Proč elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí? Část slabin nemá řešení

Přes veškerý pokrok posledních dekád si elektrická auta stále příliš nerozumí s tvrdšími zimními podmínkami, které jejich efektivitu citelně snižují. Proč? Za vším opět stojí limity akumulátorů.
  1. Autoforum.cz
  2. Rubriky a sekce
  3. Technika

Proč elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí? Část slabin nemá řešení

4.12.2019 | Petr Prokopec

Proč elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí? Část slabin nemá řešení

/

Foto: Archiv Autoforum.cz

Přes veškerý pokrok posledních dekád si elektrická auta stále příliš nerozumí s tvrdšími zimními podmínkami, které jejich efektivitu citelně snižují. Proč? Za vším opět stojí limity akumulátorů.

ANO

Letos uplynulo dvacet let od premiéry prvního dílu dnes již kultovní filmové ságy Matrix. Ta přinesla velkou revoluci v rámci kinematografie, ovšem pohledům na kulky prolamující vzduch se dnes vyhneme. Samotný snímek byl zajímavý i v jiných ohledech a jedním z nich nepochybně bylo, že člověk byl stroji využíván jako zdroj energie. Z toho důvodu byli lidé chováni ve speciálních kapslích, kde měli zajištěny stálé podmínky k... spíše přežívání než životu.

Jak to ovšem souvisí s dnešním světem aut? Na první pohled možná nijak, ten druhý detailnější ale již může prozradit značné spojitosti. Akumulátory jsou citlivky a aby byly maximálně efektivní, potřebují rovněž podmínky blízké oněm kapslím. S jejich stoprocentní kapacitou tedy můžeme počítat při teplotách okolo 20 stupňů Celsia. Stačí však desetistupňový vzestup a 20 % je pryč.

Z toho důvodu výrobci přichází s termálním managementem, jenž 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. Za rohem je ovšem zima, a to znamená, že teploty budou naopak pod bod mrazu padat. Majitelé elektromobilů se tak musí připravit na těžkosti, které plynou z konstrukce akumulátorů a nemají žádné okamžité 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 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 Macanem 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”...


Proč elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí? Část slabin nemá řešení - 1 - Li-ion baterie a teplotni vlivy 01Proč elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí? Část slabin nemá řešení - 2 - Li-ion baterie a teplotni vlivy 02
Ve snímku Matrix lidstvo sloužilo jako baterie pro stroje, uchováváno tak bylo v uzavřených kapslích

Proč elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí? Část slabin nemá řešení - 3 - Li-ion baterie a teplotni vlivy 03Proč elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí? Část slabin nemá řešení - 4 - Li-ion baterie a teplotni vlivy 04Proč elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí? Část slabin nemá řešení - 5 - Li-ion baterie a teplotni vlivy 05Proč elektromobily dál mizerně fungují v zimním počasí? Část slabin nemá řešení - 6 - Li-ion baterie a teplotni vlivy 06
O totéž se pokouší výrobci elektromobilů, omezují je však technologie. Platí to i o Porsche Taycan, jenž jako první vůz světa přichází s 800voltovým elektrickým okruhem. Baterie má totiž stále lithium-iontové, které si zejména s veli nízkými teplotami nerozumí

Zdroj: Auto Evolution

Petr Prokopec

Živá témata na fóru

zobrazit vše

Autobazar

zobrazit vše