Έχουν πρόβλημα τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα στο κρύο;

Για το πολύωρο κυκλοφοριακό κομφούζιο, που σημειώθηκε ανήμερα των Χριστουγέννων στο Λιβάδι της Αράχωβας, η σχετική ανακοίνωση της ΕΛΑΣ ενοχοποίησε κάποια ηλεκτρικά αυτοκίνητα τα οποία κινούνταν στη συγκεκριμένη περιοχή.

Πιο συγκεκριμένα αναφέρθηκε πως λόγω των χαμηλών θερμοκρασιών που επικρατούσαν στην περιοχή «παρατηρήθηκε ότι πολλά ηλεκτρικά οχήματα παρουσίασαν τεχνικά προβλήματα με αποτέλεσμα την ακινητοποίησή τους
κατά την επιστροφή από το χιονοδρομικό κέντρο της περιοχής».

Το εύλογο ερώτημα είναι αν θερμοκρασίες της τάξης -5 έως -10 βαθμών Κελσίου, που επικρατούσαν στην περιοχή, μπορούν να δημιουργήσουν πρόβλημα στη λειτουργία ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου.

Η απάντηση είναι πως όχι. Παρότι η βέλτιστη απόδοση της μπαταρίας ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου επιτυγχάνεται μεταξύ 15 και 25 βαθμών Κελσίου, η πλειονότητα των ηλεκτρικών αυτοκινήτων μπορεί να λειτουργήσει απροβλημάτιστα σε ένα μεγάλο εύρος θερμοκρασιών.

Όσο για τις περιπτώσεις ακραίων καιρικών συνθηκών, ενδεικτικά αναφέρουμε πως, σύμφωνα με το εγχειρίδιο κατόχου, ενός δημοφιλούς μοντέλου όπως είναι το Tesla Model 3, συνιστάται να μην εκτίθεται το όχημα για περισσότερες από 24 ώρες σε θερμοκρασίες άνω των 60°C ή κάτω των -30°C.

Ο μύθος πως τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα δεν μπορούν να κινηθούν στο κρύο καταρρίπτεται επίσης από το γεγονός ότι η Νορβηγία είναι η χώρα με τις υψηλότερες πωλήσεις ηλεκτρικών οχημάτων στην Ευρώπη. Μάλιστα, τον περασμένο Αύγουστο, οι πωλήσεις των ηλεκτρικών αυτοκινήτων σημείωσαν νέο ρεκόρ αντιπροσωπεύοντας το 94,3% των συνολικών ταξινομήσεων, ενώ ήδη στους δρόμους της σκανδιναβικής αυτής χώρας κυκλοφορούν περισσότερα από 750.000 ηλεκτρικά τετράτροχα.

Πώς επηρεάζεται η αυτονομία των ηλεκτρικών στο κρύο;

Είναι γνωστό πως οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χάνουν ένα μεγάλο μέρος της απόδοσής τους στις πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Σε τέτοιες συνθήκες, οι χημικές αντιδράσεις μέσα στη μπαταρία επιβραδύνονται, μειώνοντας την ενεργειακή της απόδοση, ενώ και η διαδικασία της φόρτισης σε κρύο περιβάλλον πραγματοποιείται πιο αργά.

Ανάλογα με το κρύο που επικρατεί, η αυτονομία ενός ηλεκτρικού οχήματος μπορεί να μειωθεί από 10% (για θερμοκρασίες λίγο κάτω από τους 0°C) έως 40% σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (κάτω από -10°C).

Αυτό συμβαίνει για δύο κυρίως λόγους. Από τη μια, τα ηλεκτρικά καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια στα συστήματα που διαχειρίζονται τη θερμοκρασία της μπαταρίας, ενώ την ίδια στιγμή υπάρχουν αυξημένες ενεργειακές ανάγκες για τη θέρμανση της καμπίνας.

