Hideg van, nő a fogyasztás, de még a töltés is lelassul?

Az elmúlt néhány napban 0 fok alá csökkent a hajnali hőmérséklet, így érdemes elővenni a villanyautós zsargonban coldgate néven emlegetett jelenséget. A kifejezést talán Bjørn Nyland, norvég villanyautós vlogger alkotta, de a probléma a legtöbb modern elektromos autót érinti.

Mi az a coldgate jelenség?

Az akkumulátorokat sok szempontból az emberekhez lehetne hasonlítani. Ahogy mi sem szeretünk éhezni és nem egészséges ha degeszre esszük magunkat, úgy az akkunak sem ideális állapot az üresre merítés és a teljes feltöltés. Másik párhuzam, hogy ahogy az emberek szobahőmérsékleten érzik magukat legjobban, úgy az akku sem viseli jól a fagypont alatti hőmérsékletet és a kánikulát. Télen biztosan sokan tapasztalták már, hogy a mobiltelefonunk képes viszonylag magas akku töltöttségi szintnél is kikapcsolni. Az autók szerencsére nem állnak meg, ha hideg van, azonban az akkumulátor egészségi állapotát óvó BMS (Battery Management System – akkumulátor vezérlőrendszer) bizonyos korlátozásokat alkalmaz az akku védelme érdekében.

Arról van tehát szó, hogy ha az autónk akkumulátorának hőmérséklete egy bizonyos határérték alá csökken, akkor a BMS korlátozni fogja a maximális felvehető teljesítményt (sőt, szélsőséges esetben akár a leadott teljesítményt is, azaz hideg akkuval nem kapjuk meg a megszokott gyorsulást).

Bár a coldgate jelenség rengeteg típusnál előfordul, annak hatásában, súlyosságában jelentős eltérések tapasztalhatók. Magyarországon valamivel ritkábban tapasztaljuk a problémát, mivel nálunk az 50 kW-os DC töltőoszlopok a leggyakoribbak, sok típus pedig csak olyan mértékben korlátozza le a DC töltési teljesítményt a hideg miatt, amellyel csak 50 kW-nál nagyobb teljesítményű töltőnél szembesülnénk.

Hogy néz ki a gyakorlatban?

A töltőhálózat fejlődése vagy egy másik típusra váltás a magukat rutinosnak tartó villanyautósokat is meg tudja lepni, akinek pedig most kezdődik az első tele, szinte biztosan értetlenül áll majd a töltőoszlop előtt, esetleg aggódni kezd, hogy az autója meghibásodott, azért írja ki az autó a megszokott töltési időnek akár kétszeresét.

Tesla tulajdonosoktól többször hallottam már, hogy az autót egy téli reggelen a töltőre csatlakoztatva 0 kW töltési teljesítményt ír ki az autó. Ha van másik szabad töltő, akkor mindenki azzal kezdi, hogy átdugja másikra, talán rossz az oszlop. Amikor ott is 0 kW jelenik meg a műszerfalon, kezd aggódni, hogy nem a töltő, hanem az autó hibásodott meg. Szerencsére az esetek többségében nincs hiba. A Tesla nem az oszloptól felvett, hanem az akkuba kerülő teljesítményt írja ki. Az autó a hideg akkut elkezdi fűteni, hogy gyorsabb lehessen a töltés, előfordulhat azonban, hogy a töltő által kínált teljesítmény teljes egészét akku fűtésre használja az autó, így az akkuba semmi sem jut. A helyzet hamarosan javulásnak indul, ahogy melegszik az akku úgy enged egyre több energiát bele a rendszer.

Egyéb típusok általában a töltőtől kapott teljesítményt jelenítik meg, így ezek nullával nem szoktak riogatni, de – különösen DC töltőn – gyakori a megszokottól jóval kisebb teljesítmény, ami a várható töltési idő meghosszabbodását is jelenti.

Aki rendelkezik otthoni töltési lehetőséggel általában tele akkuval indul hosszú útra. Ők lényegesen ritkábban szembesülnek a problémával, mert mire üres akkuval egy villámtöltőhöz érkeznek, a használattól már általában felmelegszik annyira az akku, hogy kisebb mértékben vagy egyáltalán ne legyen korlátozott a maximális töltési teljesítmény.

