Električni avtomobili
Doseg pozimi: koliko ga res zmanjka
9 min branja
Da električni avto pozimi prevozi manj, je znano; zakaj, večinoma ne. Trije vzroki ne delujejo enako močno in le proti dvema lahko kaj storite.
Tri izgube, ki se seštevajo
Izguba dosega pozimi ni en sam pojav, temveč vsota treh neodvisnih učinkov. Prvič, hladna celica odda manj energije in jo počasneje sprejme nazaj. Drugič, potniški prostor je treba ogrevati, električni avto pa za to nima odpadne toplote motorja z notranjim zgorevanjem. Tretjič, vozni upor se poveča, ker je hladen zrak gostejši, pnevmatike se kotalijo težje in sneg zavira.
Ti trije deleži se obnašajo različno. Izguba v celicah je največja na začetku vožnje in se zmanjša, ko se baterija ogreje. Ogrevanje porabi približno stalno moč, ne glede na hitrost — zato v mestni vožnji v odstotkih pomeni veliko več kot na avtocesti. Vozni upor pa narašča s hitrostjo in najbolj prizadene vožnjo po avtocesti.
Kdor te tri učinke loči, razume tudi, zakaj dva voznika istega modela navajata povsem različne številke. Prvi se pelje deset kilometrov v službo in pri tem ogreva mrzel avto; drugi prevozi dvesto kilometrov v enem kosu in ima ogrevanje po dvajsetih minutah le še na nizki stopnji.
Zakaj hladna celica odda manj
V litij-ionski celici ioni potujejo skozi tekoči elektrolit od ene elektrode do druge. Mraz naredi elektrolit gostejši in upočasni to gibanje. Posledica je večja notranja upornost: pri vsakem amperu toka v sami celici pade več napetosti, ta napetost pa se namesto v pogon pretvori v toploto.
Zato se pri mrazu ne zmanjša le energija, ki jo je mogoče odvzeti, temveč tudi razpoložljiva moč. Veliko vozil pri nizkih temperaturah omeji pospeševanje, skoraj vsa pa omejijo rekuperacijo: hladne celice se ne sme polniti z velikim tokom, ker bi se sicer na anodi nalagal kovinski litij — proces, ki celico trajno poškoduje. To ni napaka programske opreme, temveč zaščita.
Učinek je povraten. Ko celice dosežejo svoje delovno območje — grobo med dvajset in štirideset stopinj —, se kapaciteta in moč vrneta. Baterija pozimi nima manjše kapacitete, le hladna je ne odda.
Ogrevanje je največja posamezna postavka
Motor z notranjim zgorevanjem približno dve tretjini porabljene energije odda kot toploto; del te toplote ogreva potniški prostor, ne da bi to kaj stalo. Električni pogon deluje z visokim izkoristkom in zato ustvari malo odpadne toplote. Kar ogreva potniški prostor, mora priti iz baterije.
Električni uporovni grelnik pretvori eno kilovatno uro elektrike v natanko eno kilovatno uro toplote. Pri ogrevanju ohlajenega potniškega prostora porabi več kilovatov, pozneje manj. Odločilno je razmerje do pogonske moči: kdor v mestni vožnji za vožnjo v povprečju potrebuje šest kilovatov in za ogrevanje tri, izgubi tretjino dosega. Kdor na avtocesti za vožnjo potrebuje petindvajset kilovatov, zaradi istih treh kilovatov izgubi dobro desetino.
Toplotna črpalka toploto prenaša, namesto da bi jo proizvajala, in za vsako kilovatno uro elektrike da več kot kilovatno uro toplote. Koliko več, je odvisno od temperaturne razlike, ki jo mora premostiti — pri blagem mrazu je prihranek znaten, pri hudem mrazu se zmanjša. Ali se doplačilo zanjo izplača, je posebno vprašanje.
Vozni upor se poveča
Zračni upor je sorazmeren z gostoto zraka, gostota pa se povečuje, ko temperatura pada. Med blagim jesenskim dnem in dnem hude zmrzali je razlika v gostoti nekaj odstotkov — pri avtocestni hitrosti, ko zračni upor porabi največji del moči, je to neposredno merljivo.
K temu se prišteje kotalni upor. Zimske pnevmatike imajo mehkejšo zmes in grobejši profil; oboje poveča izgube zaradi upogibanja pnevmatike. Hladen zrak v pnevmatiki poleg tega pomeni nižji tlak — z vsakimi desetimi stopinjami padca temperature tlak opazno pade, premehka pnevmatika pa se slabše kotali. Povrhu sta tu še snežna brozga in mokro vozišče.
Ta del izgube enako prizadene avtomobile z motorjem z notranjim zgorevanjem. Pri električnem avtu je opazen le zato, ker voznik preostali doseg vidi pred seboj, izražen v kilometrih, pri avtomobilu z motorjem z notranjim zgorevanjem pa nihče ne primerja porabe januarja s porabo julija.