Όταν, λοιπόν, σε ένα αυτοκίνητο με κινητήρα εσωτερικής καύσης η λειτουργία του καλοριφέρ βασίζεται στη θερμότητα που παράγει το κινητήριο σύνολο, στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα η θερμότητα αυτή θα πρέπει να παραχθεί.

Υπάρχουν δύο τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στα καλοριφέρ των ηλεκτρικών οχημάτων, με τη φθηνότερη να είναι αυτή που αξιοποιεί ηλεκτρικές αντιστάσεις και την πιο αποδοτική να υιοθετεί αντλία θερμότητας. Έτσι, όταν η μέση κατανάλωση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου κυμαίνεται μεταξύ 15 και 20 κιλοβατώρων ανά 100 χλμ., στην πρώτη περίπτωση υπάρχει μια επιβάρυνση 1,5 έως 3 kWh, η οποία περιορίζεται περίπου στο μισό στην περίπτωση της αντλίας θερμότητας.

Με βάση τα προαναφερθέντα στοιχεία κατανάλωσης, όταν το αυτοκίνητο βρίσκεται σε κίνηση, οι απαιτήσεις για θέρμανση κυμαίνονται στο 10-20% των συνολικών ενεργειακών αναγκών. Αντίθετα σε ένα θερμικό όχημα, η ενέργεια αυτή παρέχεται πρακτικά δωρεάν. Μόνο κατά την εκκίνηση παρατηρείται μια αυξημένη κατανάλωση μέχρι να έρθει ο κινητήρας εσωτερικής καύσης σε θερμοκρασία λειτουργίας.

Θερμικά εναντίον ηλεκτρικών σε συνθήκες μποτιλιαρίσματος

Πώς όμως διαμορφώνεται η κατανάλωση των δύο αυτών τεχνολογιών σε συνθήκες μποτιλιαρίσματος; Σκεφθείτε την περίπτωση μιας ακινητοποιημένης κυκλοφορίας σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, με τους επιβάτες των αυτοκινήτων να προσπαθούν να διατηρηθούν ζεστοί.

Στην περίπτωση ενός θερμικού αυτοκινήτου που παραμένει εν στάσει με αναμμένη τη μηχανή, η κατανάλωση, ανάλογα και με τον τύπο του κινητήρα, μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 0,5 και 1,5 λίτρου ανά ώρα λειτουργίας.

Λαμβάνοντας το ενεργειακό ισοδύναμο του καυσίμου σε kWh (8,9 kWh/λίτρο βενζίνης, ή 10 kWh/λίτρο πετρελαίου), η κατανάλωση αυτή -λόγω του πολύ χειρότερου συντελεστή απόδοσης των κινητήρων εσωτερικής καύσης- είναι περίπου 5 φορές υψηλότερη από εκείνη των ηλεκτρικών οχημάτων. Εντούτοις ένα μέσης χωρητικότητας ρεζερβουάρ θερμικού αυτοκινήτου θα κρατήσει ζεστούς τους επιβάτες τις διπλάσιες ώρες απ’ό,τι μια τυπική μπαταρία
ηλεκτρικού αυτοκινήτου.

Οδηγώντας ένα ηλεκτρικό στο χιόνι

Τα διαφορετικά χαρακτηριστικά ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου έχουν σαν αποτέλεσμα μια αντίστοιχα διαφορετική συμπεριφορά όταν αυτό κινείται σε συνθήκες χαμηλής πρόσφυσης.

Εν προκειμένω το αυξημένο βάρος των ηλεκτρικών εξασφαλίζει αποτελεσματικότερη επαφή του ελαστικού με το χιονισμένο οδόστρωμα. Επιπλέον, η τοποθέτηση της μπαταρίας στο δάπεδο του οχήματος χαρίζει στο αυτοκίνητο ένα πιο χαμηλό κέντρο βάρους. Η ομοιόμορφη κατανομή του
βάρους στους δύο άξονες του οχήματος, συμβάλλει επίσης σε μια πιο προβλέψιμη οδική συμπεριφορά.

