Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến vật lý và phạm vi của pin EV?

Chúng tôi khuyến khích những câu hỏi của độc giả về xe điện, cách sạc và bất cứ điều gì khác mà bạn muốn tìm hiểu. Vì vậy, vui lòng gửi chúng qua và chúng tôi sẽ nhận được các chuyên gia của chúng tôi phản hồi và mời những người khác đóng góp thông qua phần nhận xét.

Tôi muốn hiểu thêm về vật lý của dung lượng pin xe điện - đặc biệt là mối quan hệ giữa nhiệt độ và phạm vi. Tôi biết rằng ở nhiệt độ lạnh, phạm vi giảm, hiểu biết của tôi là điều này liên quan đến hiệu quả xả, không phải dung lượng lưu trữ.

Điều này có chính xác không và nó có tuân theo rằng nếu nói rằng pin được sạc đầy ở 25 độ, sau đó nguội qua đêm ở mức 0 độ (phổ biến ở Alice hoặc Canberra) rằng việc mất phạm vi không phải là vĩnh viễn - phạm vi sẽ tăng khi nhiệt độ tăng trở lại 25 độ?

Chúc mừng

Mike

Xin chào Mike - bạn đang hỏi một câu hỏi khá rắc rối - nói một cách dí dỏm, mối quan hệ giữa nhiệt độ môi trường xung quanh và phạm vi EV là gì?

Ở một cấp độ, câu trả lời rất đơn giản:chu kỳ kiểm tra WLTP mới được chạy ở 23 độ C (23 ⁰ C) chính xác - vì vậy phạm vi do nhà sản xuất đưa ra dựa trên nhiệt độ đó. Làm mát xe sau khi sạc nhưng không sử dụng, sau đó quay trở lại 23 ⁰ C sẽ trả lại toàn bộ.

Bây giờ cho câu trả lời phức tạp hơn. Ở nhiệt độ thấp hơn - pin EV dựa trên một loạt các phản ứng hóa học và giống như hầu hết các phản ứng hóa học, chất phản ứng càng lạnh thì phản ứng càng chậm.

Lý thuyết cho rằng các phản ứng trong pin để tạo ra dòng điện trở nên kém hiệu quả hơn khi buộc chúng phải cung cấp cùng một dòng điện ở nhiệt độ thấp hơn, do đó phạm vi giảm. (Và ngược lại khi sạc - vì vậy sẽ tốn nhiều năng lượng hơn để sạc đầy khi sạc trong điều kiện lạnh).

Trong thời gian ngắn, không có thiệt hại nào được thực hiện và khi trở lại nhiệt độ môi trường "bình thường" (tức là 23 ⁰ C), toàn bộ phạm vi trả về.

Đây là những gì tôi đã tìm thấy trong 6 năm lái xe điện với một số xe điện hiện tại, đặc biệt là với Chiếc lá của tôi. Trong Lá, tôi mất 10-15% phạm vi vào mùa đông ngay cả khi tôi không sử dụng máy sưởi (và 25% nếu tôi có!), Nhưng phạm vi đó sẽ quay trở lại vào những tháng ấm hơn.

Ở một cấp độ sâu hơn một lần nữa, câu trả lời yêu cầu phải tìm hiểu kỹ nghệ thuật hắc ám! Để tìm phần trăm chính xác mức giảm của phạm vi trên mỗi độ rơi của nhiệt độ, giống như phép thuật phù thủy. Điều này là do:

• Các nhà sản xuất xe điện khác nhau sử dụng các chất hóa học lithium hơi khác nhau trong pin của họ, do đó, mỗi hóa chất phản ứng với nhiệt độ lạnh hơi khác nhau, cách bất kỳ kiểu máy nào sẽ phản ứng với lạnh là đặc biệt đối với hóa học đó, cộng thêm
• Nhiều nhà sản xuất xe điện bao gồm hệ thống sưởi ấm / làm mát bên trong vỏ pin, do đó, phạm vi giảm trong thời tiết lạnh có thể là do hệ thống sưởi ấm đó, không phải do phản ứng hóa học làm chậm lại. Trên thực tế, pin vẫn có thể ở nhiệt độ hoạt động tối ưu ở nhiệt độ môi trường thấp hơn 0:chỉ là hệ thống sưởi làm việc ngày càng khó khăn hơn để duy trì nhiệt độ pin tối ưu dẫn đến mối quan hệ giữa nhiệt độ thấp hơn và phạm vi ngắn hơn.
• Một số hệ thống sưởi pin EV này có khả năng duy trì nhiệt độ pin tốt hơn những hệ thống khác - do đó, sự suy giảm phạm vi có thể là sự kết hợp của nhiệt độ pin thấp hơn (nhưng không thấp như môi trường xung quanh) CỘNG mà hệ thống sưởi pin sử dụng.

Do đó, câu trả lời cho câu hỏi của bạn gồm nhiều phần:

1. Hầu hết các pin EV đều có hệ thống sưởi - vì vậy, việc sạc / chạy trong thời tiết lạnh có nghĩa là hệ thống sưởi của pin đang được sử dụng, do đó làm giảm phạm vi hoạt động. Ảnh hưởng không liên quan trực tiếp đến hoạt động của pin ở môi trường lạnh mà là do việc sử dụng hệ thống sưởi của nó; hoặc có thể chỉ một phần là do nó chạy mát hơn, nhưng không phải ở môi trường xung quanh đầy đủ.
2. Đối với pin không có hệ thống sưởi (Leafs, iMiEV, hầu hết các phương tiện ICE được chuyển đổi sang BEV) - mối quan hệ giữa mức độ lạnh và giảm phạm vi phụ thuộc vào:

• hỗn hợp hóa học của pin,
• bao nhiêu tuổi, (do tác dụng của việc tăng sức đề kháng bên trong tế bào) và
• bạn đang nỗ lực như thế nào để thúc đẩy nó.
• Miễn là bạn không lạm dụng pin trong thời tiết quá lạnh (sạc nhiều pin nhanh hoặc lái xe cực kỳ vất vả) - bạn sẽ không gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho nó và toàn bộ pin sẽ hoạt động trở lại vào mùa xuân.

Để kết thúc - sau khi kiểm tra lá trà và hy sinh một con dê để đọc đường dẫn của nó - lái xe EV ở âm 6 ⁰ Trung bình, C sẽ làm giảm phạm vi 12% trên phạm vi lái xe "bình thường".

Sử dụng hệ thống sưởi trong cabin có thể làm giảm phạm vi tới 40%. (Thực ra - tôi nhận được những số liệu này từ cuộc kiểm tra phạm vi xe điện của ‘Hiệp hội ô tô Hoa Kỳ Inc. vào tháng 2 năm 2019 liên quan đến nhiệt độ môi trường xung quanh và sử dụng HVAC’ báo cáo. Xem:http://www.aaa.com/AAA/common/AAR/files/AAA-Electric-Vehicle-Range-Testing-Report.pdf)

Trong thời gian chờ đợi - rất vui được giới thiệu với các độc giả về nhà hóa học pin ở đây - nhưng tôi không muốn đi quá sâu vào lĩnh vực hóa học, vì sợ người biên tập đặt ở đầu bài viết này:“CẢNH BÁO:BÀI VIẾT NÀY CHỨA NỘI DUNG KHOA HỌC THỬ NGHIỆM ”

Chúc mừng

Bryce