Villanyautózás autópálya tempóval

Tele van ugyan a net a minden más autót legyorsuló Teslákkal, és az elérhető árú középkategóriás villanyautókkal is könnyedén meg lehet lepni a többi autóst egy lámpától elindulva, arról kevesebb szó esik, hogy végsebesség és nagyobb tempóval való autózás terén az elektromos autóknak nincs már ekkora előnyük. Nem arról van szó, hogy lassúak lennének, hiszen a Peugeot iOn / Citroën C-Zero is képes bőven a magyarországi autópályás sebességlimit felett haladni, de ezzel a tempóval mozogva a hatótávolságuk már jóval a megadott érték alatt marad. Ennek ellenére az agglomerációban való közlekedéskor bátran lehet a megengedett maximummal közlekedni, hiszen a napi 60-80 km-t így is kényelmesen teljesítik.

Mi a helyzet akkor, ha a család egyetlen villanyautójával nem munkába, hanem egy hétvégi kiruccanásra vidékre mennénk? Hagyományos autók esetén nem kérdés, hogy egy Budapest-Debrecen távon végig lehet tolni 130-cal, de a mai középkategóriás villanyautók erre még nem képesek. Valahol tölteni kell őket, ráadásul nem is egy, hanem akár 2 vagy 3 alkalommal is. A kb. 230 km-es távot ugyanis a 30 kWh-ás akkus autók is csak lassan, nagyon óvatos tempó mellett és ideális körülmények között tudnák megtenni külön töltés nélkül, de igazából azokkal is nagy bátorság lenne nekiindulni. Megfelelő töltő infrastruktúra megléte esetén azonban a mai villanyautók is alkalmasak 250-300 km-es távok autópálya tempóban való megtételére.

Legalábbis ez az elmélet. Mert hiába használ már a villanyautós közösség sok tagja évek óta elektromos autót, a rendkívül ritka töltőhálózat miatt az országot eddig csak óvatos, 80-100 km/h-ás tempó mellett jártuk be. Azt a valóságban senki sem próbálta ki eddig, hogy milyen tempóban lehetne haladni, ha mondjuk 60 km-enként lennének villámtöltők az autópályák mentén (mint ahogy azt a Nemzeti Töltő Infrastruktúra tanulmányban is javasoltuk). Elvileg ilyen sűrűségű töltőhálózat esetén 20 perces, 75-80%-ra való rátöltésekkel be lehetne járni az országot, miközben a menetidő nem nőne meg elfogadhatatlan mértékben a hagyományos autókhoz képest.

Mivel idehaza ilyen infrastruktúra nem áll a rendelkezésünkre, megpróbáltuk szimulálni azt, és három különböző autóval kipróbáltuk, hogy milyen lenne egy ilyen hálózatot használva közlekedni. A terv az volt, hogy valódi 130 km/h-ás (tehát nem az autó által mutatott, hanem GPS által mért 130 km/h) tempóval tegyünk meg 60 km-t, töltsük az autót 80%-ra (vagy annyira, amivel biztosan megteszi a következő 60 km-t), és a töltésre lehetőleg ne pazaroljunk alkalmanként 20 percnél több időt. Négy ilyen szakasz és három töltés után elviekben megérkeznénk Budapestről Debrecenbe.

60 km megtétele 80%-nyi töltéssel nem szabadna, hogy gond legyen. Legalábbis így gondolja szinte mindenki. Pedig a villanyautók rendkívül hatékony energiafelhasználása miatt a fizika sokkal látványosabban érezteti hatását. Minél nagyobb a tempó, annál nagyobb a légellenállás és annál több energiára van szükségünk az autó mozgatásához. Ez a szabályszerűség a hagyományos autók esetén is igaz, de mivel az üzemanyag elégetésekor az energia többségét elpazaroljuk, a mozgáshoz valóban felhasznált energiamennyiségben bekövetkező növekedés az összes üzemanyag elhasználásában sokkal kevésbé jelentkezik.

