Effekten av kalde temperaturer på ladetid og batteriytelse

Innledning

Elbilrevolusjonen har ført til en rekke endringer i hvordan vi bruker, lader og forstår kjøredynamikken. Som med all ny teknologi bør det være en periode for tilvenning og læring. For de nyeste og potensielle elbilbrukerne er selve ladingen det mest underlige. Selv om det er ganske enkelt å koble bilen til laderen, er det noen spesielle aspekter ved ladeprosessen som alle elbileiere bør kjenne til. Et av de mest interessante er effekten av kaldt vær på ladetiden og batteriets ytelse. Dette er det perfekte tidspunktet å diskutere dette på, siden vinteren er over oss, og de fleste av kundene våre bor i kontinentalt klima. Det betyr at de vil oppleve ulike ladetider og varierende ytelse fra sine batteridrevne kjøretøy når utetemperaturen nærmer seg frysepunktet. Så la oss forklare hvorfor det tar lengre tid å lade en elbil om vinteren, og fysikken bak dette fenomenet.

Litium-ion-batterier vs. kaldt vær

Uansett hvilken type elbil du bruker, størrelsen på batteriet eller årsmodell, vil kaldt vær alltid påvirke batteriets ytelse. Litium-ion-batterier er spesielt utsatt for lave temperaturer, og siden denne batteriteknologien er dominerende i moderne elbilmodeller, betyr dette at problemet er utbredt.

Litium-ion-batterier fungerer optimalt ved temperaturer mellom 20 °C og 25 °C. I de fleste kontinentale klimaregioner ligger utetemperaturene om høsten, vinteren og våren langt under dette området, spesielt om natten. Det påvirker alle kjøretøyene, spesielt de som står parkert utendørs. Når temperaturen synker, blir elektrolyttene i batteriet mer tyktflytende, noe som bremser ionestrømmen mellom anoden og katoden. Dette reduserer batteriets evne til å lagre og frigjøre energi, noe som har direkte innvirkning på både ytelsen og ladehastigheten.

Hva skjer inne i elbilbatteriet når temperaturen er lav?

Hovedproblemet med kaldt vær og batterier er at de kjemiske reaksjonene inne i batteriet går saktere når temperaturen synker. Litiumionebatterier er avhengige av at litiumioner beveger seg mellom anoden og katoden for å generere og lagre energi. Når det er kaldt, går denne bevegelsen saktere, noe som reduserer batteriets effektivitet.

Økt indre motstand

Kalde temperaturer gjør det rett og slett vanskeligere for batteriet å gjøre jobben sin. Batteriets indre motstand øker, noe som betyr at det må jobbe hardere for å lagre og frigjøre energi. Dette reduserer effekten betydelig og fører til at batteriet tappes for strøm raskere enn under varmere forhold.

Redusert kapasitet

Batteriets kapasitet reduseres i kalde temperaturer. Det betyr at selv når batteriet er fulladet, vil det ikke ha samme rekkevidde som ved moderate eller varme temperaturer. Dette skyldes at energioverføringseffektiviteten reduseres i kulde.

Energitap på grunn av oppvarmingsbehov

Elbiler bruker ofte mer energi i kaldere måneder for å varme opp kupeen og styre batteritemperaturen, noe som belaster den tilgjengelige effekten ytterligere og reduserer rekkevidden. I elbiler leverer batteriet energi til alt, fra bevegelse, lys, lyd og oppvarming.

Hva du bør vite om lading i kaldt vær

Når vi vet alt dette, er det forståelig at batteriene reagerer langsomt i kalde vintre. Når du kobler det batteridrevne kjøretøyet til laderen, skjer det følgende.

Aktivering av batteriets varmesystem

Moderne elbiler er utstyrt med batteristyringssystemer som forsøker å regulere temperaturen i batteripakken. Når temperaturen faller under en viss terskel, aktiveres disse systemene og bruker energi på å varme opp batteriet til en optimal ladetemperatur. Denne prosessen sikrer at batteriet ikke skades ved å lades ved en for lav temperatur, men den forlenger også ladetiden.

Redusert ladeeffektivitet

Som nevnt tidligere, øker kaldt vær den indre motstanden i litium-ion-batterier. Når du kobler til elbilen i kaldt vær, kan det hende at batteriet ikke klarer å absorbere energi like raskt på grunn av denne motstanden. Denne reduserte effektiviteten fører til lavere ladehastigheter, spesielt i de innledende ladefasene.

Begrensninger ved hurtiglading i kaldt værHurtigladestasjoner, som dem du finner på mange rasteplasser, bensinstasjoner eller kjøpesentre, tilbyr høye effektnivåer for å lade batteriene raskt. De fleste elbiler vil imidlertid begrense hvor mye strøm de trekker fra hurtigladere i kaldt vær for å forhindre potensielle skader på batteriet. Mens det kan ta bare 30 minutter å nå 80 % lading om sommeren, kan den samme hurtigladingen ta mye lenger tid om vinteren.

Forkondisjonering av batteriet

Noen elbiler har en funksjon som kalles forhåndskondisjonering av batteriet. Dette er som å varme opp motoren på en bensindrevet bil før kjøreturen, men for batteridrevne kjøretøy. Den varmer opp batteriet før lading, noe som kan bidra til å redusere de negative effektene av kalde temperaturer på ladetiden. Forvarming krever imidlertid også energi og tid, noe som fører til en lengre total ladeprosess.