Czy kierowca samochodu elektrycznego może zamarznąć zimą w samochodzie elektrycznym, stojącym przez długi czas w korku albo na zablokowanej drodze? Tak, jest to możliwe. Od czego to zależy? Ile czasu ma kierowca auta elektrycznego, zanim ogrzewanie przestanie działać? Jak długo będzie mógł stać w wielogodzinnym korku? Sprawdziłem to!

W tym artykule sprawdzę, ile energii może zużywać ogrzewanie kabiny w samochodzie elektrycznym podczas silnego mrozu. Wyjaśnię różnice między ogrzewaniem oporowym PTC a pompą ciepła i pokazuję, dlaczego rodzaj zastosowanego układu ma znaczenie. Czy większa bateria oznacza większy komfort i bezpieczeństwo? Ile czasu można ogrzewać wnętrze, zachowując część energii na dalszą jazdę? Bez mitów i bez propagandy — liczą się fizyka, zużycie energii i założenia, które trzeba uwzględnić w obliczeniach.

W internecie w wielu miejscach pojawiał się mem, z którego wynikało, że kierowca auta elektrycznego może zamarznąć w trakcie wielogodzinnego stania w korku. Cóż, jako jeden z największych krytyków elektromobilności w Polsce musiałem to dokładnie sprawdzić.

Aby móc odpowiedzieć na zadanie pytanie, najpierw muszę pokazać, w jaki sposób ogrzewa się kabinę samochodu elektrycznego.

Jakie ogrzewanie kabiny stosuje się w samochodach elektrycznych BEV?

W samochodach elektrycznych stosuje się dwa rodzaje ogrzewania, albo trzecie, będące kombinacją obydwu.

Pierwszy sposób ogrzewania to grzałka PTC. Działa podobnie jak domowa farelka. Prąd przepływa przez element grzejny, który zamienia energię elektryczną w ciepło. Rozwiązanie jest proste, ale zużywa bardzo dużo energii. Przy mrozie grzałka może pobierać kilka kilowatów.

To właśnie dlatego w autobusach elektrycznych nie stosuje się ogrzewania grzałkami elektrycznymi. Gdyby takie stosowano, bateria szybko uległaby rozładowaniu. Gdyby ktoś jeszcze nie wiedział, autobusy elektryczne ogrzewa się… ogrzewaniem postojowym (popularnie webasto), które zużywa do tego celu olej napędowy.

Drugi sposób ogrzewania aut elektrycznych, znacznie bardziej oszczędny, to pompa ciepła.

W samochodach elektrycznych stosuje się kompresor high voltage, który jest główną częścią układu klimatyzacji samochodowej. W trakcie zimnych dni kompresor napędza pompę ciepła (dzięki układowi zaworów zmienia się kierunek przepływu czynnika chłodniczego), która przenosi ciepło z otoczenia lub innych elementów układu do kabiny (pracuje odwrotnie niż klimatyzacja samochodowa). Dzięki temu z 1 kWh energii elektrycznej może dostarczyć kilka kWh ciepła, zależnie od warunków. Podczas silnych mrozów jej wydajność spada. Dlatego stosuje się dodatkową grzałkę PTC, która podgrzewa wnętrze kabiny.

W badaniu pięciu modeli EV podczas zimowego podgrzewania kabiny pompa ciepła pobierała w określonych warunkach około 1–1,3 kW, a pobór grzałki PTC po początkowej fazie był zwykle wyższy.  Później spadał. Każdy system stara się optymalizować zużycie energii.

Źródła: Science Direct, EVChargeReviews

Uwaga – nie istnieje jedna wartość zużycia energii do ogrzewania wnętrza kabiny dla wszystkich samochodów i wszystkich temperatur. Te wartości różnią się, w zależności od modelu auta (a dokładnie od rodzaju sprzętu do ogrzewania), wartości temperatury zewnętrznej itd.

Czy kierowca może zamarznąć w samochodzie elektrycznym w korku? Założenia wyliczenia

Na początek muszę uściślić. Szybkie ładowanie pozwala na naładowanie baterii w samochodzie do 80 procent pojemności. Druga bardzo ważna sprawa – to oczywiste, że kierowca nie może zużyć całej energii z baterii na ogrzewanie kabiny. W jaki sposób będzie mógł później dojechać do ładowarki? Dlatego w baterii musi pozostać 20 procent energii na dojazd do miejsca, gdzie będzie można auto naładować.

Ponadto rozładowanie baterii do zera jest bardzo groźne i może skończyć się zniszczeniem najdroższej części w samochodzie.

Ile godzin ogrzewania zapewni bateria?