A teszthez a Nissan Gablini M3-as melletti töltőjét választottuk kiindulási pontnak. Innen az M3-as bagi lehajtója majdnem 29 km-re található, ahonnan visszafordulva kb. 58 km-t kell megtenni, hogy újra töltőhöz jussunk. Az autópályán mindössze két rövidebb szakaszon van 120 km/h-ás, a budapesti bevezető szakaszon pedig 100 km/h-ás korlátozás, így majdnem végig lehet tartani a kitűzött tempót. Az út tele van lejtőkkel és emelkedőkkel, amelyek látványosan nehezítik a feladatot. A töltő az autópálya lehajtótól alig néhány száz méterre van, így kicsit hunyorítva azt is mondhatnánk, hogy ideális helyen van. Persze a kapun belüli elhelyezkedése és a wc illetve melegedő hiánya miatt autós szempontból nem a legjobb, de egyelőre ezzel kell beérni. Köszönet jár a telepet védő biztonsági őrnek, aki a rend betartása mellett mindenben segítette a tesztünket.

Mivel a telepen csak CHAdeMO rendszerű villámtöltő található, a szimulációban csak ilyen csatlakozós autókat tudtunk indítani. Tovább korlátozta a használható autók típusát, hogy éjszakai teszt mellett döntöttünk. Ilyenkor ugyanis csak Nissanokat engednek be a töltőhöz. Nappal a töltő egyéb foglaltsága és az autópálya forgalma miatt állandóan akadályokba ütköztünk volna, így ésszerűbb döntés volt éjszaka tesztelni.

De hogy ne csak a Nissanokról szóljon a szimuláció, a két LEAF mellé beszerveztünk egy harmadik autót is, ami akár váltóáramról, egy ipari csatlakozóról is relatíve gyorsan tölthető. De nézzük sorban a résztvevőket.

Nissan LEAF 24 kWh

Ez a 3,5 éves, 66 ezer km-t futott LEAF csak 24 kWh-ás akkucsomaggal rendelkezik, ráadásul az akku a gyári kapacitásának már csak kb. 87%-át tudja. Így 80%-ra töltve a gyárilag rendelkezésre álló 21,3 kWh-ából kb. 14,8-at tud az autó mozgatására felhasználni.

Nissan LEAF 30 kWh

A Nissan hazai képviseletétől kaptunk kölcsön egy vadonatúj, kevesebb mint 2000 km-t futott, 30 kWh-ás akkumulátorral szerelt Nissan LEAF-et. Ez az autó ideális esetben akár 200 km-t is meg tud tenni egy teljes töltéssel, így a most elvárt 60 km nem okozhat neki gondot.

Renault Zoe

A Renault városi elektromos autója azzal lóg ki a többi villanyautó közül, hogy a drágán kiépíthető villámtöltő hálózat nélkül is jól használható hosszú távú utakra. Bármelyik 32A-es három fázisú (22 kW-os) ipari csatlakozóról egy óra alatt feltölthető, de 43 kW esetén a töltési idő akár fél órára is lerövidíthető. Szintén nem új darab, de az akkumulátorának elhasználtságáról nincs pontos adatunk. Nagy általánosságban így használtan is képes 20-30%-kal többet menni, mint egy hasonló korú LEAF.

A tesztet november 9-én éjjel, este 10 órakor kezdtük. Csapadékmentes, de nagyon hideg (-3 – -5 fok) éjszakát fogtunk ki. Mivel a normális autózás szimulálása volt a cél, az autókat 20 fokra fűtöttük. Mindhárom autón nyári gumit használtunk és mindenütt betartottuk a sebességhatárokat. A két Nissant a Gablini szalonnál, a Renault-t pedig a Kacsóh Pongrác úti ELMŰ töltőnél töltöttük. Ennél közelebb a város széli indulási ponthoz ugyanis akkor még nem volt Type2-es csatlakozójú töltő (azóta a Lidl telepített egyet a XV. kerületi áruháza parkolójába).

Teszt előtti utolsó töltés

Ez utóbbi töltési pont egyébként azt is jól demonstrálta, hogy mennyire nem jó az úton lévők szempontjából, ha a töltéshez a városközpontba kell behajtani. Nem csak az idő megy el vele teljesen feleslegesen, hanem az értékes km-ek is. Jelen esetben minden 60 km-re 17 extra km is jutott, amit csak azért kellett a Zoeval megtenni, hogy tölteni lehessen. A 22 kW-os AC töltő a Nissan szalonnál álló 40-42 kW-os DC töltővel szemben ráadásul akkor is óriási hátrány, ha a Zoe a lehető legjobb módon tudja hasznosítani a rendelkezésre álló teljesítményt.

