L'autonomia utilizzabile di un'auto elettrica diminuisce in inverno per diversi motivi che si sommano. Le reazioni elettrochimiche della batteria rallentano, il riscaldamento dell'abitacolo richiede energia, l'aria fredda aumenta la resistenza aerodinamica e pneumatici invernali, acqua e neve possono aumentare la resistenza al rotolamento. Non esiste una percentuale valida per ogni modello: contano temperatura, tecnologia della batteria, pompa di calore, velocità e durata del viaggio.
Stazione di ricarica rapida a Prince Rupert, nella Columbia Britannica. Foto: WindBorneListener/Wikimedia Commons, CC0.
Cosa succede alla batteria fredda
Le batterie agli ioni di litio funzionano grazie al movimento degli ioni tra gli elettrodi. Quando la temperatura scende, le reazioni diventano più lente e aumenta la resistenza interna. L'auto può limitare temporaneamente potenza, frenata rigenerativa o velocità di ricarica fino a quando il pacco non raggiunge una temperatura più adatta.
Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti afferma che il freddo riduce la tensione disponibile e l'energia utilizzabile. Il fenomeno è più evidente in condizioni estreme, intorno a -18 °C e sotto. I pacchi moderni hanno sistemi di riscaldamento e raffreddamento, ma l'energia usata per scaldare le celle non può essere utilizzata per muovere l'auto.
Per questo la percentuale indicata sul display non corrisponde sempre alla stessa distanza percorsa in una giornata mite. Il sistema di gestione può conservare una riserva e limitare la rigenerazione o l'accelerazione. Una parte della perdita è temporanea: quando la batteria si scalda, le prestazioni possono tornare più vicine alla normalità.
Il riscaldamento dell'abitacolo pesa sui consumi
Un motore termico produce calore residuo, che può essere utilizzato per riscaldare l'abitacolo. Un'auto elettrica non dispone della stessa fonte continua e deve usare una resistenza elettrica, una pompa di calore o entrambe.
La resistenza riscalda rapidamente ma assorbe energia direttamente dalla batteria. Nei viaggi brevi, l'energia necessaria per abitacolo, vetri e batteria viene distribuita su pochi chilometri. Per questo una tratta breve a temperature sotto zero può mostrare consumi molto più elevati rispetto a un viaggio lungo iniziato dopo il precondizionamento.
La pompa di calore può recuperare calore dall'aria esterna e dai componenti elettrici caldi. Secondo il Dipartimento dell'Energia, in molte condizioni è più efficiente di una resistenza, ma i sistemi cambiano da un modello all'altro. Riduce la penalizzazione, non la elimina.
Aria, pneumatici e fondo stradale
L'aria fredda è più densa. Alla stessa velocità, la carrozzeria deve spostare una massa d'aria maggiore e aumenta la resistenza aerodinamica. Il fenomeno è più evidente in autostrada, dove l'aerodinamica rappresenta già una parte rilevante dell'energia necessaria.
Temperatura e velocità interagiscono. In città il riscaldamento può dominare perché l'auto percorre pochi chilometri durante la fase iniziale. A velocità elevate, aria densa e resistenza aerodinamica diventano più importanti. Neve, acqua e fanghiglia richiedono energia aggiuntiva, mentre una pressione errata degli pneumatici introduce una perdita evitabile.
Gli pneumatici invernali hanno mescole e disegni adatti al freddo, ma la loro resistenza al rotolamento può differire da quella degli pneumatici usati nel ciclo ufficiale di omologazione. Per il controllo della pressione è necessario seguire i valori indicati dal costruttore e misurare a pneumatici freddi.
Quanto può diminuire l'autonomia
Il programma tecnico del Dipartimento dell'Energia del 2024 mostra differenze tra veicoli e temperature. Nel confronto dei cicli di prova, il consumo energetico normalizzato dei veicoli elettrici era circa l'83% più alto a 20 °F, cioè circa -7 °C, e circa il 114% più alto a 0 °F, quasi -18 °C, rispetto alla temperatura di riferimento di 72 °F. Sono risultati del programma, non una regola per ogni auto.
Un altro riepilogo del Dipartimento dell'Energia indica una diminuzione vicina al 40% dell'efficienza invernale delle auto completamente elettriche nei test di laboratorio. Geotab ha analizzato 5,2 milioni di viaggi di 4.200 veicoli elettrici, corrispondenti a 102 combinazioni di marca, modello e anno. A -15 °C, nel suo campione, l'autonomia media è scesa a circa il 54% del valore dichiarato.
Le metodologie non sono identiche. Il dato WLTP serve a confrontare i modelli con una procedura comune, ma non garantisce lo stesso risultato con vento, neve, riscaldamento al massimo e velocità autostradale. Per un viaggio invernale è meglio usare il consumo osservato su percorsi simili e lasciare una riserva maggiore.
Il precondizionamento aiuta
Il precondizionamento riscalda abitacolo e, su alcuni modelli, batteria prima della partenza. Se l'auto è collegata a una wallbox, parte dell'energia può arrivare dalla rete invece che dalla batteria usata durante il viaggio. Il Dipartimento dell'Energia consiglia di riscaldare l'elettrica mentre è collegata.
Il precondizionamento non cancella tutte le perdite. La batteria può continuare a usare energia per mantenere la temperatura e restano gli effetti di aria, pneumatici e fondo stradale. Riduce però il picco di consumo dei primi chilometri.
Nei viaggi lunghi conviene pianificare le soste alle colonnine rapide con più margine rispetto all'estate. Una batteria fredda può accettare inizialmente meno potenza. Alcune auto avviano il riscaldamento della batteria quando una colonnina rapida viene inserita nel navigatore, ma la funzione varia secondo il costruttore.
Cosa può fare il conducente
Riscaldare l'auto mentre è collegata, controllare la pressione, guidare con regolarità e ridurre moderatamente la velocità autostradale sono misure semplici. Sedili e volante riscaldati possono consumare meno del riscaldamento dell'intero abitacolo, ma non bisogna ridurre il disappannamento se la visibilità ne risente.
In caso di sosta all'aperto, è necessario seguire le indicazioni del costruttore per presa e connettore in presenza di neve o pioggia gelata. La perdita invernale è normalmente la somma di consumi maggiori ed effetti termici temporanei, non la prova automatica di una batteria danneggiata.
