Miért tölt lassabban a villanyautóm télen?

Ahogy jött a hideg, úgy panaszkodott egyre több villanyautós a Villanyautós Tippek és Kérdések Facebook-csoportunkban a lassú DC töltés miatt. Szerencsére a villanyautósok tábora szépen bővül, ez viszont azzal járt, hogy sokak számára az idei az első tél. Mivel még nincs vége a télnek, sőt, állítólag jövőre is lesz, úgy gondolom, érdemes elmondani néhány szót a TeslaBjørn által „coldgate”-nek elnevezett jelenségről, különösen azért, mert nem vagyunk teljesen tehetetlenek a problémával szemben.

Alapvetően arról van szó, hogy a lítium-ion akkumulátorok szobahőmérsékleten érzik leginkább jól magukat. Bár vannak kivételek, a legtöbb elektromos autó akkumulátora akkor képes a legnagyobb teljesítményt leadni (vagy felvenni), ha az akku a 20-30 fokos tartományban van. Mivel az akkunak van a belső ellenállásból fakadó vesztesége, használat közben (legyen az közlekedés, vagy akár töltés) az akkumulátor melegszik.

A legtöbb gyártó igyekszik az akkumulátort temperálni. A mai típusok többsége folyadékhűtéssel rendelkezik. Akad néhány passzív hűtéses (azaz gyakorlatilag hűtés nélküli) típus, a jól ismert Nissan LEAF mellett ilyen például a Volkswagen e-Golf, e-UP, és testvérmodelljei, a Škoda Citigoe iV és SEAT Mii is. Aktív léghűtéssel rendelkező típusok is akadnak, melyek az utastér (általában temperált) levegőjét szivattyúzzák át az akkumulátoron, ami azért praktikus megoldás, mert az akkunak épp a számunkra is ideális szobahőmérséklet a kellemes. Ilyen aktív levegőhűtéses típusok például a Hyundai Ioniq 28 kWh-s változata, és a Kia Soul EV (azaz a régebbi Soul).

Ha az akku túlságosan hideg, vagy túl meleg, akkor biztonsági okból (és az akku élettartamának növelése érdekében) az akkumulátor felügyeleti rendszer (BMS – Battery Management System) korlátozza az akkumulátorból kivehető, vagy abba betölthető teljesítményt. A korlátozott teljesítmény három esetben okozhat kellemetlenséget a járművezetőnek.

A leginkább közismert a lassuló töltési teljesítmény. A megnövekvő töltési idő egyrészt megnöveli a menetidőt, másrészt a perc alapú töltőknél akár lényegesen is drágább lehet az utazás.

Valamivel talán ritkábban vesszük észre, hogy egy fagyos téli reggelen a menetpedál felengedésekor kevésbé, vagy akár egyáltalán nem lassul az autónk. Ezzel a jelenséggel a legtöbb típusnál 100%-ra töltött akkumulátornál is találkozhatunk, így a többség már bizonyára tapasztalta korábban is. Üdítő kivétel a Nissan LEAF e-Pedal megoldása, amely ilyen esetben az üzemi fékkel helyettesíti a hiányzó regeneratív fékerőt, így az autót vezetve teljesen feltöltött, vagy jégkockára fagyott akkumulátornál is megkapjuk a megszokott lassulást a gázpedál felengedésekor.

A harmadik jelenséget tapasztalja talán legritkábban az átlag autós: a gyorsításnál korlátozott teljesítményt. Az elektromos autók általában erősebbek, dinamikusabbak hagyományos társaiknál, télen pedig gyakran csúszós az út, így a legtöbb autóvezető sosem használja ki a fagyos hajnalokon a motor erejét, ezért nem jelent problémát, hogy néha nem is engedné a rendszer.

EZT OLVASTAD MÁR?  Mobiliti országjárás összefoglaló

Térjünk vissza a leginkább fájdalmas kérdéshez, a télen lelassuló töltéshez. A passzív hűtéses autók inkább nyáron kerülnek hátrányba. A Nissan LEAF-ről elterjedt rapidgate elnevezés a villámtöltés és/vagy tempós autópályás közlekedés miatt felmelegedő akkumulátor eredményeképp bekövetkező töltési teljesítmény korlátozására utal. A probléma elsősorban nyári kánikulában jelentkezik, ilyen esetben már a második villámtöltésnél csökkenhet a töltési teljesítmény. A hűtés hiányaként gyorsabban melegedő akkut télen előnyükre tudják fordítani, mivel használat (vagy töltés) közben viszonylag hamar képes elérni a lehűlt akkumulátor az ideális üzemi hőmérsékletet. Napi több villámtöltés esetén télen is jelentkezhet a túlmelegedés.

A folyadékhűtéssel ellátott autók tulajdonosainak télen érdemes előre gondolkozni. Ha tudunk otthon tölteni, akkor abban a szerencsés helyzetben vagyunk, hogy talán sosem találkozunk a problémával, mert reggelre mindig tele az akku. Ha hosszabb útra indulunk, ahol út közben szükség van DC villámtöltésre, ott már nem mindegy, hogy 40, vagy 75 percig kell majd a töltőoszlopnál várakoznunk. Érdemes tehát meleg akkumulátorral érkezni a töltőhöz.

