Itt van az ősz, itt van újra – lassan már a tél is – és vele együtt a szokásos tudatlan posztok tömkelege, hogy hogyan kell előmelegíteni az akkumulátort indulás előtt, meg hogyan lehet a töltést úgy időzíteni, hogy indulásra, reggel 8-ra érjen véget, mert akkor biztos majd meleg lesz az akku. Akkor most öveket bekötni, mert elszállt az agyam tőle!
Először is a lítium akkumulátor nem fázik! Az egy réteges fém-fém szerkezet, melyben van 100 mikron vastagságú vegyszeres folyadék – és nem megfagyni képes tiszta víz. Tehát már eleve nem tud szétfagyni! Másrészt szakirodalmi adatok alapján -30 °C-ig kutya baja sem lesz, akkor is csak passziválódik, azaz nem tudja felvenni a töltést. Ennek az az oka, hogy az elektrolitban lévő ionok mozgási sebessége erősen függ a hőmérséklettől. Pontosan ezért van az, hogy a jelenlegi egyetlen szilárdtest akku, a Bolloré féle (cikk hamarosan) is +60 – +80 °C-on üzemel, de még ekkor is kell neki egy hatalmas pufferkondenzátor az áramcsúcsokra, mert a „bebetonozott” ionok alapból is lomhák. Szóval ahogy csökken a cella hőfoka, úgy lassulnak le benne az ionok, és ez a belső ellenállás növekedésében nyilvánul meg. Azaz hiába akarnád tölteni, olyan ellenfeszültség keletkezik, ami ezt lassítja, csökkenti. -30 °C-on beáll az egyensúly: a cellák maximális 4,20 V-os feszültségével azonos lesz a legkisebb áramú töltés okozta ellenfeszültség is, ergó nem tudod tölteni. Nem lesz meg az a feszültség-különbség, ami a cellába nyomná az áramot.
De kisütni tudod, mert a cella kimeneti feszültsége lehet akármilyen alacsony is. Arról az akkumulátorról, ami 400V-ot ad le normális esetben, simán elmegy az inverter még akkor is, ha már csak 150V-ot ad le, mert az inverterek áramra szabályoznak, ezért sem változik az autó sebessége és gyorsulása attól függően, mennyi az akkumulátor feszültsége. Ha azt gondolod, hogy ez tök logikus – nem, ez sem logikus! Mielőtt a modern PWM szabályzású inverterek megjelentek volna, a régi choppereseknél bizony még érezni lehetett, mert ahogy az akkumulátor merült, úgy lett egyre lomhább az autó is. Ne felejtsük: a lítium akku üzemi feszültség-tartománya 2.7V – 4.2V, azaz fent semmi „hézag” nincs az akkuban, lent viszont van, mert magas a cellák indulási feszültsége. Tehát beesni a feszültség sokat tud probléma nélkül, emelkedni viszont csak keveset. Ez a töltési anomália oka. Szóval az akkumulátornak tök mindegy, hogy milyen hideg – csak Neked nem mindegy, aki tölteni akarod. Ezért melegíti elő a Tesla is az akkukat, ha tudja, hogy egy SuperCharger az úticél. De ha menni akarsz vele, akkor neked is mindegy, a Teslának is. Az akkunak meg pláne!