Kako velika je izguba
Ene same številke ni, in kdor jo navede, ima v mislih določen profil vožnje. Kot red velikosti — in izrecno le kot tak — je zimska izguba pri zmernem mrazu in mešani vožnji med petino in tretjino poletnega dosega. Pri kratkih mestnih vožnjah z ohlajenim vozilom je lahko precej večja, pri dolgih vožnjah po avtocesti v mili zimi precej manjša.
Dva kazalnika vaš položaj pojasnita bolje kot katero koli okvirno pravilo. Prvi je poraba na sto kilometrov, izmerjena v enem tednu januarja in v enem tednu julija. Drugi je dolžina najdaljše poti, ki jo morate prevoziti brez vmesnega polnjenja. Šele razmerje med njima pove, ali je zima sploh težava.
Za večino tistih, ki se vsak dan vozijo na delo, ni. Kdor vsak dan prevozi štirideset kilometrov in polni ponoči, od zimske izgube ne opazi ničesar razen višjega računa za elektriko. Težava nastane tam, kjer je bil doseg že poleti tesen.
Predkondicioniranje: najučinkovitejši ukrep
Največjo posamezno postavko — ogrevanje potniškega prostora — lahko izločite iz vožnje. Če je vozilo priključeno na kabel in se ogreje pred odhodom, ta energija pride iz omrežja in ne iz baterije. Avto je ob odhodu že topel, stekla so čista, poraba v prvih desetih kilometrih pa je taka kot poleti.
Nekatera vozila pri tem predkondicionirajo tudi baterijo. To je drugi vzvod: baterija v delovnem območju zagotavlja polno moč, takoj rekuperira in se med potjo polni z močjo, za katero je zasnovana. Kdor v navigaciji nastavi postanek na hitri polnilnici, pri mnogih vozilih sproži prav to predgrevanje — zato se polnilno postajo splača vnesti v navigacijski sistem, tudi če pot poznate.
Sledijo male stvari, ki se seštevajo:
- Gretje sedežev in volana namesto ogrevanja potniškega prostora. Ogrejeta nekaj sto gramov materiala namesto kubičnega metra zraka in porabita le delček moči.
- Tlak v pnevmatikah preverjajte tudi pozimi, namesto da bi ga jeseni enkrat nastavili in nanj pozabili.
- Ko je potniški prostor topel, vklopite kroženje zraka — ogrevanje hladnega svežega zraka nenehno porablja moč.
- Vozila z izpraznjeno baterijo ne puščajte čez noč zunaj, če vas zjutraj čaka dolga vožnja.
Polnjenje pozimi
Hladna baterija ne sprejme le manj moči, temveč jo sprejme tudi precej pozneje. Na hitri polnilnici to pomeni, da prikaz kaže moč, ki je daleč pod tem, kar obljublja podatkovni list, in se poveča šele, ko polnilni tok sam ogreje celice. Pri hudem mrazu lahko zato postanek za polnjenje traja dvakrat dlje kot enak postanek poleti.
Iz tega sledi preprosto pravilo za dolge poti: zadnje kilometre pred postankom za polnjenje vozite z dobrim tempom in postanek načrtujte v navigacijskem sistemu, da se predkondicioniranje vklopi. Vozilo, ki na polnilno postajo pripelje s toplo baterijo, tam stoji krajši čas kot tisto, ki se mora šele ogreti.
Doma to ni pomembno. Pri enajstih kilovatih je polnilni tok tako majhen, da ga temperatura komaj omejuje — noč je tako ali tako dovolj dolga. Kdor pa nima lastnega priključka in pozimi redno polni na hitrih polnilnicah, plača zimo dvakrat: enkrat v kilovatnih urah, drugič v času.
Kaj to pomeni pri nakupu
Računajte z zimskim dosegom, ne z dosegom po normi. Vzemite vrednost iz prospekta, odštejte tretjino in preverite, ali preostala razdalja pokrije vašo najdaljšo redno pot. Če s tem zadošča, zadošča vse leto. Če zadošča le poleti, boste januarja nezadovoljni, ne glede na to, kako dobro je vozilo sicer.
Dve postavki opreme sta pozimi vredni več kot poleti: toplotna črpalka in grelnik baterije s predkondicioniranjem. Obe sta bili pri mnogih modelih doplačilo in nobene ni mogoče naknadno vgraditi. Pri rabljenem avtomobilu ju zato uvrstite na seznam stvari, ki jih razjasnite pred testno vožnjo.
In praktičen nasvet: če se da, opravite testno vožnjo na mrzel dan in pri tem prevozite pot, ki jo vozite vsak dan. Pol ure pri treh stopinjah pove o uporabnosti v vsakdanu več kot kateri koli podatek o dosegu.