A hideg nem csak a fűtésre elhasznált rengeteg energia miatt, hanem az akkuk és a töltők miatt is fontos tényező. A hideg akkumulátorok nehezebben veszik fel a töltést, és a töltő is lassulhat. Ezt mi csak az első töltésekkor érzékeltük, mivel az akkumulátorok az erőltetett menet miatt, a töltő pedig a folyamatos használat miatt hamar elérték azt az állapotot, ahol már nem a hideg, hanem inkább a meleg okozz a a bajt. Bár melegebb időben kisebb lett volna a fogyasztás, valószínűleg számolnunk kellett volna az akkumulátorok és a töltő túlmelegedésével is.

Nissan LEAF 24 kWh

Az már az előzetes próbák során kiderült, hogy ez az autó 80%-ra töltve nem tudja teljesíteni a kb. 58 km-es távot ilyen hidegben, fűtéssel, ha valós 130 km/h-ás tempóval kell menni. Ha azonban az autó órája szerinti 130 km/h-ával megyünk (a valóságban ez 118-119 km/h), akkor minden további nélkül meg lehet vele tenni ezt a távot. Mivel a teszt célja nem az volt, hogy az autóval elakadjunk, úgy döntöttünk, hogy ezzel az autóval az autó órája által kiírt 130-as tempót tartjuk. Mivel ebben a LEAF-ben nincs tempomat, a sebességet az út folyamatosan változó lejtése miatt csak hozzávetőlegesen sikerült tartani. Hogy biztosan ne maradjunk ott az út szélén, a hideg miatt a töltési időt 20-ról 25 percre növeltük. Mivel úgy vártuk, hogy ezt az autót fogja a legjobban megterhelni a feladat, az egyetlen OBD II csatlakozós mérőeszközünket is erre az autóra csatlakoztattuk.

24 kWh-ás LEAF első etapra indul

24 kWh-ás LEAF első etap vége

Bár a töltés minden esetben gördülékenyen ment (szinte sosem tartottuk fel egymást), minden egyes 25 perces töltésre rá kell számolni átlagosan 10 percet a telephelyre való bejutás és az onnan való kiállás miatt. De a parkolóba való beállás, töltőindítás majd leállítás és kiállás miatt, egy közterületi töltőnél is elmenne 3-4 perc. A kitűzött távot a 24 kWh-ás LEAF-fel így közel 4 óra alatt sikerült teljesíteni, ami 58 km/h-ás átlagos tempót jelent.

Teljesen üres akkuval ért a töltőhöz a 24 kWh-ás LEAF

Majdnem minden etap végén úgy érkeztünk meg a töltőhöz, hogy az autó már nem mutatott sem megtehető km-t, sem töltöttségi fokot, így csak a tapasztalatunkban bízhattunk (A LEAF 6% töltöttség alatt semmi segítséget nem ad, mindkét kijelzőn csak vízszintes vonalak láthatók.) Ezt a szituációt még a sokat látott villanyautósok sem szeretik igazán, hiszen egy öregedő akkumulátornál az utolsó százalékoknál bármikor érhet meglepetés. Az utolsó km-t jelző „teknősbéka” üzemmódot azonban egyetlen alkalommal sem értük el.

Félúton a bagi csomópont benzinkútjánál a 24 kWh-ás LEAF

Fontos észrevenni, hogy az erőltetett menet és az azonnali többszöri villámtöltés mennyire igénybe veszi az akkumulátort. Mivel a Nissan a költségek alacsonyan tartása céljából nem tervezett aktív hűtési rendszert a LEAF akkumulátorcsomagjába, a folyamatos terhelésre az akku a hőmérséklet emelkedésével válaszolt. Meglepő módon azonban nem a folyamatos menet, hanem a villámtöltés volt az, ami a hőmérsékleti ugrásokat előidézte. Ennek oka, hogy míg a folyamatos menet során 30 kW-nál többet ritkán vettünk ki az akkuból, annak a töltések elején 5-8 percig 40 kW fölötti teljesítménnyel kellett magába szívnia az energiát.