És hogy mennyire teljesen értelmetlen a reggeli tőtike, ezt egy rövid számpéldával fogom igazolni az alábbiakban. Tételezzük fel, hogy „elő akarod melegíteni” az akkut egy reggeli fél-egy órás tőtikével, 10A-el. Ez 2,3 kW, a 400V-os akkudon 5A körüli töltőáramot jelent, a többit a fedélzeti töltő ill. az autó fedélzeti elektronikája fogja megzabálni. kb. 300W-od fog elmenni a semmibe, ami a vízhűtés körön keresztül végül talán az akkut is fogja melegíteni picit. De inkább nem. 300W-al kb. egy csésze kávét lehet megfőzni, az olyan kevés. Ha léghűtéses az akkud, akkor meg semmit sem fog csinálni, mert a léghűtés közel nulla hatékonyságú a vízhűtéshez képest. Ellenben ha elindulsz az autóval, és nyomsz neki egy erősebb gázt (amit az elektronika még megenged), akkor kb. 80 kW-ot tudsz kiszedni az akkuból. Le fog esni a feszültség a minimumra, 250V-ra, de ki fog jönni az akkuból. Ez 320A-es áramot jelent. A cellák belső ellenállása közben azonos, a cellákban disszipálódó teljesítmény a P=I^2*R képlet szerint négyzetes. Tehát az 5A-es tőtikéddel szemben a 320A 64x több, annak a négyzete már 4096. Tehát 10 másodperc padlógázas gyorsítás 4096x több meleget fog az akkuba rakni, mint a tőtikéd minden tíz másodpercben. Ha visszaosztod 3.600-al, akkor kijön, hogy a 10 másodperces padlógázad 11 órányi (!) kis áramú tőtikével volt egyenértékű. Nem írtam el: 10 másodperc gyorsítás egyenlő 11 óra (nem perc, óra!) töltéssel. Számolj utána ha nem hiszed, sima matek. Osztani-szorozni csak tudsz. Tehát ahelyett, hogy fél-egy órát bohóckodsz reggel a garázsban, inkább nyomj neki egy padlógázt, és ugyanott vagy! Ennyire értelmetlen a reggeli tőtike. A töltés ugyanis az akkut tölti, a melegítéshez viszont disszipáció, más szóval veszteség kell. És az alacsony áramú töltésnek ezred akkora a vesztesége, mint egy nagy áramú kisütésnek. Attól, hogy az akkud 3.80V-ról 4.00V-ra töltődik, nem lesz kicsit sem melegebb. Az az energia kémiai formában lett megkötve, nulla melegedés mellett. A melegedést a belső ellenállásán disszipálódó veszteségi teljesítmény okozza. Ez pedig négyzetes tag, ergó sokkal többet számít az áram nagysága, mint az idő hossza.
A vízhűtéses autókban mindig van egy elrejtett kb. 2 kW-os fűtőpatron az akkuk fűtésére. Ha egy ilyen autót akarsz tölteni, eleve már a 10A kevés is lesz neki, mert a 2kW-os fűtőpatron megenné az összes áramot. Tehát az első fél-egy órában csak az akku fűtődik a vízhűtés által, kívülről, majd amikor elérte az üzemi hőfokot, akkor kezdi csak el a töltést. Talán 16A-nél már egyszerre is be meri kapcsolni a kettőt az autó. Már ha bekapcsolja – mert ez sem az akkuk langyosítására van benne, hanem a norvégiai -20°C-os időjárásra, ahol -20°C-on már olyan lassssssssú lenne a töltés, hogy akku melegítés nélkül két nap alatt sem lenne tele. Tehát megintcsak bohóckodsz a semmiért. Magyarország időjárása olyan enyhe, hogy maximum egy dízelnek okoz gondot az elindulás, nem egy modern elektromos autónak.
Ha tényleg tenni akarsz valami értelmeset és hasznosat, akkor az akkumulátor fűtése és tőtikéje helyett az utasteret melegítsd át az állóhelyzeti utastér fűtéssel. A fűtés zabálja az energiát, és nagyon nem mindegy, hogy kevéske akkukapacitásod a pazarló fűtésre, vagy a sokkal hatékonyabb gurulásra megy el. Utána amíg az akkud hideg, finomabban bánj a gázzal, és számolj azzal, hogy +15 °C alatt egyre kevésbé lesz hatékony a visszatáplálás, hiszen az is töltés, ami a hidegben egyre jobban lelassul. Aztán ahogy a forgalom miatt az akkud egyre jobban belemelegszik, úgy bánhatsz egyre vadabbul a gázzal.
