Jak v mrazech prodloužit životnost baterií v elektromobilech

Baterie mají v zimě kratší životnost, stejně tak jako když používáme své chytré telefony v chladném období. Tento problém však lze minimalizovat.

Nejde o klišé nebo pouhou teorii: v zimě dochází u elektromobilů ke snížení dojezdu, a to z řady důvodů, z nichž hlavním je skutečné složení lithium-iontových baterií, které se používají nejčastěji. Podle fyzikálního zákona se při změně venkovní teploty vždy mění viskozita elektrolytu, tedy jeho odolnost vůči deformaci. Ačkoli každá kapalina má svou vlastní viskozitu, teploty mohou tuto vlastnost výrazně ovlivnit: konkrétně elektrolyt při 20 stupních má optimální viskozitu pro výměnu iontů lithia. Naopak při teplotách blízkých nule stupňů je elektrolyt mnohem hustší a tato vysoká viskozita ztěžuje průchod iontů lithia. V důsledku toho klesá výkon baterie pod optimální úroveň a nabíjení ze stejných důvodů neprobíhá na plnou kapacitu.

Výzkum společnosti Autobild

Německý časopis Autobild se rozhodl podrobněji prozkoumat tuto problematiku, a to na základě tří důležitých technických studií. První z nich je studie americké společnosti Recurrent zabývající se analýzou baterií, která zkoumala elektromobily v každodenním provozu a zjistila skutečnou ztrátu dojezdu při teplotách pod bodem mrazu. Mezi jednotlivými modely jsou značné rozdíly: například Jaguar I-Pace ztratil pouze 3 % dojezdu, Audi e-tron 8 % a čtyři analyzované modely Tesla (Model S, Model X, Model 3 Long Range a Model Y Long Range) vykazovaly ztráty mezi 15 a 19 %. U ostatních modelů byl zjištěn pokles „nádrže“ o 30 % v porovnání s celkovým dojezdem, u některých dokonce o maximálně 32 %. Test ADAC to potvrdil: v závislosti na modelu byl v mrazu zjištěn dojezd o 10 až 30 % kratší, zatímco v testech provedených Americkou automobilovou asociací ztratily testované elektromobily v zimě až 41 % svého dojezdu.

Hodně s tím souvisí regulace klimatu

AAA hodnotila dojezd také při vypnutém nebo zapnutém topení: v prvním případě činil pokles dojezdu v průměru 12 %, zatímco v druhém případě se hodnoty velmi lišily: mezi 31 % a 50 %. Nulté potvrzení toho, že klimatizace v prostoru pro cestující není službou „zdarma“, ale naopak vyžaduje velké množství energie. U vozidel se spalovacím motorem zvyšuje používání topení nebo klimatizace spotřebu paliva o 5 %, zatímco – v průměru – u elektromobilu je dojezd při neustálém používání klimatizace ovlivněn o 5 až 10 %. „K překonání tohoto problému používá několik vozidel s bateriovým pohonem systémy označované jako „tepelné čerpadlo“. Tyto systémy nepoužívají elektrické topné těleso jako obvykle, ale místo toho shromažďují teplo vyzařované motorem a elektrickými systémy a vracejí je „s nulovými náklady“ do prostoru pro cestující. Díky této technologii je možné snížit dopad klimatizace na 2 %,“ vysvětluje Zdeněk Vacl z Pirelli.

Pneumatiky a vzduch

Svou roli hrají také pneumatiky a hustota vzduchu. Zimní pneumatiky, které jsou ze zákona povinné, mají důmyslně vyřezávané dezény pro boj s deštěm, sněhem a ledem a mají minimální vliv na spotřebu. „Proto je pro elektromobily nejvhodnější volba pneumatik, které poskytují ideální kompromis směrem ke zlepšení valivého odporu. Co se týče vzduchu, ten má v chladném počasí vyšší hustotu než normálně a vyžaduje dodatečný výkon, aby vůz udržel stejnou rychlost. Valivý odpor dále snižuje dojezd: v omezené míře, ale v kombinaci s energií potřebnou pro klimatizaci se dosahuje výrazného snížení,“ doplňuje Vacl.

Tipy pro řidiče

Zatímco čekáme na polovodičové baterie, které odstraní tyto výkonnostní nesrovnalosti (při stejné ceně a hmotnosti budou mít až o 50 % delší dojezd a vyšší rychlost nabíjení), existují určitá opatření, která lze přijmout již nyní, aby se omezila nadměrná spotřeba. Jenda z možností je řídit v kabátě a nepřehánět to s nastavením tepla. Což řidiče asi moc nepotěší.

Jako lepší řešení může být volba vozu s vyhřívanými sedadly, volantem a čelním sklem. „Často se zdá, že jde o zbytečný luxus, ale ve skutečnosti tento systém zabraňuje nutnosti používat vyhřívání k odmlžování a odstraňování námrazy z čelního skla a zároveň zajišťuje maximální pohodlí,“ vysvětluje Zdeněk Vacl z Pirelli.  Další chytrá volitelná funkce je dálkové vytápění při nabíjení vozu, takže neztratíte ani kW energie a nastavíte správnou teplotu. V neposlední řadě je důležité jezdit optimální rychlostí mimo centra měst. Například na dálnicích je odpor vzduchu při rychlosti 120 km/h o 15 % vyšší než při rychlosti 110 km/h.