Fast eine Woche lang haben die eisigen Temperaturen von Chicago bis Nordtexas den Besitzern von Elektrofahrzeugen das Leben schwer gemacht, mit eingeschränkter Reichweite und stundenlangen Wartezeiten an Ladestationen.
Am Montag stellten Fernsehreporter in Oak Brook, Illinois, in der Nähe von Chicago fest, dass Teslas keinen Saft mehr hatten, während sie an einer Supercharger-Station in der Schlange auf Steckdosen warteten. Die Temperatur erreichte einen Tiefstwert von minus 9 Grad Fahrenheit.
Außerhalb von Ann Arbor, Michigan, waren Teslas am Mittwoch an sechs von acht Ladestationen angeschlossen, während der Wind mit einer Temperatur von 2,5 Grad Celsius heulte. Mindestens einem Fahrer war fast der Saft ausgegangen.
Es ist bekannt, dass Elektrofahrzeuge bei kaltem Wetter einen Teil ihrer Reichweite verlieren, insbesondere bei Minustemperaturen, wie sie diese Woche mitten im Land herrschen. Studien haben gezeigt, dass der Reichweitenverlust zwischen 10 % und 36 % liegt.
Auch bei extremer Kälte laden Elektrofahrzeuge nicht so schnell. Einige Tesla-Besitzer in der Nähe von Chicago sagten Reportern, dass ihre Autos überhaupt nicht aufgeladen würden.
Experten räumen ein, dass kaltes Wetter für Elektrofahrzeuge hart sein kann, sagen aber, dass Besitzer mit ein wenig Planung und ein wenig Anpassung in der Lage sein sollten, ziemlich normal zu reisen.
Was ist das Problem?
In den Batterien von Elektrofahrzeugen fließen Lithiumionen durch einen flüssigen Elektrolyten und erzeugen so Strom. Allerdings wandern sie bei Kälte langsamer im Elektrolyten und geben nicht so viel Energie ab. Dadurch verringert sich die Reichweite und die Batterie kann schneller entladen werden.
Das Gleiche geschieht umgekehrt. Da sich Elektronen langsamer bewegen, kann die Batterie nicht so viel Strom aus einer Ladesteckdose aufnehmen. Dadurch wird der Ladevorgang verlangsamt.
Das Problem besteht darin, dass die Batterien bei sinkenden Temperaturen heiß genug sein müssen, damit sich die Elektronen bewegen können. Und an Schnellladestationen wie der von Tesla müssen sie noch heißer sein.
„Fast alles, was eine chemische Substanz ist, verlangsamt sich, wenn die Temperatur niedrig ist“, sagte Neil Dasgupta, außerordentlicher Professor für Maschinenbau und Materialwissenschaftler an der University of Michigan. „Es ist einfach etwas, das uns die Natur gegeben hat, und wir müssen damit klarkommen.“
An einer Supercharger-Station in Pittsfield Township, Michigan, südlich von Ann Arbor, hatte die Batterie in Ankita Bansals Tesla nur noch 7 Prozent Restladung. Sie steckte es ein, aber das Auto bekam keinen Strom. Stattdessen zeigte der Bildschirm an, dass sich der Akku erwärmte. Sobald die richtige Temperatur erreicht ist, würde es eine Stunde und 50 Minuten dauern, bis die volle Ladung erreicht ist, zeigt das Display an.
„Ich habe noch einen langen Weg vor mir“, sagte Frau Bansal, eine Doktorandin der University of Michigan, die ihren Akku vollständig aufladen wollte, weil sie zu Hause keine Ladestation hat.
Wie es funktioniert
Bruce Westlake, Präsident der Eastern Michigan Electric Vehicle Association, sagte, dass die meisten Elektrofahrzeuge so programmiert sind, dass sie die Batterie aufwärmen, wenn der Fahrer das Navigationssystem des Fahrzeugs darüber informiert, dass er bald zur Ladestation fährt.
Viele von denen, die denken, dass ihr Auto nicht aufgeladen werden kann, sind Neulinge in Sachen Elektrofahrzeuge und wissen nicht, wie sie ihre Batterien „vorkonditionieren“ können, sagte Westlake, der zwei Teslas besitzt.
„Sie lernen nur“, sagte er. „Und Tesla ist nicht sehr gut darin, bestimmte Dinge zu erklären.“ Es wurde eine Nachricht mit der Bitte um einen Kommentar von Tesla hinterlassen.
Bei eisigem Wetter kann es eine halbe Stunde dauern, bis die Batterie aufgewärmt ist und zum Aufladen bereit ist, sagte Herr Westlake. Die Vorkonditionierung der Batterie kostet etwas Reichweite, obwohl das normalerweise nur ein paar Meilen sind, sagte er.
Frau Bansal, die ihren Tesla erst seit einer Woche besitzt, wusste nicht, dass man das Auto vor dem Aufladen vorkonditionieren muss, aber jetzt weiß sie es.
Ein paar Stände weiter lud Kim Burneys Tesla Model 3 etwas langsamer als bei normalen Temperaturen. Sie war während eines Besuchs bei ihrem Zahnarzt in Ann Arbor am Mittwochmorgen weiter gefahren, als sie gedacht hatte, und wollte für den Rest des Tages näher an eine volle Ladung herankommen.
Also teilte sie dem Auto mit, dass sie zur Ladestation gehen würde, und als es ankam und angeschlossen wurde, war es bereit.
Wie Westlake sagte auch Frau Burney, Fahrer von Elektrofahrzeugen müssten im Voraus planen, insbesondere bei kaltem Wetter. Das Auto, sagte sie, werde Ihnen sagen, wo sich die Ladestationen befinden und wie viel Reichweite Sie noch haben. „Je mehr man fährt, desto besser weiß man, wie weit man fahren kann und wie viel man aufladen muss“, sagte sie.
Burney sagte, sie verliere bei kaltem Wetter etwa 15 bis 20 Prozent ihrer Akkulaufzeit, aber bei Kälteeinbrüchen wie dieser Woche werde das noch deutlich schlimmer.
Die Zukunft des Ladens
Kurzfristig werden die Autohersteller wahrscheinlich bessere Möglichkeiten finden, die Batterielebensdauer zu schützen und sie zum Laden aufzuwärmen, sagte Dasgupta. Und neue Batteriechemien, die sich in der Entwicklung befinden, sind kältebeständiger.
Kurzfristig sagte Dasgupta, dass, da immer mehr Mainstream-Verbraucher Elektrofahrzeuge kaufen und mehr Autohersteller in den Markt eintreten, sie Modelle entwickeln werden, die vorhandene Lithium-Ionen-Chemie verwenden und an kältere Klimazonen angepasst sind. In einigen Fällen müsse die Gesamtreichweite möglicherweise etwas geopfert werden, um bei kaltem Wetter eine bessere Leistung zu erzielen, sagte er.
Millionen werden in neue Batterietechnologie investiert, die bei kaltem Wetter besser funktioniert und von Militär-, Luft- und Raumfahrt- und Unterwasseranwendungen auf Elektrofahrzeuge übergehen wird, sagte Dasgupta.
„Man kann ein Elektrofahrzeug in einem kalten Klima fahren“, sagte er. „Seien Sie optimistisch und gespannt auf die Zukunft, denn von hier aus wird es nur noch besser.“
Diese Geschichte wurde von Associated Press berichtet.