Izkušnja vožnje z električnim vozilom se poleti in pozimi močno razlikuje. Nizke temperature imajo vpliv tako na doseg kot polnjenje vozila v zimskem času. Razlike med vozili so lahko zelo velike. Preizkusili smo, kako se v zimskem času polni Evropski avto leta 2024 renault scenic e-tech electric, hkrati pa smo s pomočjo Gregorja Roma, tehničnega inštruktorja v Izobraževalnem centru GA Adriatic v Mirni Peči, kjer izvajajo tudi tehnična šolanja za znamko Renault, zbrali nekaj koristnih nasvetov glede polnjenja baterije električnih vozil.
Nizke temperature na splošno vplivajo na kemijske procese v bateriji, kar pomeni počasnejše polnjenje, nižjo polnilno moč in v določenih primerih tudi višjo porabo energije. Še posebej pride to do izraza pri hitrih polnilnicah, kjer vozilo brez predhodnega ogrevanja baterije ne more izkoristiti polnega potenciala.
V praksi se to kaže kot daljši postanki na polnilnicah, večji razliki med obljubljeno in dejansko polnilno močjo ter v več vprašanj uporabnikov, ali z vozilom ali polnilnico sploh kaj ni v redu. V resnici gre večinoma za povsem normalen pojav, ki ga je mogoče z nekaj znanja in pravilnim načrtovanjem vožnje precej omiliti.
Potem, ko smo ga testirali že na dolgi poletni vožnji na Poljsko, smo renault scenic e-tech electric, s katerim so pri Renaultu najavili novo dobo električnih vozil, vozilo preizkusili še na začetku zime. Osredotočili smo se na polnjenje.
Renault je z dobaviteljem LG intenzivno sodeloval glede povečanja energijske gostote baterije. Slednja je pri različici 'long range' velika 90 kWh, vendar je precej lahka v primerjavi z nekaterimi konkurenti in seveda v primerjavi z LFP rešitvijo.
Gre za kemijsko tehnologijo nikelj-mangan-kobalt (NMC), vendar je zasnova celic popolnoma drugačna, kot smo bili vajeni pred tem. Znano je, da zasnova celic precej vpliva na učinkovitost, energijsko gostoto in temperaturno obnašanje. Poseben poudarek so inženirji namenili učinkovitosti polnjenja. Toplotna črpalka je serijska, kar je posebej pomembno v zimskem času, pa je, da ima scenic serijsko tudi 22 kW polnilec za izmenični tok. To se je med testiranjem izkazalo za odlično in poceni rešitev, ko je treba razmeroma hitro napolniti baterijo in v bližini ni hitrih polnilnih postaj.
Na enosmernem toku zmore avto v teoriji polnjenje z močjo do 150 kW, a še bolj kot vrhnja moč je bila zanimiva obljuba, da je zaradi prilagoditve krivulje, kemije v bateriji in vnaprejšnjega kondicioniranja na ustrezno temperaturo mogoče dosegati visoke polnilne moči skozi celoten proces polnjenja. V optimalnih razmerah naj bi v 30 minutah avto pridobil za okoli 55 kW energije. Mi smo ga polnili na različnih polnilnih postajah - hitrih 300 in 350 kW, ki so celo predimenzionirane za scenica, ki omogoča največ do 150 kW polnjenja. Polnili smo ga tudi na 11 oz 22 kW DC polnilnicah, pa tudi na domači, hišni vtičnici.
Na domači, hišni vtičnici, se je čez noč v 10 urah v baterijo steklo za okoli 37 kWh energije, kar je v decembru zadostovalo za skoraj 200 kilometrov vožnje, strošek pa dobrih šest evrov. Pri zimskem polnjenju na domači vtičnici nisem opazil bistvene razlike v primerjavi s toplejšimi meseci, razen nekaj večje porabe v vožnji. Glavna prednost scenica je možnost polnjenja z 22 kWh na DC javnih polnilnicah. Polnil sem na polnilnicah Gremo na elektriko, kjer 10 kWh stane 3,5 evra. In tudi v resnici je scenic pri temperaturah nekaj nad 0 stopinj Celzija polnil z 22 kWh. V eni uri se je torej avto baterija napolnila za več kot 100 kilometrov vožnje, strošek pa dobrih sedem evrov. To je še posebej pomembno, saj je DC polnilnic veliko po vseh slovenskih mestih. Torej, ko se boste odpravili za eno uro po nakupih, lahko v baterijo pretočite energijo za več kot 100 kilometrov vožnje. Če se odpeljete na nekajurni izlet, pa boste tudi na taki polnilnici baterijo v nekaj urah napolnili do 100 odstotkov.
