Actieradius in de winter: hoeveel er echt ontbreekt

Het verlies aan actieradius in de winter is geen op zichzelf staand verschijnsel, maar de som van drie onafhankelijke effecten. Ten eerste geeft een koude cel minder energie af en neemt ze die langzamer weer op. Ten tweede moet het interieur verwarmd worden, en daarvoor is er in een elektrische auto geen restwarmte van een verbrandingsmotor. Ten derde stijgt de rijweerstand, omdat koude lucht dichter is, banden stugger rollen en sneeuw afremt.

Die drie delen gedragen zich verschillend. Het celverlies is aan het begin van de rit het grootst en verdwijnt zodra de batterij warm is. De verwarming kost een ongeveer constant vermogen, ongeacht de snelheid — ze weegt daarom in stadsverkeer procentueel veel zwaarder dan op de snelweg. De rijweerstand neemt daarentegen toe met de snelheid en raakt de snelwegrit het hardst.

Wie dat uit elkaar houdt, begrijpt ook waarom twee rijders van hetzelfde model totaal verschillende cijfers melden. De een rijdt tien kilometer naar zijn werk en verwarmt daarbij een afgekoelde auto; de ander rijdt tweehonderd kilometer achter elkaar en heeft de verwarming na twintig minuten nog maar op een lage stand.

In een lithium-ioncel bewegen ionen door een vloeibare elektrolyt van de ene elektrode naar de andere. Kou maakt die elektrolyt stroperiger en vertraagt de beweging. Het gevolg is een hogere interne weerstand: bij elke ampère die vloeit, valt er meer spanning weg in de cel zelf, en die spanning wordt warmte in plaats van voortstuwing.

Daarom daalt bij kou niet alleen de opneembare energie, maar ook het beschikbare vermogen. Veel auto's beperken bij lage temperaturen de acceleratie, en bijna alle beperken het terugwinnen van energie bij het afremmen: een koude cel mag niet met hoge stroom worden geladen, omdat zich anders metallisch lithium op de anode afzet — een proces dat de cel blijvend beschadigt. Dat is geen softwarefout, maar bescherming.

Het effect is omkeerbaar. Zodra de cellen hun werkbereik hebben bereikt — grofweg tussen twintig en veertig graden — keren capaciteit en vermogen terug. De batterij heeft in de winter niet minder capaciteit, ze geeft die alleen koud niet af.

Een verbrandingsmotor gooit ongeveer twee derde van de ingezette energie weg als warmte; een deel daarvan verwarmt het interieur zonder dat het iets kost. Een elektrische aandrijving werkt met een hoog rendement en produceert dienovereenkomstig weinig restwarmte. Wat het interieur verwarmt, moet uit de batterij komen.

Een elektrische weerstandsverwarming zet een kilowattuur stroom om in precies één kilowattuur warmte. Bij het opwarmen van een uitgekoeld interieur trekt ze meerdere kilowatts, daarna minder. Beslissend is de verhouding tot het aandrijfvermogen: wie in stadsverkeer gemiddeld zes kilowatt nodig heeft om te rijden en drie om te verwarmen, verliest een derde van zijn actieradius. Wie op de snelweg vijfentwintig kilowatt nodig heeft om te rijden, verliest aan diezelfde drie kilowatt ruim een tiende.

Een warmtepomp verplaatst warmte in plaats van ze op te wekken en levert per kilowattuur stroom meer dan een kilowattuur warmte. Hoeveel meer, hangt af van het temperatuurverschil dat ze moet overbruggen — bij milde vorst is de winst aanzienlijk, bij strenge kou slinkt ze. Of de meerprijs zich terugverdient, is een aparte vraag.

De luchtweerstand is evenredig met de dichtheid van de lucht, en de dichtheid stijgt wanneer de temperatuur daalt. Tussen een milde herfstdag en een strenge vorstdag zit een verschil in dichtheid van enkele procenten — bij snelwegtempo, waar de luchtweerstand het grootste deel van het vermogen opslokt, is dat direct meetbaar.

Daar komt de rolweerstand bij. Winterbanden hebben een zachter rubbermengsel en een grover profiel; allebei vergroten ze de energie die in het vervormen van de band gaat. Koude lucht in de band betekent bovendien lagere druk — per tien graden temperatuurdaling daalt de druk merkbaar, en een te zachte band rolt slechter. Sneeuwbrij en een nat wegdek komen daar nog bovenop.

