samochody elektryczne nie lubią mrozu. Najlepiej radzą sobie wiosną i latem, gdy temperatury utrzymują się na "przyjemnym" poziomie ok. 20 stopni Celsjusza. Zimą ich zasięg bywa przynajmniej o kilkadziesiąt kilometrów mniejszy. Dlaczego tak się dzieje i czy są sposoby, aby z tym walczyć?
Zobacz wideo Samochód przełomowy dla Volkswagena? Sprawdzamy model ID.3

Problem ten posiadaczom wszelkich pojazdów elektrycznych jest znany. Im robi się zimniej, tym szybciej topnieje ilość energii zmagazynowanej w akumulatorach. Przy temperaturach poniżej zera zasięg może się skrócić o kilkanaście lub nawet kilkadziesiąt procent względem tego mierzonego w lecie (zależy to nie tylko o temperatury, ale i kilku innych czynników). Dlaczego tak się dzieje?

Akumulatory nie lubią mrozu

Jedne samochody elektryczne przy niskich temperaturach radzą sobie nieco lepiej, inne gorzej, jednak zasada "im zimniej, tym krócej" sprawdza się dla każdego elektryka. Wszystko dlatego, że zasilane są energią zmagazynowaną w akumulatorach, a ich właściwości zmieniają się wraz z wahaniem temperatur. 

Energia elektryczna gromadzona jest bowiem elektrolicie - substancji, która - podobnie jak pozostałe ciecze i gazy - gęstnieje w niskich temperaturach i rozrzedza się w wysokich. A zatem sprawność akumulatorów spada zimą, co zresztą obserwujemy nie tylko w samochodach elektrycznych, ale po mroźnych nocach w (szczególnie starczych) autach benzynowych, gdy pojawiają się problemy z uruchomieniem silnika.

Spadek sprawności baterii przekłada się oczywiście na zmniejszenie się zasięgu zimą, z czym producenci samochodów zresztą się nie kryją. Część marek udostępnia nawet na swoich stronach narzędzia pozwalające oszacować zasięg przy różnych temperaturach powietrza.

Kalkulator zasięgu dla Renault ZOEKalkulator zasięgu dla Renault ZOE fot. zrzut ekranu ze strony Renault

I tak na przykład Renault ZOE (na kołach 16 cali) przy prędkości 80 km/h i wyłączonym ogrzewaniu ma 333 km zasięgu przy 20 stopniach Celsjusza. Gdy na zewnątrz jest 5 stopni, ZEO może przejechać szacunkowo 323 km, a przy temperaturze 0 stopni - 296 km. Dalszy spadek temperatur oznacza już zdecydowane zmniejszenie zasięgu. Dla -5 stopni zasięg to 274 km, dla -10 stopni jest on równy 260 km, a dla -15 stopni - 249 km. Osiągi te można oczywiście poprawić korzystając z trybu eco lub pogorszyć włączając ogrzewanie.

Nie jest jednak tak, że im cieplej, tym lepiej. Akumulatory samochodów elektrycznych wykazują się największą efektywnością w temperaturach wynoszących ok. 20-25 stopni Celsjusza. Powyżej tych wartości zasięg ponownie spada, jednak już nie tak bardzo, jak zimą. Dla innego przykładowego samochodu elektrycznego - Opla Ampera-e - różnica w szacowanym zasięgu przy 0 a 20 stopniach jest znacznie większa (473 vs. 527 km) niż przy temperaturach 20 i 40 stopni (527 vs. 502 km).

To nie tylko kwesta akumulatora

Wróćmy jednak ponownie do polskich, grudniowych temperatur. Właściwości akumulatorów przy niskich temperaturach nie są jedyną przyczyną mniejszego zasięgu w samochodach elektrycznych zimą. Kolejną - o której często zapominamy - jest ogrzewanie. 

Silniki spalinowe charakteryzują się stosunkowo niską efektywnością pracy, dlatego podczas jazdy wydzielają spore ilości ciepła. W zimie samochód może wykorzystać nadmiar energii cieplnej do ogrzania kabiny pasażerskiej. Dzięki temu kierowca i pasażerowie ogrzewają się korzystając z energii, która - przynajmniej po części - jest efektem ubocznym pracy silnika.

Zima, zaśnieżona drogaZima, zaśnieżona droga GRZEGORZ CELEJEWSKI

Specyfika pracy samochodów elektrycznych jest zgoła odmienna. Sprawność silników na prąd jest zdecydowanie wyższa, dlatego aby nagrzać kabinę pasażerską zimą, auto musi wykorzystać energię elektryczną zmagazynowaną w akumulatorach. Prąd z baterii pojazdu wykorzystuje się również do jego napędzania, tak więc ogrzewanie kabiny zimną przekłada się na wyższe zużycie energii elektrycznej, a więc niższy zasięg.

Dodatkowo, aby chronić akumulatory przed skrajnymi temperaturami, część samochodów dysponuje systemami dbającymi o utrzymanie optymalnej temperatury ogniw. Elektronika samochodu dba o to, aby schłodzić lub ogrzać pokłady baterii, a do tego oczywiście potrzebna jest energia elektryczna pobierana z tychże baterii. Ponownie zatem mamy wyższe zużycie energii (nawet na postoju), co znów przekłada się na ograniczenie zasięgu.

Jak sobie z tym radzić? Jednym ze sposobów jest garażowanie auta elektrycznego w godzinach nocnych lub podłączanie auta do ładowarki na noc. Dobrą metodą może być też włączenie trybu eco oraz oszczędzanie na ogrzewaniu - obniżenie temperatury w kabinie z 23 czy 24 do 18 lub 19 stopni Celsjusza może przynieść spore oszczędności energii, co przełoży się na wydłużenie zasięgu.

Ciśnienie pod kontroląCiśnienie pod kontrolą fot. Michelin

Niskie ciśnienie w oponach obniża zasięg

Fizyka robi swoje również w przypadku samochodowych opon (i dotyczy to zarówno aut elektrycznych, jak i spalinowych). Niższa temperatura gazów wewnątrz opony przekłada się na ich większą gęstość, a więc mniejsze ciśnienie w kołach. I nie każdy zdaje sobie sprawę z tego, jak duże są to różnice. Można przyjąć, że wraz ze spadkiem temperatury o 10 stopni Celsjusza ciśnienie w oponach maleje o 0,1 bara.

Przyjmijmy zatem, że w garażu (przy temperaturze 15 stopni Celsjusza) ciśnienie w oponach wynosi 2 bary. Przeparkowanie auta na parking "pod chmurką" (gdy na zewnątrz jest -15 stopni Celsjusza) powinno sprawić, że po czasie ciśnienie spadnie o 0,3 bara. Właśnie dlatego zaleca się mierzenie ciśnienia w wychłodzonym kole.

Zbyt niskie ciśnienie w oponach to większe opory toczenia, czyli wyższe zużycie energii. A to oczywiście przekłada się na zmniejszenie zasięgu. I szczególnie łatwo zauważyć to właśnie w samochodach elektrycznych, zwłaszcza tych, charakteryzujących się niewielkim zasięgiem.

Na szczęście z tym problemem możemy (a nawet powinniśmy) walczyć regularnie sprawdzając ciśnienie w oponach auta (również w spalinowego) i dynamicznie reagując na zmiany. Nieprawidłowe ciśnienie w oponach wpływa zresztą negatywnie nie tylko na zasięg, ale również na bezpieczeństwo na drodze oraz powoduje szybsze zużywanie się ogumienia.