Do kakšne napolnjenosti je priporočljivo vsakodnevno polniti baterijo za čim daljšo življenjsko dobo?
Pri NMC celicah se priporoča polnjenje do 80 % vrednosti za vsakodnevno uporabo, prav tako to velja za baterije LFP. S tem, ko baterijo ohranjamo napolnjeno med 20 do 80 %, upočasnimo proces staranja baterije oz. degradacije. Pri LFP pa je nujno občasno napolniti do 100 %, saj lahko vozilo le takrat umeri stanje napolnjenosti. Če LFP baterije ne napolnimo do 100 %, je lahko prikaz napolnjenosti in dosega manj natančen. LFP baterija lahko še vedno degradira, je pa res, da je ta degradacija počasnejša kot pri NMC.
Kaj pa na polnjenje na 300 kW ultra hitri polnilnici? Tu je malo drugače, saj je največja hitrost polnjenja scenica za polovico manjša. Pomembna je konstantnost polnjena. Čeprav polnjenje ni bilo tako učinkovito kot v poletnih mesecih, je bila povprečna hitrost polnjenja dobra. Od 24 do 96-odstotka napolnjenosti baterije je trajala dobra ura, pretočili pa smo za 57 kWh energije, kar je zadostovalo za skoraj 300 kilometrov zimske vožnje. Optimalno je namreč polnjenje med 20 do 80 odstotki, ko se je hitrost polnjenja približala 75 kW, po 80 odsotni napolnjenosti pa hitrost polnjenja bistveno upade, kar prikazuje tudi graf.
"Nove baterije nimajo več spominskega učinka, kar pomeni, da jih ni treba več polniti do 100 % in prazniti do najnižjih vrednosti. Baterijo lahko delno polnimo ali praznimo kjerkoli med 20 in 80 % kolikokrat želimo. S tem ne povzročimo dodatne degradacije oz. vplivamo na njeno življenjsko dobo. To je precej bolje, kot polnjenje in praznjenje do maksimalnih vrednosti." Gregor Rom
V vseh vozilih Renault E-Tech (EV, Full Hybrid, PHEV) opremljenih z multimedijskih sistemom openR link je tudi zelo priporočljivo uporabljati vgrajeno navigacijo Google Maps. Vozilo na ta način vedno ve, kje se vozite, to pa mu omogoča prilagojeno porabo energije (v primeru hibrida izbiro pogonskega sklopa). V primeru izbrane DC polnilnice vozilo samodejno v navigaciji predpripravi baterijo, tako da lahko takoj ob priklopu polni z največjo možno močjo. "Maksimalna moč polnjenja je načeloma pri okoli 15 % napolnjenosti baterije, nato pa začne postopoma padati. Zato priporočam polnjenje na DC, ko je baterija relativno že prazna, če je možno pa je ne polnite več kot do 70 ali 80 %," pravi Gregor Rom.
Renaultov strokovnjak pravi, da je polnjenje do 100 % lahko škodljivo. Škodljivo je lahko v primeru, da se vozilo napolni do 100 % in se ga nato dlje časa ne uporablja. Še posebej škodljivo je, da to storimo v poletnem času, ko se lahko tako vozilo zunaj na prostem segreva. "To precej pospešuje proces staranja baterije. Renault je pred časom naredil programsko spremembo v časovniku polnjenja. Po novem se ne nastavlja več čas polnjenja od - do, ampak ob kateri uri naj bo vozilo pripravljeno za uporabo. Primer, stranka želi ob 7.00 v službo in nastavi pripravljenost vozila ob 6:55. Vozilo bo samo izračunalo, koliko časa prej naj začne s polnjenjem, da bo napolnjeno ob želenem času. Če istočasno v časovniku izberemo še 100 % napolnjenost baterije, to pomeni, da bo baterija maksimalno napolnjena zelo kratek čas, nato pa gre takoj v uporabo. Tak način uporabe baterije ni tako sporen, kot recimo polna baterija, ki dlje časa čaka na uporabo," pravi Rom.
Zakaj pa baterije ni priporočljivo prazniti pod 20 %? "Ko baterijo praznimo do nizkih vrednosti, ji pada napetost. Če želimo približno podobne zmogljivosti električnega motorja, moramo takrat dvigniti električni tok. Večji tok pomeni večje temperature, s tem pa se zaradi povečanih zahtev po hlajenju baterijskega sklopa povečajo energetske izgube. Dvig temperature baterije se zgodi tudi zaradi dviga notranje upornosti celic, notranja upornost pa je višja pri nizki napolnjenosti baterije," dodaja sogovornik.