Dit deel van het verlies treft verbrandingsauto's net zo. Het valt bij de elektrische auto alleen op omdat de resterende actieradius daar zichtbaar en in kilometers uitgedrukt voor de bestuurder staat, terwijl bij een verbrandingsauto niemand het verbruik van januari met dat van juli vergelijkt.

Eén enkel getal bestaat niet, en wie er een noemt, heeft een bepaald rijprofiel in gedachten. Als ordegrootte — en nadrukkelijk alleen als zodanig — ligt het winterverlies bij matige vorst en een gemengd traject tussen een vijfde en een derde van de zomeractieradius. Bij korte stadsritten met een uitgekoelde auto kan het er duidelijk boven liggen, bij lange snelwegritten in een milde winter er duidelijk onder.

Twee kengetallen maken je eigen situatie duidelijker dan welke vuistregel ook. Het eerste is het verbruik per honderd kilometer, gemeten over een week in januari en een week in juli. Het tweede is de lengte van het langste traject dat je zonder tussentijds laden moet rijden. Pas de verhouding tussen die twee zegt of de winter wel een probleem is.

Voor de meeste forenzen is dat niet zo. Wie dagelijks veertig kilometer rijdt en 's nachts laadt, merkt van het winterverlies niets behalve een hogere stroomrekening. Een probleem wordt het waar de actieradius in de zomer al krap was.

De grootste afzonderlijke post — het opwarmen van het interieur — kun je uit de rit halen. Hangt de auto aan de kabel en verwarmt hij vóór vertrek, dan komt die energie uit het stopcontact en niet uit de batterij. De auto start warm, de ruiten zijn vrij en het verbruik van de eerste tien kilometer ziet eruit als in de zomer.

Sommige auto's conditioneren daarbij ook de batterij voor. Dat is de tweede hefboom: een batterij in haar werkbereik geeft vol vermogen, wint meteen energie terug en laadt onderweg met het vermogen waarvoor ze gebouwd is. Wie een snellaadstop in het navigatiesysteem aanmeldt, zet bij veel auto's precies dit voorverwarmen in gang — daarom loont het om de laadpaal in het navigatiesysteem in te voeren, ook als je de weg kent.

Daarna komen de kleine dingen, en die tellen op:

Een koude batterij neemt niet alleen minder vermogen op, ze neemt het ook duidelijk later op. Bij de snellaadpaal betekent dat: het scherm toont een vermogen dat ver onder de waarde ligt die de specificaties beloven, en het stijgt pas als de laadstroom zelf de cellen heeft opgewarmd. Bij strenge kou kan een laadstop daardoor twee keer zo lang duren als dezelfde stop in de zomer.

Daaruit volgt een eenvoudige regel voor de lange afstand: rijd de laatste kilometers vóór de laadstop vlot door en plan de stop in het navigatiesysteem, zodat het voorconditioneren op gang komt. Een auto die met een warme batterij bij de paal aankomt, staat korter dan een auto die daar eerst moet opwarmen.

Thuis speelt dat geen rol. Bij elf kilowatt is de laadstroom zo klein dat de temperatuur nauwelijks beperkt — de nacht is toch lang genoeg. Wie geen eigen aansluiting heeft en in de winter regelmatig aan de snellaadpaal staat, betaalt de winter echter dubbel: één keer in kilowattuur, één keer in tijd.

Reken met de winteractieradius, niet met de normactieradius. Neem de waarde uit de brochure, trek er een derde van af en kijk of het resterende traject je langste regelmatige rit dekt. Past dat, dan past het het hele jaar. Past het alleen in de zomer, dan word je in januari ontevreden, hoe goed de auto verder ook is.

Twee uitrustingspunten zijn in de winter meer waard dan in de zomer: een warmtepomp en een batterijverwarming met voorconditionering. Beide waren bij veel modellen een optie tegen meerprijs, en beide laten zich niet achteraf inbouwen. Bij een tweedehands auto horen ze daarom op de lijst met punten die je vóór de proefrit uitzoekt.

En het praktische advies: maak de proefrit op een koude dag als dat te regelen is, en rijd daarbij de route die je dagelijks rijdt. Een half uur bij drie graden zegt meer over de dagelijkse bruikbaarheid dan welke opgave van de actieradius ook.