24 kWh-ás LEAF fogyasztása a tesztúton

Az autó fogyasztása ezen a távon 25,8 kWh/100 km vagyis 258 Wh/km, ami a télen városi és autópályás vegyes használatnál (max 100-110 km/h) tapasztalható 16-17 kWh/100 km-es fogyasztáshoz képest egy lényeges ugrás.

Nissan LEAF 30 kWh

Bár ebben a beszámolóban csak másodikként soroljuk, a tesztben ez az autó indult először, hogy ne kelljen a várhatóan lassabb 24 kWh-ás LEAF-re várnia a töltésekkor. A 30 kWh-ás LEAF ugyanis minden további nélkül tudta tartani a GPS szerinti 130 km/h-ás sebességet, amihez a tempomaton 141 km/h-át kellett beállítani.

Tesztautó első etapra indul

30 kWh-ás LEAF első etap vége

Ahogy vártuk, a nagyobb és jobb állapotú akkumulátornak hála ez az autó a nagyobb tempó ellenére is bőséges tartalékokkal gurult be a töltőhöz. Az igazság az, hogy 25 perc helyett akár 20 perces töltésekkel is teljesíthető lett volna minden egyes etap, amivel a teljes távon kb. 15 percet nyertünk volna. Így viszont ez az autó a nagyobb tempó ellenére meglepő módon csak 4 perccel teljesítette gyorsabban a távot, mint a régebbi modell, ami 4 órás úton lényegében elhanyagolható.

30 kWh-ás LEAF utolsó, elhúzódó töltése: az akku túlmelegedett a hosszú villámtöltésektől

A másik autónál tapasztalt akkumulátor melegedés itt is megjelent és okozott is némi meglepetést. A harmadik töltés után az akku hőmérőjén 11 egység volt látható, ami a kritikus szint alsó határa. Az utolsó 60 km-es szakaszon már nem is tudta végig tartani a megadott sebességet, az utolsó 10 km-en az elektronika 115 km/h-ra korlátozta a sebességet. Ezzel gyakorlatilag el is veszett annak az előnynek a nagy része, amit a valós 130 km/h-ás sebesség jelentett a másik LEAF-hez képest.

A 30 kWh-ás LEAF-et korlátozta az elektronika

A hőmérséklet problémát ezúttal is a töltés okozta. Ahhoz, hogy a nagyobb akkut 80%-ra lehessen tölteni 20-25 perc alatt, a 40 kW töltési teljesítményt jóval hosszabb ideig kell tartani. Ez pedig jobban stresszeli a hűtés nélküli akkut, mint bármi más. Teljesen biztos, hogy nyáron nem tudtuk volna ilyen tempóval megtenni ezt az utat.

30 kWh-ás LEAF a teszt végén

Renault Zoe

A Zoe esetében egy kicsit minden máshogy alakult. Míg a Nissanokban ketten-ketten ültünk és jutott energia a pontos dokumentálásra, addig a Zoe tulajdonosának nem jutott segítség. Így a Zoe útja kissé másképp, de nem kevésbé lett dokumentálva.

Ahogy már említettem, a Zoenak kicsit más szerep jutott ebben a szimulációban. Bár a töltési rendszere és a mérsékelt tempón kisebb fogyasztása miatt előnyben volt, a megfelelő töltő hiánya, és a legközelebbi töltő rossz elhelyezkedése miatt óriási hátrányba került.

Az autó a Kacsóh Pongrác úti ELMŰ töltőtől indult 96%-os töltöttséggel, és összesen 67,8 km-t ment mire Bagnál visszafordulva visszaért a töltőhöz. Ez bő 10 km-rel több, mint amit a Nissanoknak meg kellett tenniük. Pont olyan ez, mintha a villámtöltőket az autópálya pihenők helyett a belvárosokba telepítenék, és minden töltéshez plusz 10 km-t kellene autózni (5 km be a városba, majd 5 km vissza az autópályára). Sajnos a gyakorlatból is tudjuk, hogy ez mennyire idegesítő, hiszen ilyesmi kitérőt kell tenni a győri, a tatabányai, a mogyoródi, a szolnoki és a siófoki töltőkhöz is. Szinte az összes magyarországi villámtöltő az autópályáktól vagy autóutaktól távol, a városközpontokban üzemel, így csak komoly kerülőkkel és időveszteséggel használhatók.

