Elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí, část jejich slabin ani nemá řešení

Přes veškerý pokrok posledních dekád si elektrická auta stále příliš nerozumí s jakkoli drsnějšími zimními podmínkami, jež jejich efektivitu citelně snižují. Proč?
  1. Autoforum.cz
  2. Rubriky a sekce
  3. Technika

Elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí, část jejich slabin ani nemá řešení

13.12.2020 | Petr Prokopec

Elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí, část jejich slabin ani nemá řešení

/

Foto: Tesla

Přes veškerý pokrok posledních dekád si elektrická auta stále příliš nerozumí s jakkoli drsnějšími zimními podmínkami, jež jejich efektivitu citelně snižují. Proč?

Letošek někteří popisují jako rok, kdy se automobilový svět začal definitivně přiklánět k elektrické mobilitě. Z prodejních čísel některých evropských zemích to tak může vypadat, i pokud ale pomineme, že atraktivita elektrických aut stojí hlavně na jejich enormních dotacích na straně jedné a zatěžování vozů se spalovacími motory všemožnými pokutami na straně druhé, nestačíme se divit. Z pohledu techniky nenastal žádný zlom, který by jakoukoli revoluci ospravedlňoval a ze všeho nejvíce to platí o tradiční bolístce elektromobilů, o akumulátorech.

Ty nadále trpí omezenou energetickou hustotou, dlouhou dobou dobíjení, vysokou cenou i omezenou životností. To jsou známé problémy, s nastávající zimou se ale objevují další. Současné akumulátory jsou totiž trochu citlivky a aby byly maximálně efektivní, potřebují specifické teplotní podmínky. S jejich stoprocentní kapacitou tedy můžeme počítat při teplotách okolo 20 stupňů Celsia. Stačí však desetistupňový rozdíl a 20 % kapacity je pryč.

Z toho důvodu výrobci používají termální management, který se snaží regulovat teplotu v akumulátorech natolik, aby byl zajištěn jak dlouhý dojezd, tak zároveň okamžitý a přitom vysoký výkon. Něco takového se samozřejmě snadno řekne, ovšem hůře udělá. Výrobci sice za posledních pár let přišli s razantním zlepšením, nicméně i tak má termální management značné nedostatky. Tím asi největším je, že část kapacity baterií je využívána pro tento systém, což elektrická auta činí méně efektivními - místo do elektromotorů míří elektřina do ohřívání nebo chlazení akumulátorů.

Daleko větším problémem však je, že jakkoliv jsou termální systémy stále účinnější, řeší především teplotní výkyvy nad bodem mrazu. Teď tu ale máme zimu, a to znamená, že teploty naopak pod bod mrazu padají. Majitelé elektromobilů se s tím musí připravit na těžkosti, které plynou z konstrukce akumulátorů a nemají žádné bezprostřední řešení.

Abychom je pochopili, musíme si nejprve aspoň laicky vysvětlit princip fungování lithium-iontových baterií, které nyní platí za standard. Při jejich vybíjení se lithiové ionty přesouvají z uhlíkové anody na lithium-kobalt-oxidovou katodu, při nabíjení je pak celý proces obrácen. Čím stálejší a plynulejší oba procesy jsou, tím větší efektivitu baterie nabízí. V opačném případě ale dochází k jejímu zpomalení či dokonce k poškozování a jak už asi tušíte, nízká teplota plynulosti těchto procesů nenahrává.

Baterie tedy mohou elektromobil napájet i při teplotách -40 stupňů Celsia, ovšem v tu chvíli jsou elektrochemické procesy v baterii citelně zpomaleny. Snižuje se dostupný proud, což způsobuje pokles výkonu celého vozu. Nabíjení je ale tak hluboko pod bodem mrazu prakticky vyloučené, neboť proces je zpomalený až příliš.

Právě proto se třeba Porsche rozhodlo, že Taycan neosadí ani 220voltovou, ani 400voltovou architekturou, ale místo toho bude užit 800voltový okruh. Čím vyšší je napětí, tím nižší jsou pracovní proudy a lze použít i kabely s menším průřezem. Auto je lehčí, současně se zkracuje čas potřebný k nabití. Baterie navíc fungují na mnohem stálejší bázi. Stále však jde o lithium-iontovou technologii, kterou sice u Porsche opět posunuli o kus vpřed, ale vše se jim vyřešit nepodařilo. I s Taycanem se tedy budete musel připravit na to, že jej v zimě nemusíte dobít a při jízdě nebude nabízet takový výkon, jako za vyšších teplot. U ostatních elektromobilů pak bude situace jen horší.

Porsche samozřejmě ve vývoji neustává, tak jako hledají nové technologie i další výrobci. Mluví se tedy o lithium-sírových či lithium-vzduchových akumulátorech, stejně jako o bateriích s tuhým elektrolytem. Ty již mají nabídnout mnohem stálejší kapacitu, která bude počasí odolávat daleko lépe. Nicméně rozhodně nepočítejte s tím, že na trhu budou v řádu let - experti v oboru neočekávají, že bychom se do konce příští dekády dočkali v produkčních autech čehokoli jiného než „li-ionek”.

Při jejich použití se pak musíte smířit s problémy, které nedávno do detailu vykreslil italský test Tesly Model 3. Stačí pokles teploty z optimální na trochu nižší a provozní efektivita je ta tam. Co teprve v teplotách pod bodem mrazu, které ve většině Itálie sotva znají...


Elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí, část jejich slabin ani nemá řešení - 1 - Li-ion baterie a teplotni vlivy 03Elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí, část jejich slabin ani nemá řešení - 2 - Li-ion baterie a teplotni vlivy 04Elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí, část jejich slabin ani nemá řešení - 3 - Li-ion baterie a teplotni vlivy 05Elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí, část jejich slabin ani nemá řešení - 4 - Li-ion baterie a teplotni vlivy 06
Moderní elektrická auta se snaží akumulátory aktivně chránit před teplotními vlivy, neřeší to ale vše a už vůbec to není efektivní. Výjimkou není ani Porsche Taycan, které jako první vůz světa používá 800voltový elektrický okruh. Baterie má totiž stále lithium-iontové, které si zejména s velmi nízkými teplotami prostě nerozumí. Foto: Porsche

Petr Prokopec

Živá témata na fóru

zobrazit vše