Az akku megmelegítésére a legkomfortosabb módszer, ha télen előfűtjük a tervezett indulásra az utasteret. Sok típus ilyenkor az akkumulátort is fűteni kezdi, így nem 0 fokos, hanem +10 fokos akkuval indulunk már otthonról. Az akkuban lévő energia 3-5%-a a töltés-kisütés során hővé alakul, ennek köszönhetően menet közben tovább melegszik az akkumulátorunk. Ha 10 fokos akkuval indulunk, akkor mire elfogy az otthon éjjel betöltött energia, további 5-10 fokot is melegedhet, attól függően, hogy milyen tempóval haladtunk a töltőig.

Fontos, hogy minél nagyobb az autónk akkumulátora, annál nehezebben tudjuk megmelegíteni. A nagyobb akku nagyobb tömegű, így a hőtehetetlensége is nagyobb, tehát több energia kell a felmelegítéséhez. Másrészt a nagyobb akkut kevésbé melegíti azonos teljesítmény-felvétel. Ha az autónknak a 100 km/h sebesség tartásához 20 kW teljesítmény szükséges, akkor ezt tartósan kivéve egy 30 kWh kapacitású akku lényegesen jobban melegszik majd, mint egy 60 kWh-s.

A villanyautósokat időnként megmosolyogják, ha autópályán a maximálisan megengedett 130 km/h helyett lassabban haladnak. A nagyobb tempóval megnyerhető menetidő sokszor kevesebb, mint az extra töltési idő, amire a nagyobb fogyasztás miatt szükségünk lesz. Télen ez a képlet is bonyolultabb, hiszen előfordulhat, hogy nagyobb tempóval hiába kell több energiát visszatölteni az akkuba, ha a nagyobb terheléssel sikerült megmelegíteni az akkut, akkor a töltési idő épp így lesz rövidebb. Természetesen nem csak a nagyobb tempó melegíti az akkumulátort, de a regeneratív fékezéskor visszatöltött energia egy része is hővé alakul az akkuban. Ezért néhány dinamikus gyorsítással és lassítással viszonylag gyorsan megnövelhető az akku hőmérséklete, ezzel azonban érdemes körültekintően bánni, ha ilyen trükköket szeretnénk alkalmazni, nagyon figyeljünk oda a forgalom többi résztvevőjére és az útviszonyokra.

EZT OLVASTAD MÁR?  Kibocsátásmentesen szállítja a VW az ID. villanyautók akkuját

Megkönnyíti a dolgunkat, ha jól ismerjük az autónkat, és odafigyelünk néhány apróságra. Ha előző nap sok száz kilométert autóztunk, esetleg többször villámtöltöttünk is, akkor még egy hideg téli éjjel sem tudja túlzottan lehűteni az akkut, így a következő napon is gyorsabban tölthetünk majd.

Sajnos a legtöbb típus nem jelzi a műszerfalon az akkumulátor hőmérsékletét, így ha nem használunk OBD olvasót és az autóhoz megfelelő applikációt, akkor fogalmunk sem lesz a töltőhöz érve, hogy az akku éppen 5 vagy 20 fokos, így nem tudjuk előre, hogy 25 vagy 48 kW-os töltési teljesítményre számíthatunk egy 50 kW-os villámtöltőnél. Egyes típusok a villámtöltés megkezdésekor képesek viszonylag nagy (5-8 kW) teljesítménnyel fűteni az akkut a töltés felgyorsítása érdekében. Ilyenkor azt tapasztalhatjuk, hogy az autó felveszi a teljes teljesítményt a töltőoszloptól, de az akku mégis a megszokottnál lassabban töltődik. A magyarázat egyszerű: az akku fűtésére fordított energia nem kerül az akkumulátorba. Hasonló a helyzet, ha töltés közben az autóban melegszünk, az utastér-fűtés hőszivattyús modelleknél 500-1500 W-ot, hőszivattyú nélküli autókban ennek akár 2-3-szorosát is lecsípheti a töltő által nyújtott teljesítményből.

A legnehezebb helyzetben azok vannak, akik otthon éjjel nem tudják feltölteni az autójukat, és a nyilvános villámtöltő-hálózatra szorulnak. Ők azzal tudnak gyorsítani a töltésen, ha nem reggel, fagyos akkuval, hanem hosszabb út után este töltik az autót. Ilyenkor a használattól melegebb az akkumulátor. Ha elektromos autóval megyünk például síelni, akkor az otthoni töltéshez szokott villanyautós is hasonló helyzetben találhatja magát. A legjobb, amit tehetünk, hogy nem hagyjuk a hazaút reggelére a villámtöltést.

A jelenség sokak álomautóját, a Teslát sem kíméli. A Tesla-tulajdonosok akár olyan jelenséggel is találkozhatnak, hogy az autó a töltés megkezdésekor 0 kW-tal tölt, azaz gyakorlatilag nem tölt. Ilyenkor sem kell megijedni, csupán annyi történik, hogy az autó a töltőoszloptól kapott energiát az akkumulátor felfűtésére fordítja, ezért várnunk kell néhány percet a töltés megkezdésére. A TeslaMaster Youtube-csatornán Balázs videója részletesen bemutatja a coldgate problémát egy Tesla Model 3 esetében, és a lassú töltés megelőzéséhez is kapunk néhány tippet az alábbi videóból.

Címlapkép: Shutterstock

Elektromos autót használsz?

Szűcs Gábor

2017 óta aktív villanyautós, a Villanyautósok Közösségének oszlopos tagja, a miskolci találkozók szervezője. Környezettudatos családapaként nem csak az autó üzemanyagát, de a háztartás fogyasztását is igyekszik otthon, a háztetőn (áram) és a kertben (zöldség, gyümölcs) megtermelni. Mert nem mindegy, hogy mit eszünk meg és milyen levegőt szívunk be.