Roma smo vprašali tudi, ali je priporočljivo doma polniti baterijo vozilo iz običajne gospodinjske vtičnice, ali priporoča nakup pametne polnilnice? Kaj s tem pridobimo in, ali ima to vpliv na dolgoročno delovanje baterije? "Vsak lahko polni doma iz gospodinjske vtičnice, če kupi dodatni polnilni kabel za domačo uporabo. Obstajajo določene prednosti in slabosti. V primeru, da stranka doma nima primerne električne priključne moči (za 11kW je potrebno 3x16-25A), kar je še vedno precej pogosto, nima možnosti polnjenja z največjo močjo do 11 kW. Stranka bi morala pri pristojnem distributerju električne energije zaprositi za večjo priključno moč (ki morda niti ne bo odobrena), nato pa mora narediti poseg in spremembo v hišno inštalacijo. Če stranka ne želi takega posega, niti si ga zaradi tehničnih omejitev ne more zagotoviti, je na mestu dodatni polnilni kabel za domačo uporabo, saj ji takoj ob izhodu iz prodajnega salona zagotovi rešitev polnjenja doma."
Kakšne so posledice polnjenja z neprimerno ali nestabilno električno napeljavo doma?
Baterija in polnilnik vozila imata precej zaščit, tako da v samem vozilu ne prihaja do večjih težav. Zgodi se lahko padec napetosti zaradi nestabilne inštalacije, kar pomeni tudi energetsko izgubo. To ne vpliva na samo vozilo. Večje težave se lahko pojavijo na samem objektu. Do težav pa lahko vodijo kabli z nezadostnim presekom, saj hišna inštalacija pri starejših gradnjah ni bila zasnovana za električno vozilo ter dolgotrajno obremenitev 16A po fazi, kar lahko privede do pregrevanja hišne inštalacije. Gregor Rom zato strankam svetuje, naj izvedbo instalacije polnilnice prepustijo strokovnjakom. Drugi fenomen starejših zgradb je tudi tako imenovano ničenje, ki po današnjih standardih ni več primerno, niti ni primerno za dolgotrajno obremenitev, ki se dogaja pri polnjenju EV vozila. Takšni uporabniki bi morali nadgraditi na nov standard, ki ločuje ozemljitveni in nevtralni vodnik.
Rom dodaja, da je slabost takega kabla za domačo uporabo iz gospodinjske vtičnice, da deluje samo na 2 kW moči. Kabel lahko deluje tudi na 3,7 kW moči ob predpostavki, da imamo doma vgrajeno GreenUp vtičnico, saj le ta zmore prestati dolgotrajne visoke tokove in temperature. 2 kW moči pomenita precej daljši čas polnjenja vozila, računati pa je treba tudi na izgube pri polnjenju. Strokovnjak še pojasnjuje, da do izgub prihaja, ker morajo določeni računalniki, črpalke ali klima kompresor delovati zaradi daljšega časa polnjenja in biti pod napajanjem dlje časa, dodaten delež izgub pa se pojavi v vgrajenem polnilniku v vozilu. "Če je polnilnik moči 11 ali 22 kW to pomeni, da je optimiziran za delovanje na nazivni moči oz. blizu njej. Vse, kar je manj od tega, pomeni manjšo učinkovitost in več izgub. Pametna polnilnica je zagotovo prava izbira, še posebej po zadnjih spremembah v pet tarifno zaračunavanje, saj lahko precej bolje nadzorujemo moči (tudi nad celotnim objektom) in čase polnjenja, obenem pa imajo polnilnice vgrajenih tudi veliko varnostnih sistemov. Pametna polnilnica pa na samo baterijo nima posebnega vpliva."
In še en nasvet, polnjenje takoj po vožnji je priporočljivo, saj je baterija že v optimalnem temperaturnem oknu, kar pomeni, da imamo manj izgub zaradi dodatne uporabe grelnih ali hladilnih naprav, ki morajo baterijo pripeljati v optimalno temperaturno okno.
Rom še dodaja, da so na komercialnem šolanju o vsem tem izobrazili tudi prodajalce novih vozil in svetovalce servisnih storitev, kar je zelo pomembno, ko želijo kupci narediti prvi korak v elektromobilnost.
