Påverkan av kalla temperaturer på laddningstider och batteriets prestanda

Introduktion till

Elbilsrevolutionen har inneburit många förändringar i hur vi använder, laddar och förstår kördynamiken. Som med all ny teknik bör det finnas en period för anpassning och för att lära sig hur den ska användas. För de senaste och blivande elbilsanvändarna är själva laddningen det mest märkliga. Även om det är ganska enkelt att koppla in fordonet i laddaren har laddningsprocessen några särskilda aspekter som alla elbilsägare bör känna till. En av de mest intressanta är effekten av kallt väder på laddningstiderna och batteriets prestanda. Det här är den perfekta tidpunkten att diskutera detta eftersom vintern är på ingång och de flesta av våra kunder bor i kontinentala klimat. Det innebär att de kommer att få olika laddningstider och varierande prestanda från sina batteridrivna fordon när utomhustemperaturen närmar sig nollan. Så låt oss förklara varför det tar längre tid att ladda en elbil på vintern och fysiken bakom detta fenomen.

Litiumjonbatterier vs. kallt väder

Oavsett vilken typ av elfordon du använder, batteriets storlek eller årsmodell, kommer kallt väder alltid att påverka batteriets prestanda. Litiumjonbatterier är särskilt utsatta för låga temperaturer, och eftersom denna batteriteknik är dominerande i moderna elbilsmodeller innebär det att problemet är utbrett.

Litiumjonbatterier fungerar optimalt i ett temperaturintervall mellan 20°C och 25°C. I de flesta kontinentala klimatregioner ligger utomhustemperaturerna under höst, vinter och vår långt under det ideala intervallet, särskilt nattetid. Detta påverkar alla fordon, i synnerhet de som står parkerade utomhus. När temperaturen sjunker blir elektrolyterna i batteriet mer trögflytande, vilket gör att jonflödet mellan anoden och katoden blir långsammare. Detta minskar batteriets förmåga att lagra och frigöra energi, vilket direkt påverkar både prestanda och laddningshastighet.

Vad händer inuti elbilsbatteriet när temperaturen är låg?

Huvudproblemet med kallt väder och batterier är att de kemiska reaktionerna inuti batteriet saktar ner när temperaturen sjunker. Litiumjonbatterier förlitar sig på att litiumjoner rör sig mellan anoden och katoden för att generera och lagra energi. Kalla temperaturer saktar ner denna rörelse, vilket minskar batteriets effektivitet.

Ökad intern resistans

Kalla temperaturer gör det helt enkelt svårare för batteriet att göra sitt jobb. Batteriets inre motstånd ökar, vilket innebär att det måste arbeta hårdare för att lagra och frigöra energi. Detta minskar effekten avsevärt och gör att batteriet tappar laddning snabbare än under varmare förhållanden.

Minskad kapacitet

Ett batteris kapacitet minskar i kalla temperaturer. Det innebär att även om batteriet är fulladdat kommer det inte att ha samma räckvidd som vid måttliga eller varma temperaturer. Detta beror på att energiöverföringen är mindre effektiv i kyla.

Energiförluster på grund av uppvärmningsbehov

Elbilar förbrukar ofta mer energi under de kallare månaderna för att värma upp kupén och hantera batteritemperaturen, vilket ytterligare belastar den tillgängliga effekten och minskar räckvidden. I elbilar ger batteriet energi till allt, från förflyttning, belysning, ljud och uppvärmning.

Vad du bör veta om laddning i kallt väder

Med tanke på allt detta är det förståeligt varför batterierna reagerar långsamt under kalla vintrar. När du ansluter ditt batteridrivna fordon till laddaren händer följande.

Aktivering av batteriets värmesystem

Moderna elfordon är utrustade med batterihanteringssystem som försöker reglera batteripaketets temperatur. När temperaturen sjunker under ett visst tröskelvärde aktiveras dessa system och använder energi för att värma upp batteriet till en optimal laddningstemperatur. Denna process säkerställer att batteriet inte skadas genom att det laddas vid en för kall temperatur, men den förlänger också laddningstiden.

Minskad laddningseffektivitet

Som tidigare nämnts ökar kallt väder det inre motståndet i litiumjonbatterier. När du ansluter din elbil i kallt väder kan det hända att batteriet inte kan absorbera energi lika snabbt på grund av detta motstånd. Denna minskade effektivitet leder till långsammare laddningshastigheter, särskilt under de inledande laddningsfaserna.

Begränsningar av snabbladdning i kallt väderSnabbladdningsstationer, som de som finns på många motorvägsrastplatser, bensinstationer eller köpcentrum, erbjuder höga effektnivåer för att ladda batterierna snabbt. De flesta elbilar begränsar dock hur mycket ström de tar ut från snabbladdare i kalla förhållanden för att förhindra potentiella skador på batteriet. Medan det kan ta bara 30 minuter att nå 80 % laddning under sommaren, kan samma snabbladdning ta mycket längre tid under vintern.

Förkonditionering av batteriet

Vissa elfordon har en funktion som kallas förkonditionering av batteriet. Det är som att värma upp motorn i en bensindriven bil före en körning, men för ditt batteridrivna fordon. Den värmer upp batteriet före laddning, vilket kan bidra till att minska de negativa effekterna av kalla temperaturer på laddningstiderna. Förkonditionering kräver dock också energi och tid, vilket leder till en längre total laddningsprocess.