Samochód stoi na poboczu, a kierowca utrzymuje komfortową temperaturę w kabinie. Auto ma 80% naładowania. Zachowujemy 20% baterii na dojazd do ładowarki. Nie uwzględniam dodatkowego zużycia na ogrzewanie baterii, elektronikę i inne odbiorniki w osobnym rachunku.

Z prostego, bardzo optymistycznego wyliczenia wynika, że kierowca może przeznaczyć na ogrzewanie 60 procent pojemności energii.

W przypadku samochodu z baterią 60 kWh będzie to 36 kWh. W przypadku samochodu z baterią 100 kWh będzie to 60 kWh.

Czy kierowca zamarznie w samochodzie elektrycznym w trakcie zimy? Test przy temperaturze minus 10 stopni

Do obliczeń przyjmę orientacyjny, stały pobór energii – 1,5 kW dla pompy ciepła i 3 kW dla grzałki PTC. Temperatura minus 10 stopni Celsjusza. Bateria naładowana do 80 procent.  

W samochodzie z baterią 60 kWh – kierowca może ogrzewać się grzałką PTC przez 12 godzin, a pompą ciepła przez 24 godziny.

W samochodzie z baterią 100 kWh – kierowca może ogrzewać się grzałką PTC przez 20 godzin, a pompą ciepła przez 40 godzin.

Czy kierowca zamarznie w samochodzie elektrycznym w trakcie zimy? Test przy temperaturze minus 20 stopni

Do obliczeń przyjmę większe zużycie energii. Grzałka PTC – 3,5 kW, pompa ciepła 2,5 kW. Temperatura minus 20 stopni Celsjusza. Bateria naładowana do 80 procent. 

W samochodzie z baterią 60 kWh – kierowca może ogrzewać się grzałką PTC przez 10 godzin, a pompą ciepła przez 14 godzin.

W samochodzie z baterią 100 kWh – kierowca może ogrzewać się grzałką PTC przez 17 godzin, a pompą ciepła przez 24 godziny.

Ale – ważne zastrzeżenie, jeśli pompa ciepła będzie używać jako wsparcia grzałki PTC, zużycie prądu wzrośnie z 2,5 do 3,5 kW. A wtedy czas ogrzewania pompą ciepła będzie taki sam, jak grzałką PTC.

Kiedy kierowca może zamarznąć w kabinie auta elektrycznego?

To oczywiste, kiedy zostanie zablokowany w aucie, w którym poziom naładowania baterii będzie dość niski. Na przykład po przejechaniu długiej trasy.

Zróbmy sobie takie wyliczenie dla mrozu – 20 stopni i samochodu, w którym pojemność baterii wynosi 40 procent. W takim przypadku auto z baterią 60 kWh będzie mogło ogrzewać kabinę grzałką PTC przez 3 godziny, 26 minut, a pompą ciepła przez 4 godziny 50 minut. Auto z baterią 100 kWh będzie mogło ogrzewać kabinę przez 5 godzin 43 minuty albo 8 godzin pompą ciepła.

Cały czas zostawiamy 20 procent energii na dojazd do ładowarki i na ochronę baterii przed głębokim rozładowaniem i uszkodzeniem.

Im niższy poziom naładowania baterii, tym większe ryzyko.

I może się zdarzyć taka sytuacja, że kierowca wyjeżdża np. w centrum Polski w góry, autem z naładowaną baterią, liczy na to, że naładuje pojazd w mieście docelowym, a zostaje zablokowany 30 km od celu, już w górach. Bateria ma 30 procent. I zaczyna się problem. Co robić? Ogrzewać kabinę, czy oszczędzać energię na dojazd? Ryzykować głębokie rozładowanie i zniszczenie horrendalnie drogiej baterii?

Dlaczego w samochodzie spalinowym jest mniejsze ryzyko zamarznięcia w trakcie długiego postoju w korku?

Samochód spalinowy z 25 litrami benzyny, spalający na postoju litr paliwa na godzinę, może ogrzewać kabinę przez około 25 godzin. Nie jest to jednak wynik uniwersalny, ponieważ spalanie zależy od silnika i warunków pracy, a zimny rozruch może dodatkowo zwiększyć zużycie.

Ale jest coś znacznie lepszego. To ogrzewanie postojowe, niezależne od silnika. Korzystają z niego np. kierowcy busów i ciężarówek. Montuje się je też w autach osobowych. Przykładowo ogrzewanie postojowe powietrzne zużywa tylko około 0,1 – 0,3 l/h (w zależności od mocy). Praca przez całą noc (np. 8 godzin) to ok. 1,6 – 2,4 litra paliwa. Silnik samochodu nie pracuje. Jedynie, w trakcie mroźnej nocy, można się martwić o akumulator 12V. W elektryku – też.

