Jak spada zasięg samochodu elektrycznego zimą?

Utrata wydajności i zwiększone zużycie paliwa w niesprzyjających warunkach zimowych, gdy mamy do czynienia z niskimi temperaturami, jest typowa dla każdego samochodu. Niestety w szczególności czuć to w przypadku samochodów elektrycznych, które według najnowszego badania firmy Recurrent Auto w takich warunkach tracą średnio około 30% swojej wydajności. Załóżmy zatem, że przeciętny elektryk przejedzie jakieś 300 km na jednym ładowaniu. Odejmując 30% daje na to zaledwie 210 km zasięgu, co wymusza na nas zmianę codziennej rutyny i konieczność częstszego ładowania. Jakie są przyczyny tego stanu rzeczy i jak spadek wydajności wygląda w przypadku konkretnych modeli? 

Samochody elektryczne zimą - z czego wynika utrata zasięgu?

Na początek dobra wiadomość. Utrata zasięgu jest typowo okresowa i nie powoduje trwałego uszkodzenia baterii. Utrata zasięgu zimą wynika z kilku powodów. Przede wszystkim należy pamiętać, że w akumulatorach zachodzą reakcje chemiczne, a te w warunkach zimowych odbywają się po prostu wolniej. Niskie temperatury hamują reakcje chemiczne i działają jak opór, który spowalnia procesy fizyczne. Zmniejsza to dostępną moc pojazdów elektrycznych. Kolejnym istotnym, a nawet śmiało możemy to powiedzieć, głównym czynnikiem (29%), jest ogrzewanie kabiny, które również pobiera energie elektryczną (w silnikach spalinowych już sama jednostka wytwarza ciepło, które może być wykorzystane do ogrzewania kabiny). Za 19% wzrostu zasięgu odpowiadają większe opory toczenia, zaś za 23% zimna bateria, której siła rekuperacji na mokrej i śliskiej nawierzchni jest ograniczona. Z kolei na drogach ekspresowych główną rolę odgrywają zimne powietrze i silny wiatr (49%), opory toczenia (25%) oraz większe straty napędu i baterii (11%). 

Dlaczego warto mieć pompę ciepła w samochodzie elektrycznym?

W przeciwieństwie do samochodów spalinowych pojazdy elektryczne muszą wytwarzać własne ciepło, co odbywa się kosztem energii zmagazynowanej w akumulatorach, a co za tym idzie ogranicza zasięg. Pewnym rozwiązaniem jest pompa ciepła, która stanowi bardziej energooszczędną opcję ogrzewania i chłodzenia kabiny. Badania wykazały, że przewaga pomp ciepła maleje wraz ze spadkiem temperatur. Przykładowo przy temperaturze 0 stopni Celcjusza utrata zasięgu w przypadku klasycznego ogrzewania oporowego wynosi aż 25%, zaś w przypadku pompy ciepła tylko 5,9%. Gdy jednak temperatura spadnie do - 6,6 stopni Celcjusza (20 stopni Fahrenheita), wówczas przewaga pompy ciepła maleje i wynosi od 3 do 15%. W odniesieniu do realiów w Polsce, w klimacie umiarkowanym pompa ciepła powinna się zatem sprawdzić.

Jak zwiększyć zasięg samochodu elektrycznego zimą?

Sami również mamy spory wpływ na wydajność naszego samochodu i jego zasięg. Oto kilku wskazówek, jak zwiększyć wydajność naszego samochodu zimą: 

• w miarę możliwości starajmy się utrzymać ciepło w kabinie samochodu - jej wychłodzenie i ponowne nagrzanie pochłonie więcej energii
• wstępnie przygotujmy samochód do jazdy (niektóre samochody oferuja tzw. pakiet zimowy, dzięki któremu możemy utrzymać temperaturę baterii w optymalnym zakresie
• korzystajmy z podgrzewania foteli i kierownicy kosztem zmniejszenia siły ogrzewania kabiny
• planujmy trasę z wykorzystaniem fabrycznej nawigacji, która uwzględni czas potrzebny na ładowanie
• wyłączmy hamowanie rekuperacyjne na oblodzonych drogach
• pamiętajmy, że hamowanie rekuperacyjne może być ograniczone także przez zimne akumulatory, a zatem pamiętajmy o tym w początkowej fazie podróży
• ładujmy baterie maksymalnie do 80%, by zapewnić jej większą żywotność, a co za tym idzie także wydajność
• zwróćmy uwagę, czy dany samochód wyposażono w pompę ciepła, która pomaga zachować zasięg przy niższych temperaturach

Krótko o raporcie Recurrent Auto 2023

Recurrent Auto na podstawie danych zebranych podczas zimy 2022/2023 stworzyło raport dotyczący spadku wydajności konkretnych modeli samochodów elektrycznych przy niskich temperaturach. Samochody elektryczne reagują na zimę na bardzo różne sposoby. Zbadano utratę zasięgu w temperaturach ujemnych w porównaniu do idealnej temperatury jazdy, czyli takiej, w której dany model uzyskuje najwyższy średni zasięg. Wartość ta różni się w zależności od danego modelu samochodu. Wszystkie dane dotyczące zasięgu zimowego na tym wykresie są weryfikowane z naziemnymi, rzeczywistymi danymi zebranymi z urządzeń pokładowych lub z wykorzystaniem danych o zużyciu i zużyciu energii. W badaniu wzięto pod uwagę temperaturę 0 stopni. 

