https://twitter.com/diagon_swarm/status/1744008999744196802

❆Jak funguje elektromobil v -30°C?❆ Do ČR se blíží ochlazení a s tím se mě vždycky někdo ptá, jak dobře v nízkých teplotách funguje elektromobil. Obecná odpověď by byla: každý jinak. Záleží na: A) Technických řešeních při konstrukci vozu (jakým způsobem je schopen ohřát důležité komponenty, ale i kabinu) B) Chemii baterky (tedy jaký je její optimální rozsah teplot a jak rychle je nutné omezit nabíjecí i vybíjecí výkony; navzdory rozšířené představě, že všechny lithiové baterky jsou na tom +- stejně, je realita dost odlišná) Jsem majitelem Hyundai Ioniq Electric, původní verze s 28kWh baterií vyráběné v letech 2016-2020. Tohle auto dobře znám a znám spoustu majitelů různě po světě, takže mám zmapované jeho chování v celém teplotním rozsahu a hodí se mi jako příklad pro popis. Takže: 1) Spotřeba stoupá a dojezd klesá. Je to logické – auto má vyšší jízdní odpory (mokro / břečka na silnici / s nižší teplotou má vzduch vyšší hustotu) a potřebuje více energie na topení. Zkušenost je, že mokrá břečková silnice, sněžení+pršení a 0°C znamená nižší dojezd než -10°C a sucho. Ioniq má homologační dojezd (EPA) 200 km. V ČR v létě ujede 230, v zimě 170. Při aktuálních Norských -30°C je dojezd už jen 100 km. Bez topení 160, ale to už by si nikdo nelajsnul… 2) Ioniq je vybavený tepelným čerpadlem. Účinnost čerpadla však v extrémních teplotách klesá a nakonec v -30°C už auto dávno topí čistě odporovým horkovzdušným PTC topením, které znamená na stejné teplo vyšší spotřebu. Zatímco auto bez topení udělá spotřebu při nějakém příměstském provozu (30minutové cesty ve vymrzlém autě) 15,5 kWh/100km, topení bude první minuty vždy spotřebovávat 6-7 kW a postupně bude klesat k 3 kW – průměr na cestu bude např. 4,5 kW, což při 50 km/h dělá +9 kWh/100km, takže kompletní spotřeba bude okolo 24 kWh/100km. Auto s tak malou baterií bude rádo za 100 km dojezdu, protože… 3) … baterka v nízké teplotě ani neumí vydat tolik energie jako ve vysoké – mohou za to zjednodušeně ztráty vyšší vnitřním odporem (a řada dalších jevů). Některá auta baterku předehřívají na komfortní teploty (klidně ještě ve chvíli, kdy jsou připojená na zásuvce), ale tady se nebavíme o Tesle. Levný, starý a jednoduchý Hyundai má pouze nouzový elektrický ohřev baterie, aby se nedostala pod teplotu, která by ji poškodila, takže auto baterku klidně v -15°C nijak neohřívá. Na druhou stranu nemá problém v -15°C do baterky cpát při DC nabíjení téměř plný výkon (50-60 kW), to je velký rozdíl od chemií baterek v modernějších autech. S tím dojezdem je to samozřejmě složitější – pokud se jezdí dálky, bude dojezd vyšší. Proč? Vyšší průměrná rychlost znamená nižší spotřebu topení v přepočtu na 100 km. Navíc topení nejvíc spotřebuje při prvotním ohřátí kabiny z -30 na +20°C. Při jedné dlouhé trase se kabina vyhřeje jednou. Při příměstských krátkých trasách se auto musí znovu vyhřát třeba každých 25 km. 4) Pokud by člověk někde s autem uvízl, bude komfortní topení spotřebovávat v -30°C 3,0-3,5 kW. Jak nedávno ukázal Bjørnův test ve stejném autě, pokud se použijí alumatky přes okna a páté dveře (tj. místa největších ztrát), lze snížit tepelné ztráty natolik, že komfortní vytápění bere jen 2,2 kW. Kdybych se vyskytoval v nějakých takových místech a jezdil mimo civilizaci, určitě bych si je pořídil. Kdybych chtěl dlouho vydržet, je tu možnost stáhnout topení na 15°C a kompenzovat to ohřevem sedačky. Polovičně nabité auto by pořád mělo být schopné v krizové situaci topit 6-8 hodin. A to se bavíme o 7 let starém EV, které má 3x menší baterku než dnešní modely. 5) Základem je také dobrá nemrznoucí směs do ostřikovačů. Když tam totiž zmrzne, tak za jízdy teplem od motoru na rozdíl od spalováků už nerozmrzne. Tento problém je už od -5°C, takže reálný i v ČR (některá EV si umí kapalinu cíleně ohřát, ale Hyundai to neřešil). Doplnění kapaliny v mrazech už může být problematické – v motorovém prostoru se nikdy nevytvoří dost tepla, takže otevření kapoty s přimrzlým těsněním vyžaduje hodně úsilí. 