De nem csak az extra távolság miatt került hátrányba a Zoe, hanem a rendelkezésre álló töltési teljesítmény miatt is. Míg a másik két autót 40+ kW-tal tudtuk tölteni, addig a Zoenak be kellett érnie 22 kW-tal. Ezzel legjobb esetben is kb. egy óra alatt lehet feltölteni az autót, de ahogy az első töltésnél láttuk, a hideg akku a 22 kW-os teljesítményt is nehezen vette fel.

Renault Zoe az első etap után

Az első etap során a Zoeból 18 kWh áram fogyott, és mindössze 3% maradt, mire visszaért az ELMŰ oszlophoz. Az újratöltésre 50 percet szántunk, ezalatt 87%-ra sikerült feltölteni az autót. Bár az első forduló alapján ez nem volt elég, az időközben felmelegedett akkumulátorok jobb teljesítményében bízva a tulajdonos az indulás mellett döntött.

A fizikát azonban nem lehet megkerülni. 54 km után, 14 km-re a céltól már csak 4 km-t írt hatótávnak a Zoé, így a nem volt más lehetőség, mint a sebesség csökkentése. Ha a Zoenak is csak a Nissanok által megtett utat kellett volna teljesítenie, akkor a 87%-kal gond nélkül teljesíteni lehetett volna a távot. Így viszont az utolsó km-eken 120, 80, 70, 50 majd 30 km/h-ás tempó következett. A töltőhöz az autó „Limited Performance” módban 0% töltöttséggel érkezett.

Renault Zoe a második etap végén

Ki kell emelni, hogy a nagyobb táv ellenére a Zoe az autópályán GPS szerinti 130 km/h-ás sebességgel ment (egyébként a műszerfalra kiírt és a valós sebesség között a Zoe esetén alig van 1-2 km/h eltérés, tehát nagyon precíz a kijelzője), tehát nem csökkentettük a sebességet, mint a hasonló korú LEAF esetén.

A Zoe kedvezőbb fogyasztása autópálya tempónál is észlelhető, bár itt már nem annyira látványos. Az első etapon 27 kWh/100 km volt a fogyasztása, ami ugyan 1,2 kWh/100 km-rel (vagy 4,6%-kal) magasabb, mint a 2013-as LEAF-é, de 118 helyett 130 km/h tempóval ment az autópályán (10%-kal gyorsabban). (A kisebb fogyasztást igénylő városi szakasz nélkül persze valószínűleg magasabb lett volna az adat, de hogy mennyivel, azt nem tudjuk). A vége felé takarékosra fogott második etapon a fogyasztás 24 kWh/100 km-re csökkent.

A Zoe tesztelését a második kör után felfüggesztettük, mert nem volt értelme a lassú töltőn szenvedni vele, és már így is későre járt. Nagyobb távolságok leküzdésére a Renault Zoe is csak akkor alkalmas, ha rendelkezésre áll a megfelelő töltési teljesítmény (amit persze váltóáramon olcsóbb kiépíteni, mint egyenáramon). A tesztet azért sem folytattuk, mert hajnali 3-kor az autóban egyedül ülő sofőrrel a fáradtság miatt már nem lett volna biztonságos a dolog.

Nagyon fontos megemlíteni, hogy a Renault Zoe aktív hűtési rendszerrel rendelkezik, így menet közben és töltés során a klímaberendezés segítségével megfelelő hőfokon tudja tartani az akkumulátorát. Ez nem csak az ilyen utakon segít optimális állapotban tartani az akkukat, de ilyen körülmények között az akkumulátor valószínűleg lassabban fog öregedni is. Ennél a tesztnél a kis teljesítményű töltő miatt az akkumulátor nem volt olyan stressz alatt, mint a LEAF-ek akkuja, de tapasztalatból tudjuk, hogy Zoeval nyáron, legnagyobb melegben 43 kW-os töltőnél napi többször használva sincs akkumelegedési gond.

