Därför går elbilar kortare i kyla – så långt kom 23 bilar

Hur långt kommer elbilen på vintern? I Norge görs varje år världens största räckviddstest i vintertemperatur. I det senaste testet tappade flera elbilar mer än 30 procent av sin räckvidd. Orsaken är fysiska och kemiska faktorer som påverkar batteriet i kyla. 

Den som köper en elbil får räkna med att den angivna WLTP-räckvidden minskar en hel del när vinterkylan slår till. WLTP-testerna görs nämligen i 23 plusgrader. Men varför minskar egentligen räckvidden så kraftigt på vintern? 

Det handlar till stor del om fysik och kemi som påverkar batteriet när temperaturen faller. Ett elbilsbatteri har en idealisk drifttemperatur på 20-40 plusgrader. Enligt forskning som gjorts på litiumjon-batterier blir hela den elektrokemiska processen i batteriet långsammare ju lägre temperaturen blir. Det inre motståndet i batteriet ökar också. Den relativa temperaturökningen när batteriet laddas ur ökar också i kyla, vilket gör att batteriets verkningsgrad blir sämre. Dessutom åtgår mer energi från batteriet för att värma upp kupén i bilen i kyla.

Vid -60 grader celsius fryser vätskan även i nyare lithiumjon-batterier. Även vid temperaturer under -30 °C fungerar batteriet betydligt sämre. En stor del av reaktionerna i batteriet beror på att elektrolytvätskans viskositet minskar i kall temperatur, vätskan i batteriet blir helt enkelt mer trögflytande. Då minskar ledningsförmågan av elektriska joner vilket gör att batteriet fungerar sämre. När det blir svårare att leda jonerna stiger motståndet i batteriet. Lösningen är att värma upp batteriet, men till det åtgår också energi. 

Det har också påståtts att låga temperaturer kan skada batteriet för alltid. Någon exakt sanning om vad som gäller här tycks inte existera, men det stämmer troligtvis inte. Forskning vid Stanford (Department of Energys SLAC National Accelerator Laboratory) har i ett projekt visat att delar av katoden kan spricka i kyla.

Vid röntgenundersökning verkar det som att kalla partiklar krymper de köttbulleliknande partiklarna i katoden och gör befintliga sprickor värre. Det som skadar mest är definitivt laddning av batteriet i  för låg temperatur, något som kan undvikas med förvärmning. Temperaturen bör vara över noll grader för att undvika litiumplätering av grafitelektroden.

När norska NAF och tidningen Motor.no genomförde världens största räckviddstest i början av året uppvisade elbilarna ett tapp på mellan 5,9 procent och 31,8 procent jämfört med WLTP-räckvidden. Testet genomfördes i mellan -2 och -10 grader Celsius. Bilarna kördes tills de stannade helt, något en vanlig bilist inte kan göra, så den praktiska räckvidden är kortare än vad testet visar.

Den bästa elbilen var Hiphi Z, ett bilmärke som nu gått i konkurs. Störst räckviddstapp uppvisades i elbilar från Toyota, Polestar och Volvo. Men även Tesla Model 3 Long Range visade ett tapp på nästan 30 procent. Motor och NAF kommer göra ett nytt test i början av 2025

Test av räckvidd i -2 till -10 °C: så långt kom 23 elbilar

Bilmodell	Räckvidd (verkligt, uppmätt)	WLTP-räckvidd i km (angivet)	Avvikelse i procent
HiPhi Z	522	555	−5,9 %
Nio ET5 Touring	481,4	560	−14,0 %
Hyundai Ioniq 6 (RWD)	467,8	614	−23,8 %
Lotus Eletre S	464,6	530	−12,3 %
Nio EL6	456	529	−13,8 %
Xpeng G9 Performance**	451,8	520	−13,1 %
BMW i5 eDrive 40	443,6	505	−12,2 %
Kia EV9	441,9	505	−12,5 %
Tesla Model 3 Long Range	441	629	−29,9 %
Polestar 2	430	614	−30,0 %
VW ID.7 Pro	414	583*	−29,0 %
Audi Q8 e-tron 55 S Line Plus	411,4	533	−22,8 %
MG4 Trophy Extended Range	399,6	520	−23,2 %
Mercedes-Benz EQE SUV 350 4MATIC	399	491	−18,7 %
Volvo C40	395	577	−31,5 %
Nissan Ariya 4WD	369,4	498	−25,8 %
Hyundai Kona	341,3	454	−24,8 %
BYD Dolphin****	339,2	427	−20,6 %
Ford F-150 Lightning	337,4	429	−21,4 %
Toyota bZ4X (AWD)	313,5	460	−31,8 %
Peugeot e-308 kombi	297	409	−27,4 %
Opel Astra Sport Tourer	296	413	−28,3 %
Jeep Avenger	286	395	−27,6 %