Jak teplota ovlivňuje fyziku a dojezd baterií EV?

Povzbuzujeme čtenáře k otázkám o elektrických vozidlech, nabíjení a všem dalším, co se chcete dozvědět. Pošlete je tedy prosím a my přimějeme naše odborníky, aby odpověděli a pozvali další lidi, aby přispěli prostřednictvím sekce komentářů.

Rád bych porozuměl více o fyzice kapacity baterie elektrických vozidel – zejména vztahu mezi teplotou a dojezdem. Vím, že při nízkých teplotách se dojezd snižuje, chápu to tak, že se to týká účinnosti vybíjení, nikoli skladovací kapacity.

Je to správné a vyplývá z toho, že pokud je baterie řekněme plně nabitá při 25 stupních, pak se přes noc ochladí na nula stupňů (běžné v Alice nebo Canbeře), že ztráta dosahu není trvalá – dojezd by zvýšit, když se teplota zvýší zpět na 25 stupňů?

Na zdraví

Mike

Ahoj Miku – ptáš se poněkud kudrnatou otázku – jaký je vztah mezi okolní teplotou a rozsahem EV?

Na jedné úrovni je odpověď jednoduchá:nový testovací cyklus WLTP probíhá při 23 stupních Celsia (23 ⁰ C) přesně – takže rozsahy uváděné výrobci jsou založeny na této teplotě. Chlazení auta po nabití, ale nepoužívání, pak návrat na 23 ⁰ C vrátí celý rozsah.

Nyní ke složitější odpovědi. Při nižších teplotách – baterie EV jsou založeny na řadě chemických reakcí a jako většina chemických reakcí platí, že čím chladnější jsou reaktanty, tím je reakce pomalejší.

Teorie říká, že reakce uvnitř baterie produkující elektrický tok jsou méně účinné, když je nutí dodávat stejný proud při nižších teplotách, a proto je dosah snížen. (A naopak při nabíjení – takže plné nabití při nabíjení v chladu vyžaduje více energie).

Krátkodobě bez poškození a po návratu na „normální“ okolní teplotu (tj. 23 ⁰ C), vrátí se celý rozsah.

To je to, co jsem našel za 6 let EV motorismu s několika EV nyní, zejména s mým Leafem. V Leaf ztratím v zimě 10–15 % dosahu, i když nepoužívám topení (a 25 %, pokud ho používám!), ale tento rozsah se vrací v teplejších měsících.

Opět na hlubší úrovni, odpověď vyžadovala fušování do černé magie! Najít přesné procentuální snížení rozsahu na stupeň poklesu teploty je, ehm, podobné čarodějnictví. Je to proto, že:

• Různí výrobci elektromobilů používají ve svých bateriích mírně odlišné chemické složení lithia, takže protože každá chemie reaguje na nízké teploty mírně odlišně, je pro danou chemii specifické, jak bude kterýkoli model reagovat na chlad, a navíc
• Mnoho výrobců elektromobilů zahrnuje systémy vytápění/chlazení do krytu baterie, takže snížení dojezdu v chladném počasí může být způsobeno tímto systémem vytápění, nikoli zpomalením chemické reakce. Ve skutečnosti může mít baterie stále optimální provozní teplotu při okolní teplotě hluboko pod nulou:je to jen systém vytápění, který stále více pracuje na udržení optimální teploty baterie, což způsobuje vztah mezi nižšími teplotami a kratším dosahem.
• Některé z těchto systémů vyhřívání baterie EV jsou při udržování teploty baterie lepší než jiné – takže ztráta dojezdu může být kombinací nižší teploty baterie (ale ne tak nízké, jako je okolní teplota) A AKCE systému vyhřívání baterie.
li>

Odpověď na vaši otázku se proto skládá z několika částí:

1. Většina baterií EV má vyhřívací systémy – takže nabíjení/provoz v chladném počasí znamená, že se používá vyhřívací systém baterie, čímž se snižuje dojezd. Účinek buď přímo nesouvisí s provozem baterie v chladném prostředí, ale spíše s použitím topného systému; nebo to může být způsobeno pouze částečně tím, že běží chladněji, ale ne při plném okolním prostředí.
2. U baterií bez topných systémů (Leafs, iMiEV, většina přestavěných vozů ICE na BEV) – vztah mezi tím, jak je chladno, a snížením dojezdu závisí na:

• chemická směs baterie,
• jak je starý, (kvůli efektu zvýšení vnitřního odporu buněk) a
• jak těžce to řídíte.
• Za předpokladu, že baterii nezneužíváte v extrémně chladném počasí (ať už při velkém rychlém nabíjení nebo extrémně náročné jízdě), je nepravděpodobné, že byste ji nějak poškodili a plný dojezd se vrátí na jaře.
li>

Na závěr – zkontroloval jsem čajové lístky a obětoval kozu, aby četla jeho vnitřnosti – jízdu EV za minus 6 ⁰ C bude mít v průměru za následek 12% snížení dojezdu na „normální“ dojezdy.

Použití systému vytápění kabiny může mít za následek snížení dosahu až o 40 %. (Ve skutečnosti – tato čísla jsem získal z února 2019 „American Automobile Association Inc. Testování dojezdu elektrických vozidel ve vztahu k okolní teplotě a použití HVAC“ zpráva. Viz:http://www.aaa.com/AAA/common/AAR/files/AAA-Electric-Vehicle-Range-Testing-Report.pdf)

Mezitím – rád se zde svěřím čtenářům zabývajícím se chemií baterií – ale nechtěl jsem zacházet příliš daleko do země chemie, ze strachu, aby editor na začátek tohoto článku uvedl:„VAROVÁNÍ:TENTO ČLÁNEK OBSAHUJE EXPLICITNÍ VĚDECKÝ OBSAH “

Na zdraví

Bryce