Από την άλλη, η αυξημένη μάζα των ηλεκτρικών οχημάτων έχει σαν αποτέλεσμα η μεγαλύτερη αδράνειά τους να απαιτεί προσοχή στο φρενάρισμα, αλλά και στην αλλαγή της πορείας τους. Έτσι, σε συνθήκες χαμηλής πρόσφυσης, τα ηλεκτρονικά συστήματα υποβοήθησης, όπως το ABS ή το ESP θα φτάσουν πιο γρήγορα στα όριά τους.

Ταξιδεύοντας ηλεκτρικά τον χειμώνα

Παρότι τα ποσοστά ακινητοποίησης ηλεκτρικών αυτοκινήτων από άδεια μπαταρία είναι μηδαμινά, ακριβώς επειδή οι κάτοχοί τους γνωρίζουν να προγραμματίζουν σωστά το ταξίδι τους, εντούτοις σε καταστάσεις με ιδιαίτερα χαμηλές θερμοκρασίες και πιθανές συνθήκες μποτιλιαρίσματος όπως αυτές σε μια εορταστική έξοδο, απαιτούν καλύτερο σχεδιασμό.

Σε χώρες με χαμηλές θερμοκρασίες όπου έχει υιοθετεί ευρέως η ηλεκτροκίνηση, υπάρχουν παντού σταθμοί ανεφοδιασμού για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.

Το να ξεκινάς ένα ταξίδι από την Αθήνα για τον Παρνασσό, βασιζόμενος στην αυτονομία που εξασφαλίζει το αυτοκίνητο υπό κανονικές συνθήκες και να ποντάρεις ότι θα βρεις ελεύθερο ή εν λειτουργία τον ταχυφορτιστή της Αράχωβας, εμπεριέχει ένα σαφές ρίσκο.

Με τον αυξανόμενο αριθμό των ηλεκτρικών αυτοκινήτων και στη χώρα μας, είναι απαραίτητο να δούμε να βελτιώνονται και οι υποδομές φόρτισης στους χειμερινούς προορισμούς.

Πάντως θα μπορούσαμε να πούμε πως σταδιακά κινούμαστε προς αυτήν την κατεύθυνση, καθώς ήδη υπάρχουν χιονοδρομικά κέντρα με εγκατεστημένους φορτιστές ηλεκτρικών αυτοκινήτων.

Για να κερδίσει αυτονομία, ο ιδιοκτήτης ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου θα πρέπει να προθερμάνει την καμπίνα και την μπαταρία όσο το αυτοκίνητο είναι συνδεδεμένο στο φορτιστή. Επίσης αν υπάρχουν θερμαινόμενα καθίσματα και θερμαινόμενο τιμόνι, η ενεργοποίησή τους είναι πιο αποδοτική από τη θέρμανση ολόκληρης της καμπίνας.

Τον χειμώνα είναι επίσης σημαντικό η στάθμη φόρτισης της μπαταρίας να διατηρείται πάνω από το 20%.

Σε κάθε περίπτωση όσοι σκοπεύουν να αποκτήσουν ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο, με την προοπτική να το χρησιμοποιούν συχνά σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας, θα πρέπει να επιλέξουν μοντέλα με προηγμένα συστήματα θέρμανσης (αντλία θερμότητας) και υψηλή αυτονομία.

Από εκεί και πέρα, όσοι είναι επιφυλακτικοί απέναντι στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα πρέπει να γνωρίζουν πως το κλίμα της χώρα μας είναι ιδανικό για τη βέλτιστη απόδοση της μπαταρίας τους.

Απλά η οδήγηση ενός τέτοιου οχήματος απαιτεί έναν καλύτερο προγραμματισμό στον ανεφοδιασμό του, όσο τουλάχιστον οι υποδομές φόρτισης παραμένουν ανεπαρκείς.

(Καθημερινή)