Jest jeszcze jedna przewaga auta spalinowego nad elektrycznym

Kiedy skończy się paliwo, wystarczy przywieźć kanister 5 litrowy i już można spokojnie dojechać do najbliższej stacji. Załóżmy, że na drodze stoi kilkadziesiąt aut spalinowych, zabrakło w nich paliwa. Podjeżdża cysterna, każdy dostaje po kilka litrów paliwa i wszyscy ruszają.

Kiedy w elektryku skończy się energia, trzeba przywieźć generator (napędzany dieslem) i przez długi czas ładować. Ile czasu będzie trwało ładowanie kilkudziesięciu aut elektrycznych?

Do tego całkowite rozładowanie baterii może się skończyć fatalnie. Bateria trakcyjna może doznać poważnych uszkodzeń, jeśli po osiągnięciu 0% nie zostanie naładowana. Volvo zaleca również podłączenie auta do ładowania, jeśli podczas postoju poziom spadnie poniżej 20%. Źródło – Volvo Cars

Nie pozwól na głębokie rozładowanie baterii, zejście do 0% może spowodować uszkodzenie elementów samochodu, w tym problemy z akumulatorem niskiego napięcia, oraz że związane z takim rozładowaniem koszty naprawy/transportu mogą nie być objęte gwarancją ani pomocą drogową.

Źródło: Instrukcja Tesla 3 w NHTSA

Podsumowując, uważam, że ryzyko zamarznięcia w aucie elektrycznym, w polskich warunkach zimowych jest raczej (na szczęście) niskie.

AUTOR MICHAŁ LISIAK, NIEZALEŻNY DZIENNIKARZ MOTORYZACYJNY, WŁAŚCICIEL MOTOREWIA.PL

MENU
– > POWRÓT NA STRONĘ GŁÓWNĄ

– > MOTOREWIA NA YOUTUBE
– > MAGAZYN MOTORYZACYJNY
– > TECHNIKA MOTORYZACYJNA I DIAGNOSTYKA
– > SAMODZIELNE NAPRAWY SAMOCHODÓW– ZAOCZNE TECHNIKUM DRUCIARSTWA SAMOCHODOWEGO
– > ELEKTROMOBILNOŚĆ I SAMOCHODY ELEKTRYCZNE, WADY ELEKTROMOBILNOŚCI
– > DETAILING
– > FELIETONY MOTORYZACYJNE, CIEKAWOSTKI MOTORYZACYJNE, HUMOR MOTORYZACYJNY
– > DOKUMENTY, UBEZPIECZENIA
– > MOTOCYKLE
– > MILITARIA – MOTORYZACJA I WOJSKO
– > MOTORYZACJA I POLITYKA
– > TESTY SAMOCHODÓW
– > AKCESORIA DLA KIEROWCÓW
– > SAMOCHODY ŚWIATA
– > PODRÓŻE i SLOW DRIVING
– > MOTOREWIA NA FACEBOOK
– > MOTOREWIA NA TWITTER

– > POWRÓT NA STRONĘ GŁÓWNĄ

Michał Lisiak

Jestem niezależnym dziennikarzem motoryzacyjnym z 16 – letnim stażem. Kocham motoryzację. Pasjonuje mnie technika samochodowa i nie tylko ona. Opisuję świat ze swojej perspektywy słowami Lorda Czarnej Żmii, mojego ulubieńca. Kocham Polskę, a poza motoryzacją pasjonuje mnie Indonezja, moją miłością jest Dżakarta, cieszy mnie kuchnia azjatycka i muzyka elektroniczna. Jestem wolnościowcem i do szału doprowadzają mnie lewicowe pomysły. Z nieskrywaną radością piszę i mówię o wadach aut elektrycznych. Jestem wielką gwiazdą hucznych przyjęć, w trakcie których opowiadam soczyste anegdoty o pożarach samochodów elektrycznych i straszę wszystkich cenami baterii i napraw. Świetnie gotuję. Współpracuję z kilkoma portalami i firmami motoryzacyjnymi.
Prowadzę też konto na YouTube, które zdobywa coraz większą popularność. Jestem dziwakiem, który lubi przebywać w towarzystwie starych części samochodowych. Mam małą rodzinę, w skład której wchodzi moja matka, druga połowa i kot. Ukochana ma jedną wadę – lubi duriany.
Brzydzę się „dziennikarstwem motoryzacyjnym”, które polega na skracaniu gotowych newsów, przychodzących z działów PR importerów samochodów.
Na mojej stronie i koncie na YouTube piszę i mówię to, co naprawdę myślę o motoryzacji.