Elektromobiliai žiemą: šaltis „suvalgo“ ne tik kilometrus – mažėja ir baterijų efektyvumas
Ši žiema elektromobilių vairuotojams pateikė nemalonių siurprizų. Krentant oro temperatūrai, sparčiai tirpsta nuvažiuojamas atstumas ir ilgėja baterijos įkrovimo laikas. Vėl imama svarstyti, ar elektra varomi automobiliai tinka lietuviškam klimatui. Kauno technologijų mokymo centro profesijos mokytojas Rolandas Šertvytis teigia, kad negana vairuotojams klasikinį automobilį pakeisti varomu elektra: „Elektromobilis reikalauja kitos mąstysenos.“ Elektromobilių specialisto teiraujamės, kokias klaidas dažniausiai daro vairuotojai, kaip teisingai jį eksploatuoti ir kaip kuo ilgiau išsaugoti bateriją.
Žiemą nukritus oro temperatūrai, elektromobilių vairuotojai netruko pastebėti, kad sutrumpėjo nuvažiuojamas atstumas ir pailgėjo įkrovimo laikas. Nuo kokios temperatūros baterijos pradeda „jausti“ šaltį?
Net ir paprastos baterijos pradeda reaguoti oro temperatūrai pasiekus 0 °C ribą. Elektromobiliuose naudojamos ličio jonų baterijos yra sudėtingesnės: čia kitokio tipo celės, sudėtingesnė energijos kaupimo technologija, o pats baterijos blokas turi apsauginius ir izoliacinius sluoksnius. Tačiau tai nereiškia, kad šaltis jų neveikia. Praktikoje jau esant 0– -5 °C, baterijos valdymo sistema ima riboti galią ir įkrovimo greitį. Kai lauke apie –10 °C, poveikis baterijos darbui tampa labai ryškus – mažėja atiduodama galia, lėtėja įkrovimas, trumpėja nuvažiuojamas atstumas. Kuo šalčiau – tuo šie efektai stipresni.
Esant nedideliam šalčiui, baterijos temperatūra krinta lėčiau nei aplinkos, nes ją šiek tiek saugo automobilio konstrukcija ir šiluminė masė. Tačiau ilgesnį laiką nusistovėjus –10 °C ir žemesnei temperatūrai, baterijos celės palaipsniui atšąla, keičiasi jų darbo režimas ir automobilis ima elgtis kitaip nei šiltuoju metų laiku.
Pernykštė žiema buvo nepalyginamai švelnesnė. Ar tai galėjo sudaryti klaidingą įspūdį apie elektromobilių galimybes Lietuvos klimato sąlygomis?
Be abejo. Pernai žiema elektromobiliams buvo palanki. Žmonės pamatė, kad gali nuvažiuoti beveik tokį patį atstumą, kokį nurodo gamintojas. Gerą įspūdį sustiprino ir marketingas. Tačiau techniką reikia vertinti realistiškai. Gamintojų deklaruojami nuvažiuojami atstumai nustatomi laboratorinėmis sąlygomis, esant vidutinei temperatūrai. Temperatūrai nukritus žemiau 0, fizikos dėsniai ima viršų. Po keleto metų sulaukėme tikros lietuviškos žiemos ir išryškėjo elektromobilių eksploatacijos niuansai.
Tiesa, ne tik šalta žiema, bet ir karšta vasara elektromobiliams kelia iššūkių. Esant aukštai temperatūrai, baterija intensyviau kaista, todėl jos valdymo sistema riboja galią arba įkrovimo greitį, siekiant išvengti perkaitimo. Esant apie +25 °C, baterija paprastai dar dirba optimaliu režimu, tačiau esant +30 °C ir daugiau, ypač intensyviai važiuojant ar greitai kraunant, aušinimo sistema dirba maksimaliu režimu, o baterijos darbas gali būti ribojamas.
Optimali darbinė elektromobilio baterijos temperatūra yra maždaug nuo +10 °C iki +25 °C. Tokiomis sąlygomis cheminės reakcijos vyksta efektyviausiai, baterija nei perkaista, nei peršąla, o energija naudojama optimaliai.
Sumažėjęs nuvažiuojamas atstumas vairuotojams, suprantama, kelia diskomfortą. Ar galime tikėtis, kad stiprus žiemos šaltis padarys ilgalaikės žalos baterijai?
Ilgalaikė žala įmanoma, tačiau ji labai priklauso nuo eksploatacijos. Jei ilgą laiką laikosi apie –20 °C ir baterija netinkamai naudojama, – pavyzdžiui, automobilis paliekamas visiškai iškrautas, dažnai kraunamas labai šaltas didelės galios įkrovimo stotelėse arba nuolat kraunamas iki 100 proc. – baterijos degradacija gali paspartėti. Tokiais atvejais per kelerius metus baterijos talpa gali sumažėti reikšmingiau nei įprasta. Tačiau tinkamai eksploatuojant šiuolaikinį elektromobilį, vien per vieną žiemą baterija neturėtų prarasti didelės dalies talpos.
Didelis karštis taip pat veikia neigiamai – ilgą laiką veikiamos aukštos temperatūros baterijos celės greičiau sensta, todėl ilgainiui mažėja jų gebėjimas kaupti energiją.