Det har lenge vært kjent at kulde i praksis påvirker elbilenes batterier negativt med tanke på ytelse.
Det skyldes kort sagt at de elektrokjemiske prosessene går tregere når batteriet får lavere temperatur. Det gjør igjen at den indre motstanden i cellene øker, noe som gjør at en del av kapasiteten går tapt.
Fenomenet er i all hovedsak forbigående, og går over når batteriet oppnår normal driftstemperatur.
Nøyaktig hva kulden gjør for rekkevidden, kan være vanskelig å avgjøre. Ny forskning fra Idaho National Laboratory (INL) har nå samlet inn store mengder data for å sette tall på fenomenet.
De har nylig publisert en artikkel i journalen Energy Policy, og har sett på hvordan kulden påvirker elbilers evne til å hurtiglade.
- Hvordan virker: Dette skjer med elbilbatterier i vintertemperatur
Overvåker batteriet
Batteriovervåkningssystemet passer på å redusere ladeeffekten dersom temperaturen er for høy, men også når den er for lav.
Er temperaturen for lav kan høy ladeeffekt føre til at det avsettes litium på anoden, som fører til at metallet blir utilgjengelig. Det betyr i praksis at kapasiteten blir redusert.
Det er ikke temperaturen i luften som er begrensningen, men temperaturen i selve batteriet. Om bilen står parkert i lav temperatur vil batteriet også bli kaldt.
Det er viktig å ha i tankene hva dette betyr særlig for større flåter av elbiler, mener forskerne bak artikkelen. For planlegging av infrastruktur og politikk har ikke tatt hensyn til at hurtiglading i realiteten ikke skjer med en konstant effekt.
Det kan være vesentlig å vite. For jo større batterier, jo dyrere er bilene. Hurtiglading kan da være en måte å få mest mulig effektiv bruk ut av biler med mindre batteri.
- Vintertest av elbiler: Bilen med minst batteri har samme rekkevidde som ny Nissan Leaf
500 hurtigladinger
Forskerne har sett på en flåte bestående av 2012-modeller Nissan Leaf som benyttes som drosjer i New York City. De har analysert hvordan temperatur påvirker bruken. De har også analysert tidligere forskningslitteratur rundt samme tema.
De hevder at dette så langt de har funnet ut er den eneste forskningen som har analysert temperaturpåvirkning i reelle tall fra biler i trafikk.
Mer enn 500 hurtigladeøkter i temperaturer fra 9,4 kuldegrader til 39,4 varmegrader er undersøkt. De fant at ladetidene økte betraktelig når temperaturene var lavest.
I 25 varmegrader kunne en opplading til 80 prosent kapasitet ta en halvtime. Ved null grader hadde bilene ladet til 36 prosent lavere kapsitet på samme tid. På det kaldeste tok det tre ganger så lang tid å lade opp batteriet som i 25 varmegrader.
- Er elbilen egentlig miljøvennlig? 12 myter og fakta om elbiler og forurensing
Gjelder ikke alle
En av forfatterne bak artikkelen, Yutaka Motoaki, en elbilforsker ved INL, understreker i en pressemelding at kaldt vær bare påvirker elbilførere under visse forhold. Om bilen parkeres i en oppvarmet garasje, vil ikke batteriet bli kaldt. Og er rekkevidden uansett lang nok til å dekke behovet ditt, er det ikke noe å ta hensyn til.
Men han sier at hvert minutt ved en ladestasjon i praksis er et minutt uten å få betalt.
Dette kan også gjøre at potensielle elbilkunder som bor steder hvor temperaturene kan bli lave må ta hensyn til dette. Ladeoperatører slike steder kan også tenkes å måtte ta spesielle hensyn med tanke på antall ladestasjoner og annet i kalde klima, heter det.
Det vil særlig være noe man må ta hensyn til med tanke på flåter. For eksempel vil en drosjeflåte neppe være i bevegelse hele tiden, slik at bilene kan tenkes å ikke oppnå ideell driftstemperatur i batteriet i løpet av et skift.
Kun et problem når batteriet er kaldt
Selv om ladehastighet påvirkes av temperatur, er det greit å vite at dette ikke vil være et konstant problem i lave temperaturer.
Om en bil med kaldt batteri settes til lading, vil det som regel gå tregt.
Om en bil derimot kjøres nær tom, kan batteriet ha oppnådd driftstemperatur når man skal hurtiglade. Hurtiglading vil dessuten bidra til å opprettholde eller øke temperaturen i batteriet.
Våre egne data underbygger dette. I vinter testet vi en rekke elbiler over to dager. To av disse, Nissan Leaf og Hyundai Ioniq testet vi på nytt i sommer, over to dager, men en annen strekning.
Selv om tallene ikke er direkte sammenlignbare, gir de et inntrykk av hvilken ladeeffekt man kan oppnå vinterstid og sommertid når man hurtiglader.
Hyndai Ioniq hadde under vår vintertest i snitt 6,4 prosent lavere ladehastighet enn i sommertesten.
Nissan Leaf hadde til gjengjeld 31,4 prosent høyere ladehastighet under vintertesting.
Det skyldes at Leaf mangler aktiv kjøling av batteriet. En vil da kunne oppleve at struping av ladeeffekten er et større problem om sommeren enn om vinteren. I alle fall på lange turer, slik vi har gjennomført våre tester.
Vi skal understreke at disse resultatene ikke er noen fasit. Som nevnt vil et kaldt batteri lades tregere uansett. Er det kaldt nok, for eksempel om bilen har stått parkert i streng kulde over lengre tid, kan man oppleve at batteriet lades særdeles sent.
- Les flere saker om elbil.
