Soğuk havalarda elektrikli araç şarjı sorunu

Günümüzde, değişen iklim şartları ile mücadele sıfır emisyona sahip elektrikli araçlar (EV) kritik bir öneme sahiptir. EV batarya teknolojileri, şarj sistemleri ve yazılım gibi konularda iyileştirmeler tüm hızıyla devam etmektedir. Özellikle menzil ve şarj süresi hala istenilen seviyelerde değil ve özellikle mevsim kış olduğunda EV bataryaların şarj süreleri hala uzun. Bu sorunun üzerinde araştırma yapan Michigan Üniversitesi mühendisleri donma seviyesinin altındaki sıcaklıklarda bataryanın 5 kat hızlı şarj edilebilmesini sağlayan bir araştırma yaptı.¹

Araştırmacılar EV bataryalarının soğuk hava koşullarında daha hızlı şarj olabilmesini sağlayan yeni bir teknoloji geliştirdi. Geliştirilen teknoloji sayesinde bataryalar -10°C gibi sıcaklıklarda bile 10 dakika içinde şarj edilebiliyor. Bu süreçte 10 dakikalık hızlı şarj süresinde batarya kapasitesinde de ciddi bir azalma yaşanmıyor ve 100 adet testin sonucunda bataryaların kapasitelerinin %97’sini korumaya devam ettiği görüldü.

EV’lerde batarya yönetim sistemleri ile ısınma/soğumanın önüne geçilmeye çalışılır. 6C (⅙ saat) oranında şarj edilmeleri ise oldukça çok zordur. Araştırma ekibi bu hız oranını yakalamak için lityum iyonlarını alan anotta yaklaşık 40 mikron büyüklüğünde yollar oluşturmuşlardır. Grafitin lazerle delinmesi, lityum iyonlarının elektrodun derinliklerinde bile daha hızlı yerleşebilecek yerleri bulmasını sağlayıp düzgün bir şarj sağlıyordu ve araştırma oda sıcaklığında şarjı yüksek ölçüde hızlandırdı ancak soğuk havalarda şarj hala verimsizdi.

Ekibin tespit ettiği sorun, elektrolit ile elektrot arayüzeyinde kimyasal reaksiyon sonucu oluşan tabakayı önlemek. Bu yüzey tabakasını engellemek için bataryayı 20 nm kalınlığında lityum borat-karbonattan yapılmış camsı bir malzemeyle kapladılar. Bu özel kaplama uygulaması, bataryanın soğuk havalarda şarj hızını belirgin şekilde artırdı ve kaplama teknolojisi sayesinde test edilen batarya hücrelerini donma noktasının altındaki sıcaklıklarda %500’e varan oranlarda daha hızlı şarj edilebildi.

Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) tarafından yapılan çalışma EV’lerin soğuk hava koşullarında nasıl performans gösterdiğini ortaya koyuyor. Alaska’nın Fairbanks bölgesinde yapılan testlerde Tesla 3 modelinin -40°C’ye ulaşan düşük sıcaklıklarda dahi çalışabildi gözlemlendi. Araçların verimliliği soğuk havalarda önemli ölçüde azalsa da hiçbir araç yolda kalmadı ya da kullanılmaz hale gelmedi. Garajda saklanan araçların menzil kaybı daha az olurken, dışarıda park halinde olan araçlarda ise bu oranın %69’a kadar çıktığı görüldü. Yapılan çalışmada soğuk havalarda lityum iyon bataryalarda elektrolitin daha viskoz hale geldiği, lityum iyonlarının anot ve katot arasında hareketinin yavaşladığı, iç direncinin arttığı gözlemlenmişir ve bu durum menzili ve şarj süresini olumsuz etkilemiştir. Bu bulgular soğuk iklimlerde yaşayan kullanıcıların EV’lere olan güvenini artırabilecek nitelikte ve bu alanda yapılan teknolojik gelişmelerin doğru şekilde uygulanması EV’lerin zorlu soğuk hava koşullarında bile güvenli olduğunu gösteriyor.²

Son 20 yılda elektrikli araçlar yaygınlaşsa da, AAA (American Automobile Association’nın anketine göre ivme azalmaya başladı. ABD’de EV almayı düşünenlerin oranı %23’ten %18’e düştü ve katılımcıların %63’ü ise bir sonraki araç tercihlerinin EV olmayacağını söyledi. Buna sebep olarak ise en büyük endişelerinden birinin kış aylarında yaşanan menzil kaybı ve yavaş şarj süreleri olduğunu dile getirdiler.

Sonuç olarak EV almayı düşünenlerin akıllarındaki soru işaretlerine yenileri eklenmeye devam ediyor. Soğuk havalarda yaşanan şarj sorunları için Ar-Ge çalışmaları araştırmacılar tarafından ele alınsa da çözümlerin sürdürülebilir olması ve şirketler tarafından kabul görmeleri için önlerinde uzun ve meşakkatli bir yol var. Ancak Michigan Üniversitesinde geliştirilen teknolojinin hem uygulanabilir hem de maliyet açısından erişilebilir olması bu sorunlara yönelik umut verici çözümler sunuyor. Bu da EV almayı düşünen kişiler için olumlu bir gelişme olarak görülüyor.

Kaynaklar 

1. https://techxplore.com/news/2025-04-electric-vehicles-5x-faster-subfreezing.htm
2. Esparza, E., Truffer-Moudra, D., & Hodge, C. (2025). Electric Vehicle and Charging Infrastructure Assessment in Cold-Weather Climates: A Case Study of Fairbanks, Alaska (No. NREL/TP-5400-92113). National Renewable Energy Laboratory (NREL), Golden, CO (United States).