Konklúzió

Ha autópályán megyünk villanyautóval Budapestról Debrecenbe, betartva a 130 km/h-ás sebességhatárt, akkor 60 km-enként 20 percet töltve matematikailag kevesebb mint 3 óra alatt oda kell érjünk. De ekkor nem számolunk a parkolás és csatlakozás idejével, és azt feltételezzük, hogy mindenhol üres töltőt találunk. A gyakorlatban inkább 25 perces töltésekkel és erre rakódó 10 perces járulékos időveszteséggel kell számolni kiállásonként, ha valaki ragaszkodik a 130 km/h-ás tempóhoz. Ezek az autók a relatíve kicsi akkukapacitás és a LEAF esetén a hűtés hiánya miatt még nem ideálisak tartósan 130 km/h-ás tempóra. Ha azonban engedünk a tempóból és 130 helyett csak 110 km/h-val megyünk, akkor a teljes távon ugyan 20 percet veszítünk, de a kisebb fogyasztás miatt ennyivel valószínűleg a töltőn is kevesebbet kell majd tölteni, így a teljes menetidő a lassabb tempó ellenére valószínűleg nem lesz jelentősen hosszabb. De 118-120 km/h-ás tempó mellett 4 óra alatt megfelelő infrastruktúra mellett a 24 kWh-ás villanyautókkal is el lehetne jutni Budapestről Debrecenbe.

24 kWh-ás LEAF töltési grafikonja

Ez persze még mindig majdnem kétszer annyi idő, mint amennyire hagyományos autóval ezen a távon szükség lenne. Nem azt akartuk bizonyítani, hogy a villanyautók hosszabb utakon ugyanolyan jók, mint a hagyományosak, hanem hogy megfelelő infrastruktúra megléte esetén fizikailag képesek nagyobb távolságok áthidalására is. Így aki a hétköznapokban napi 50-60 km-eket megy, és csak évi néhány alkalommal kell hosszabb távokat megtegyen, annál már a mai villanyautók is tökéletesen ki tudják váltani a hagyományost. Ráadásul a Budapest-Debrecen táv 4,5 óra alatt némi odafigyeléssel az egyetlen Szolnoki töltővel is megtehető. A különbség az, hogy ha az úton 3 töltő lenne, akkor egy-egy töltőt sokkal rövidebb ideig kellene csak foglalni, illetve sokkal kevésbé kellene kicentizni a fogyasztást.

A 24 kWh-ás LEAF sebesség és tengerszint feletti magasság grafikonja az első 3 etapon

Tökéletes volt ez a teszt arra is, hogy lássuk a töltők elhelyezkedésének fontosságát is. A főbb utaktól távol, a városközpontokba tett töltők nem segítik, hanem hátráltatják a villanyautós közlekedést. Ha minden töltésért 10 extra km-t kell megtenni, akkor az nagyon megnöveli a menetidőt és jelentősen lecsökkenti az effektív közlekedésre fordítható energia mennyiségét. Lehet arra hivatkozni, hogy városon kívül drága az energiaellátás kiépítése, de az autópályák és az azok mentén kiépített benzinkutak sem voltak olcsóak. Az első villámtöltőknek az alapinfrastruktúrát kell biztosítaniuk, a kiépítésük költsége az általuk biztosítandó szolgáltatáshoz képest elhanyagolható. A megfelelő töltőhálózat autósok tízezreinek biztosíthatná az ország bejárhatóságát.

Utolsó konklúzióként azt is érdemes megemlíteni, hogy a Renault által a Zoeban alkalmazott töltési megoldás óriási lehetőség, de csak az egyenáramú átalakítót lehet vele megspórolni, a nagy teljesítmény kiépítését nem. Tehát a gyors továbbhaladáshoz a Zoenak is legalább 40 kW-ra van szüksége, a 32 A-es (22 kW) ipari csatlakozó csak szükségmegoldás. Reméljük, hogy a két egyenáramú csatlakozó (CHAdeMO és CCS) mellett ez a megoldás is elterjed a villámtöltőkön, és mindhárom technológia megkapja a lehetőséget a fejlődésre és elterjedésre.

Antalóczy Tibor

A Villanyautósok.hu alapítója és főszerkesztője, e-mobilitás szakértő. 2014 óta elektromos autó használó, és külső tanácsadóként számtalan hazai elektromobilitási projekt aktív segítője.