Samochody elektryczne z najmniejszą utratą zasięgu zimą

Jaguar I-Pace - spadek 5%

Jaguar I-Pace zanotował stratę tylko niecałych 26 km zasięgu w warunkach zimowych, zachowując aż 97% swojej wydajności. Baterie mają 80 kWh netto pojemności. Jest to efektem zastosowania pompy ciepła oraz funkcji kontrolowania temperatury w kabinie. I-Pace posiada również zaawansowany system zarządzania temperaturą, który pobiera ciepło z silnika, aby w razie potrzeby ogrzać akumulator lub kabinę, co również pomaga w zachowaniu wysokiej wydajności.

Audi e-tron - spadek 14%

Audi e-tron przy temperaturze 0 stopni zachowało 80% wydajności co oznacza tylko 14% spadku w porównaniu do idealnej temperatury. Audi e-tron wyposażono w pompę ciepła, która pozwala na odzyskanie do 3 kW ciepła generowanego przez silnik elektryczny. W standardzie dostaniemy też podgrzewane siedzenia. W przypadku ekstremalnych temperatur telematyka powiadomi kierowcę o ograniczonej wydajności. Przed 2021 rokiem e-tron był dostępny z opcjonalnym pakietem na zimne dni obejmującym adaptacyjne wycieraczki przedniej szyby, podgrzewane dysze spryskiwaczy, podgrzewane tylne siedzenia i podgrzewacz wstępnego kondycjonowania akumulatora wysokonapięciowego. Począwszy od 2021 roku wycofano pakiet zimowy, lecz podgrzewane siedzenia, czterostrefowa klimatyzacja i podgrzewane kierownice stały standardem. Funkcja wstępnego kondycjonowania jest również standardem, jednak należy ją skonfigurować poprzez aplikację MyAudi.

Tesla Model 3 - spadek 16%

Tesla Model 3 zapewnia 50% deklarowanego zasięgu w warunkach zimowych, co oznacza spadek o 16% względem idealnej temperatury. Począwszy od 2021 roku samochód wyposażono w pompę ciepła. Tesla posiada bardzo silny i agresywny system zarządzania temperaturą , który uruchamia się zarówno przy niskich jak i przy wysokich temperaturach. Również same szacunki komputera pokładowego nie są wiarygodne. System zarządzania ciepłem bardzo dobrze sobie radzi z kontrolowaniem utraty zasięgu w warunkach zimowych. Tesla ogranicza także hamowanie rekuperacyjne zimą, by chronić zimny akumulator przed ładowaniem. Dopiero po jego rozgrzaniu możliwe jest hamowanie rekuperacyjne. Również samo ładowanie baterii będzie wolniejsze, dopóki nie osiągnie ona odpowiedniej temperatury. 

Tesla Model Y - spadek 16%

Model Y był pierwszym modelem Tesli, w którym wprowadzono pompę ciepła z 12 trybami ogrzewania i 3 trybami chłodzenia. System ten wykorzystuje masę termiczną akumulatora do magazynowania ciepła, które można rozprowadzać po pozostałej części samochodu. W efekcie spadek wydajności wynosi tylko 16%, lecz sam realny zasięg w warunkach zimowych to tylko 48% deklarowanego przez EPA. 

Kia EV6 - spadek 20%

Kia EV6 jest spokrewniona Hyundaiem Ioniqiem 5. Oba auta bazują na platformie E-GMP i korzystają z baterii o pojemności 77,4 kWh oraz z tych samych silników. Także Kia oferowana jest z pompą ciepła. Nie będzie zatem zaskoczeniem jej wynik, który jest podobny co w Hyundaiu. Samochód zachował 93% swojej wydajności. Według Kii "system zarządzania temperaturą oparty na pompie ciepła nowej generacji pozwala EV6 zachować 80% optymalnego zasięgu, nawet do -7 stopni Celsjusza". Ta sama technologia zarządzania temperaturą współpracuje też z systemem szybkiego ładowania, by zmniejszyć jej negatywny wpływ na żywotność baterii.