Tipikus hiba lehet azonban, ha télen elutazunk síelni. Az odaút végén már alig várjuk, hogy megérkezzünk, a visszaútra szükséges energia betöltését a hazaindulás napjára halasztjuk. (Bár egyre több szálloda kínál célállomás töltésként AC töltőket.) Iyenkor okozhat kellemetlen meglepetést, hogy a síelés alatt napokig nem használt elektromos autó 0 fok alá hűlt akkumulátorát jóval tovább tart feltölteni, mint amit máskor megszokhattunk.

Mit tehetek ellene?

A válasz egyszerű, ha a probléma oka a hideg akku, akkor fel kell melegíteni. A megoldás már nem mindig ennyire egyszerű. Az akkumulátor hőmenedzsmenttel nem rendelkező autók (pl. Nissan LEAF, Volkswagen e-Golf) bizonyos szempontból előnyt kapnak ebben a helyzetben. Mivel az akku az autó használata és töltése közben melegszik, a hűtéssel nem ellátott autókban csak az akkut kell felmelegíteni, a hűtőközeget nem, így gyorsabb lehet az üzemi hőmérséklet elérése. Előfordulnak léghűtés modellek, mint például a Hyundai Ioniq 28 kWh-s változata. Ennél a típusnál az utastér levegőjét vezetik át az akkumulátoron, így itt az utastér felfűtésével gyorsíthatjuk az akku melegedését.

A legtöbb modellbe kerül akkumulátor fűtés, amely teljesítménye néhányszáz wattól néhány kW-ig terjed. Ezek sokszor PTC fűtőelemek. Egyes típusoknál ez azonban csak speciális feltételek teljesülésekor lép működésbe, elvárt lehet például, hogy az autó csatlakoztatva legyen a töltőhöz vagy az akkumulátor töltöttsége elég magas legyen. Sokszor ezeket vészhelyzetben használják, így csak -15 fok alatt lépnek működésbe.

A folyadékhűtéses akkumulátorral szerelt autók többségében is található akku fűtési megoldás, de az esetek többségében ezt sem tudjuk egy gombnyomással egyszerűen bekapcsolni. Számos típusnál az időzített fűtés beprogramozásával az akkumulátor is előmelegíthető, bár több autónál ilyenkor feltétel, hogy az autó töltőn legyen. Több típus menürendszerében ki- és bekapcsolható az akkumulátor fűtés, illetve a téli üzemmód. Ezeket a beállításokat érdemes ellenőrizni nyár végén, hátha – akár véletlenül – kikapcsoltuk korábban.

Miért tölt lassabban a villanyautóm télen?

A Teslák esetében egy trükkel is élhetünk. Ha az autó navigációjában beállítunk egy közeli Superchargert, akkor az autó elkezdi felmelegíteni az akkut az odaúton a lehető leggyorsabb töltés érdekében. Érdemes tehát akkor is használni a navigációt, ha jól ismerjük a közeli SuC helyét, és akkor is segíthet a módszer, ha bármilyen okból nem is a SuC, hanem egy másik környékbeli töltő a valós cél.

A Tesla Model 3 típusban bemutatkozó octovalve rendszer komoly tervezési bravúr, melynek lényege, hogy az autó bármely alkatrészének hulladékhőjével tudjunk egy másik alkatrészt fűteni. A megoldás gyakorlati haszna azonban valamivel kisebb, mint első látásra tűnik, ugyanis amikor a coldgate probléma jelentkezik, akkor általában mindent egyszerre kellene fűteni, nyáron a kánikulában pedig a legtöbb részegység egyszerre igényel hűtést. Természetesen van előnye a megoldásnak, mivel így nincs szükség fűtőszálra az akku melegítéséhez, az a motor energiaveszteségével is elérhető.

Ahogy fentebb említettem, az akku a használat közben melegszik, akár töltjük, akár kiveszünk energiát. Minél nagyobb teljesítmények mozognak, annál több a hőveszteség, annál gyorsabban melegszik az akku. Ebből egyértelműen következik, hogy az akku intenzív gyorsítások és lassítások ismétlésével többé-kevésbé felmelegíthető. Ezzel a megoldással azonban nagyon óvatosan kell bánni. Az akku általában télen hideg, amikor bárhol találkozhatunk csúszós útviszonyokkal. Nem a hosszú élet titka padlógázt és padlóféket ismételgetni a nedves, havas, jeges úton.

Holnapi cikkünkben egy konkrét modell esetében mutatjuk be, hogy milyen mértékben lassul az autó töltése a hideg időjárás hatására.

Így befolyásolja a hideg a villanyautók töltési sebességét

Címlapkép: Shutterstock

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.