Att övervinna utmaningar i kallt väder för elfordon: Räckvidd och laddningslösningar

Många elbilsägare lider fruktansvärt när de upplever kallt väder, vilket också avskräcker många konsumenter som är tveksamma till att ge upp bränslefordon för att välja elfordon.

Även om vi alla erkänner att under den kalla årstiden kommer bränslefordon också att ha liknande effekter - minskad räckvidd, ökad bränsleförbrukning och långa perioder med extremt låg temperatur kan göra att fordonet inte startar. Men den långa räckviddsfördelen med bränslefordon överskuggar dessa negativa effekter till viss del.

Dessutom, till skillnad från motorn i en bränslebil, som genererar en stor mängd spillvärme för att värma upp kabinen, genererar den effektiva driften av elmotorn i ett elfordon nästan ingen spillvärme. Därför, när omgivningstemperaturen är låg, behöver den senare förbruka ytterligare energi för att värma upp för bekväm körning. Detta innebär också mer förlust av EV-räckvidd.

Vi oroar oss på grund av det okända. Om vi ​​har tillräckligt med kunskap om elfordon och förstår hur vi kan utnyttja deras styrkor och undvika deras svagheter så att de kan tjäna oss bättre, då behöver vi inte oroa oss längre. Vi kan anamma det mer aktivt.

Låt oss nu diskutera hur kallt väder påverkarRäckviddochLaddarav elbilar, och vilka effektiva metoder vi kan använda för att försvaga dessa effekter.

Handlingsbara insikter

Vi försökte komma på några lösningar utifrån en leverantör av laddutrustning som kan minska den negativa påverkan av kallt väder.

• För det första, låt inte elfordonets batterinivå sjunka under 20 %;
• Förbehandla batteriet med uppvärmning före laddning, använd sätes- och rattvärmare och sänk kabinuppvärmningstemperaturen för att minska energiförbrukningen;
• Försök att ladda under de varmare perioderna på dagen;
• Ladda helst i ett varmare, slutet garage med maximal laddning inställd på 70%-80%;
• Använd plug-in parkering så att bilen kan hämta energi från laddaren för uppvärmning istället för att förbruka batteriet;
• Kör med extra försiktighet på isiga vägar, eftersom du kan behöva bromsa oftare. Överväg att inaktivera regenerativ bromsning, visst beror detta på det specifika fordonet och körförhållandena;
• Ladda omedelbart efter parkering för att minska batteriets förvärmningstid.

Några saker att veta i förväg

EV-batteripaket ger kraft genom kemiska reaktioner. Aktiviteten hos denna elektrokemiska reaktion, som sker vid den positiva och negativa elektroden/elektrolytgränsytan, är relaterad till temperaturen.

Kemiska reaktioner går snabbare i varmare miljöer. Den låga temperaturen ökar elektrolytens viskositet, saktar ner reaktionen i batteriet, ökar batteriets inre motstånd och gör laddningsöverföringen långsammare. Den elektrokemiska polarisationsreaktionen intensifieras, laddningsfördelningen är mer ojämn och bildningen av litiumdendriter främjas. Detta innebär att batteriets effektiva energi kommer att minska, vilket innebär att räckvidden kommer att minska. Låga temperaturer påverkar också bränslebilar, men elbilar är mer uppenbara.

Även om det är känt att låga temperaturer orsakar en förlust i marschintervallet för elbilar, finns det fortfarande skillnader mellan olika fordon. Enligt marknadsundersökningsstatistik kommer batterikapaciteten att minska med 10 % till 40 % i genomsnitt vid låga temperaturer. Det beror på bilmodellen, hur kallt vädret är, värmesystemet och faktorer som kör- och laddningsvanor.

När batteritemperaturen för en elbil är för låg kan den inte laddas effektivt. Elbilar kommer först att använda den ingående energin för att värma batteriet och börja ladda batteriet först när det når en viss temperatur.

För elbilsägare innebär kallt väder en lägre räckvidd och längre laddningstid. Därför laddar erfarna vanligtvis över natten under den kalla årstiden och förvärmer bilen innan de ger sig av.

Termisk hanteringsteknik för elbilar

Termisk hanteringsteknik för elfordon är avgörande för batteriprestanda, räckvidd och körupplevelse.

Den primära uppgiften är att hantera batteritemperaturen så att batteriet kan fungera eller laddas inom lämpligt temperaturområde och bibehålla utmärkta arbetsförhållanden. Säkerställ batteriprestanda, livslängd och säkerhet och utöka räckvidden för elfordon effektivt på vintern eller sommaren.

För det andra, för att förbättra körupplevelsen, kommer effektiv värmehantering att ge förarna en bekvämare kabintemperatur under varma somrar och kalla vintrar, minska energiförlusten och förbättra energieffektiviteten.

Genom effektiv allokering av värmeledningssystemet balanseras värme- och kylbehoven för varje krets, vilket minskar energiförbrukningen.

Nuvarande vanliga värmehanteringsteknologier inkluderarPTC(Positiv temperaturkoefficient) som är beroende av motstånd elektriska värmare ochHätaPumpteknologi som använder termodynamiska cykler. Utvecklingen av dessa tekniker är av stor betydelse för att förbättra prestanda, säkerhet, energieffektivitet och körupplevelse.