Nissan Leaf - spadek 23%

Elektryczny hatchback Nissana od cieszy się sporą popularnością. Modele pierwszej generacji notowały jednak znaczny spadek wydajności zimą z racji na zastosowanie pasywnego systemu zarządzania temperaturą akumulatora i brak pompy ciepła. W obecnej generacji nadal nie uświadczymy pompy ciepła, jednak poprawiono system zarządzania temperaturą akumulatora, co zauważalnie poprawiło wydajność pojazdu w warunkach zimowych, choć nadal wynosi ona raptem 62%. Nissan nie ukrywa, że w warunkach zimowych hamowanie rekuperacyjne może być ograniczone, a podgrzewacz akumulatora nie będzie działał, jeśli poziom baterii będzie poniżej 15% i nie będą się one ładowały. Producent nie zaleca też postoju samochodu przy temperaturze -18 stopni Celcjusza przez ponad 7 dni, gdyż stwarza to ryzyko nadmiernego wychłodzenia akumulatora. Baterie mają 62 kWh pojemności brutto. 

BMW i3 - spadek 24%

BMW i3 na pierwszy rzut oka nie wydaje się być idealnym samochodem na zimowe warunki. Jest to bowiem wysoki hatchback z napędem na tylną oś i wąskimi oponami. Warto jednak wspomnieć, że większość i3 wyposażono w pompę ciepła (była standardem w USA do 2019 r., a potem opcją), dzięki czemu spadek wydajności zimą wyniósł "tylko" 24%, przez co i3 zachowuje 85% swojej wydajności. Baterie mają 42 kWh pojemności.

Samochody elektryczne z największym spadkiem zasięgu zimą

Hyundai Ioniq 5 - spadek 26%

Na rynku amerykańskim Hyundai Ioniq 5 występuje z pompą ciepła tylko w wariantach z napędem AWD. Jest również wyposażony w ustawienie zimowe, które utrzymuje ciepło akumulatora podczas postoju, oraz tryb Snow, który zwiększa przyczepność oraz reguluje hamowanie i prowadzenie w złych warunkach pogodowych. Niektóre z wersji mają też podgrzewane siedzenia i podgrzewaną kierownicę, a każda odmiana w standardzie ma podgrzewacz akumulatora oraz funkcję wstępnej klimatyzacji. Baterie mają 77,4 kWh pojemności. Samochód zachowuje 97% swojej wydajności. 

Ford F-150 Lightning - spadek 27%

Ford F-150 Lightning to pierwszy elektryczny pickup tej marki. Samochód nie posiada pompy ciepła. Oczywiście przygotowanie wstępne za pomocą aplikacji pomaga zaoszczędzić dużo zasięgu, podobnie jak korzystanie z podgrzewanych foteli lub podgrzewanej kierownicy podczas jazdy, jednak mimo to wspomniana pompa by sie przydała. Mając na uwadze też sporą masę Forda F-150 Lightning, zadbajmy o prawidłowe ciśnienie w oponach. Samochód w warunkach zimowych zachowuje 64% swojej wydajności.

Volkswagen ID.4 - spadek 30%

Volkswagen ID.4 ma baterie o pojemności 77 kWh netto i w wersjach na Europę i Kanadę posiada on pompę ciepła, jednak na rynek amerykański jej nie ma. W efekcie spadek wydajności baterii zaobserwowany na rynku amerykańskim wyniósł aż 30%, a samochód zachował w warunkach zimowych jedynie 65% deklarowanej wydajności. ID.4 wykorzystuje jednak wiele rozwiązań pomagających w obniżeniu zużycia prądu, w tym opcjonalny napęd AWD, podgrzewaną kierownicę, podgrzewane przednie fotele oraz zdalną funkcję wstępnego kondycjonowania. W wersji AWD samochód posiada także podgrzewaną przednią szybę. 

Chevrolet Bolt - spadek 37%

Chevrolet Bolt był przystępną cenowo alternatywą dla Tesli w przypadku amerykańskich klientów. W badaniu ujęto wersje z nowszą baterią o pojemności 66 kWh. Bolt nie posiada pompy ciepła, a jego system zarządzania energią jest mocno wrażliwy na zmiany temperatury zewnętrznej. Instrukcja Bolta sugeruje pozostawienie samochodu podłączonego do prądu (przy maksymalnym naładowaniu ustawionym na 80%), gdy jest bardzo zimno lub bardzo gorąco, aby system zarządzania temperaturą nie wyczerpał akumulatora. System zarządzania temperaturą włączy się dopiero, gdy poziom naładowania baterii przekroczy 30%. 

Ford Mustang Mach-E - spadek 41%

Ford Mustang Mach-E to prawdziwy hit sprzedażowy tej marki. Z drugiej strony jego wydajność zimą pozostawia sporo do życzenia. Spadek wyniósł aż 41%, a samo auto zachowuje tylko 63% zasięgu. Ford nie zastosował pompy ciepła, lecz opiera się na ogrzewaniu oporowym, co oznacza konieczność pobierania energii z akumulatora wysokiego napięcia w celu wytworzenia ciepła. Baterie w wersji Premium mają 98 kWh pojemności brutto.