6) Špatná tepelná izolace vede k namrzání zadních oken, i když běží topení. 7) Výkon motoru je mírně omezen a první minuty jízdy, než se sám trochu ohřeje, je znatelně hlučnější. Omezení výkonu však uživatelé poznají spíše jen z diagnostiky, anebo podle informačního hlášení po startu. Obvykle počasí a z nej vyplývající snížená trakce stejně nedovolují plný výkon využít. 8) Podvozek je tvrdší a za jízdy vydává sem tam nějaká vrzání. Dveře se blbě otevírají a při otevření mohou vrzat. 9) Mimo logického snížení dojezdu je snížení komfortu patrné v rychlosti, než se auto ohřeje. Byť Ioniq má výkonné topení a snaží se co nejrychleji posádku ohřát, plné vyhřátí kabiny trvá 10-15 minut. Po prvních pár minutách už ale je v autě snesitelně. 10) Degradace baterek mrazem se jako problém neukazuje. Auta z mrazivých končin mají běžně nižší degradace než z končin, kde jsou velká vedra. Takže si to shrňme: Rozhodně neplatí, že by elektroauto mělo v takových extrémních podmínkách stejnou spotřebu a dojezd, jak v zimě. Proti tomu jde jasně fyzika. V -30°C dojezd klesne na polovinu proti tomu, co je průměr v ČR přes celý rok. Dojezd méně klesne v případě dlouhých cest vyšší rychlost. Čím nižší průměrná rychlost a více kratších cest (mezi kterými auto zas vymrzne), tím horší dojezd bude. Zároveň ale neplatí, že by elektromobil v -30°C nebyl schopný jezdit. Největší nástrahu ve spolehlivosti EV bude možná představovat 12V olověná baterie (Tesla už se jí zbavila), jejíž stav je dobré pečlivě kontrolovat (Ioniq má naštěstí možnost i vypnutý baterku během odstavení nechat 3x dobít z trakční baterie). Omezení komfortu je primárně v nižším dojezdu a u některých aut ve výrazně pomalejším DC nabíjení (minimálně jeho začátku). U Ioniqu spadne dojezd ke 100 km kvůli malé baterce. Moderní EV na tom budou s 3x větší baterkou pochopitelně lépe, ale důvody pro procentuální snížení dojezdu jsou v principu shodné. Ale co spalováky? Někdo teď určitě namítne, že spalovací auta už mají také značně omezený komfort v -30°C. Ano – opět záleží auto od auta a v těchto teplotách je celá řada omezení. Spotřeba bude výrazně větší a s tím i menší dojezd. U spalovacího auta dochází také k výrazně většímu trápení (opotřebení) pohonu při kratších jízdách. Bez nezávislého předehřevu před cestou může být velký problém s prvotním temperováním kabiny – moderní auta už mají kvůli zvýšené účinnosti (resp. nižším ztrátám) přídavná elektrická topení, ale typicky jen 0,5-1kW. Ohřátí kabiny může být záležitost desítek minut. Problém nastává ve chvíli jízdy s nízkou zátěží – popojíždění, stání na volnoběh, nízká rychlost. Pak motor sám nevyrobí dost tepla a kabina se nemusí ohřát za celou cestu. Naopak dlouhá jízda po dálnici vygeneruje tepla dostatek. V případě uvíznutí v extrémních mrazech není ani spalovací auto automaticky výhrou. Při stání začne moderní dieselový, anebo malý benzínový motor vychládat. Elektrické topení je slabé a motor kvůli emisím bude přecházet do speciálního režimu s nižší účinností. Rozhodně pak nečekejte tu nízkou klidovou spotřebu 0,5-0,9 l/h na volnoběh. Ve výsledku spotřeba vzroste tak, že vydrží topit kratší dobu než moderní elektromobil. I tak bude mít problém vytvořit dostatek tepla, takže komfortní čekání to být nemusí. Záleží na autě, ale pokud půjde o nějaký účinnější motor, co zrovna nemá dva okruhy chlazení a nemá chlazené výfukové svody, bude topit jen tepelnou kapacitou bloku… než ten sám vychladne. Tam, kde mají -30°C běžně, si samozřejmě kupují auta, která to nějak dlouhodobě zvládají – spalovací i elektrická. Když by přišel takový mráz do ČR, bylo by to s naším vozovým parkem mnohem horší. Buďme tedy rádi, že předpovědi ukazují jen nějakých trapných -10, -15°C. To jsou totiž teploty, které nám sice budou zase připadat jako extrém, ale ve výsledku auta jsou stavěná na větší extrémy. A to i ta elektrická. A co auta na vodík? Tam je to jednoduché, taková Toyota Mirai se pod -30°C nenastartuje

Translate with DeepL

Preložiť príspevok

3:52 PM · 7. 1. 2024

·

131

zobrazení