Hur kallt väder påverkar EV-räckvidden

Vid det här laget är alla överens om att kallt väder kommer att minska räckvidden för elfordon.

Det finns dock två typer av förluster i EV-området. En ärTillfällig räckviddsförlust, vilket är en tillfällig förlust som orsakas av faktorer som temperatur, terräng och däcktryck. När temperaturen värms tillbaka till rätt temperatur kommer den förlorade körsträckan att komma tillbaka.

Den andra ärPermanent räckviddsförlust. Fordonets ålder (batterilivslängd), dagliga laddningsvanor och dagliga underhållsbeteenden kommer alla att orsaka förlust av räckvidd, och de kanske inte återgår.

Som nämnts ovan kommer kallt väder att minska EV-batteriernas prestanda. Det kommer inte bara att minska aktiviteten av kemiska reaktioner i batteriet och minska bibehållandet av batterikapacitet utan också minska batteriets laddnings- och urladdningseffektivitet. Batteriets motstånd ökar och dess energiåtervinningsförmåga minskar.

Till skillnad från bränslebilar måste elbilar förbruka sin batterienergi och generera värme för att värma upp kabinen och värma batteriet, vilket ökar energiförbrukningen per mil och minskar räckvidden. För närvarande är förlusten tillfällig, oroa dig inte för mycket, eftersom den kommer tillbaka.

Batteripolariseringen som nämns ovan kommer att orsaka litiumutfällning i elektroden och till och med bildandet av litiumdendriter, vilket kommer att leda till en minskning av batteriets prestanda, en minskning av batterikapaciteten och till och med säkerhetsproblem. Vid denna tidpunkt är förlusten permanent.

Oavsett om det är tillfälligt eller permanent vill vi verkligen minimera skadorna så mycket som möjligt. Biltillverkare arbetar hårt för att svara på följande sätt:

• Ställ in förvärmningsbatteriprogrammet innan du sätter igång eller laddar
• Förbättra energiåtervinningseffektiviteten
• Optimera kabinens värmesystem
• Optimera fordonets batterihanteringssystem
• Effektivisera designen av bilens kaross med mindre motstånd

Hur kallt väder påverkar laddning av elbilar

Precis som det krävs en lämplig temperatur för att omvandla batteriurladdningen till fordonets kinetiska energi, måste effektiv laddning också ligga inom ett lämpligt temperaturområde.

För höga eller för låga temperaturer ökar batteriets motstånd, begränsar laddningshastigheten, påverkar batteriets prestanda, minskar laddningseffektiviteten och orsakar en längre laddningstid.

Under låga temperaturer kan batteriövervaknings- och kontrollfunktionerna i BMS ha fel eller till och med misslyckas, vilket ytterligare minskar laddningseffektiviteten.

Lågtemperaturbatterier kanske inte kan laddas i ett tidigt skede, vilket kräver att batterierna värms upp till lämplig temperatur innan laddningen påbörjas, vilket är ytterligare ett tillägg till laddningstiden.

Dessutom har många laddare också begränsningar i kallt väder och kan inte ge tillräcklig ström och spänning för att möta laddningsbehov. Deras interna elektroniska komponenter har också lämpligare driftstemperaturkrav. Låga temperaturer kan minska stabiliteten och funktionaliteten, vilket påverkar arbetseffektiviteten.

Laddkablar verkar också påverkas mer i låga temperaturer, speciellt DC-laddarkablar. De är tjocka och tunga, och kyla kan göra dem styvare och mindre böjbara vilket gör dem svårare för elbilsförare att använda.

Med tanke på att många levnadsförhållanden inte kan stödja installationen av en privat hemladdare, Workersbees portabla EV-laddare FLEXLADDARE 2kan vara ett bra val.

Den kan vara en reseladdare i bagageutrymmet men också bli en Privat hemladdare för elbilsägare. Den har en snygg och robust kropp, bekväm elektrisk laddningsfunktion och flexibla högkvalitativa kablar, som kan ge smart laddning upp till 7kw. Den utmärkta vattentäta och dammtäta prestandan når en IP67-skyddsnivå, så du behöver inte oroa dig för säkerhet och tillförlitlighet även för utomhusbruk.

Om vi ​​är övertygade om att elfordonsrevolutionen är rätt för framtiden för miljön, klimatet, energin och människors välbefinnande, och till och med fördelaktigt för nästa generation, bör vi även veta att vi kommer att möta dessa utmaningar i kallt väder. sparar ingen ansträngning för att genomföra det.

Kallt väder ställer stora utmaningar för elfordons räckvidd, laddning och till och med marknadspenetration. Men Workersbee ser uppriktigt fram emot att arbeta med alla pionjärer för att diskutera innovationen av värmeledningsteknik, välståndet i laddningsmiljön och utvecklingen av olika genomförbara lösningar. Vi tror att utmaningar kommer att övervinnas och att vägen till hållbar elektrifiering kommer att bli smidigare och bredare.

Vi är hedrade över att diskutera och dela EV-insikter med alla våra partners och pionjärer!