De winter komt eraan en als u een elektrisch voertuig bezit, moet u beginnen met versnellingen, maar waarom?
Nou, omdat de prestaties van uw elektrische auto hun tol eisen als de temperatuur begint te dalen, en er zijn een paar dingen die belangrijk zijn om te weten over het gebruik en onderhoud van uw elektrische voertuig in de winter.
Hoeveel actieradius verliest uw elektrische voertuig door koud weer?
Als je een smartphone in ijskoude omstandigheden hebt gebruikt, weet je dat de prestaties van de batterij achteruit gaan als de temperatuur onder het vriespunt zakt.
Aangezien elektrische voertuigen vergelijkbare batterijchemie gebruiken, nemen hun prestaties ook af naarmate de temperatuur daalt. Niet alleen dit, volgens tests uitgevoerd door de American Automobile Association (AAA) in 2019 [PDF], daalde het rijbereik met 12 procent bij 20 graden Fahrenheit in vergelijking met 75 graden Fahrenheit. Deze afname in actieradius nam toe tot 41 procent wanneer de cabineverwarming werd gebruikt.
Het is daarom veilig om te zeggen dat de actieradius van uw elektrische auto afneemt als het buiten koud is, maar hoe komt dit?
Welnu, er zijn twee hoofdfactoren, maar laten we, voordat we erop ingaan, proberen lithium-ionbatterijen te begrijpen.
Hoe werken lithium-ionbatterijen?
Simpel gezegd, de accu van uw voertuig zet chemische energie om in elektrische energie. Om dit te doen, gebruikt het drie dingen: een kathode, een anode en een elektrolyt.
De anode vormt de negatieve pool van de batterij en heeft een hoge dichtheid aan elektronenrijke lithiumatomen. Deze atomen zitten gevangen in een laag grafiet en willen hun ene valentie-elektron kwijt om stabiel te worden. Deze neiging van atomen om elektronen te verliezen staat bekend als elektropositiviteit, en lithium is een metaal en is erg elektropositief.
Op de kathode hebben we kobaltoxide dat de positieve pool vormt. Deze terminal is positief geladen omdat de kobaltatomen elektronen hebben verloren aan zuurstof en een sterke neiging hebben om elektronen te winnen. Deze neiging van een atoom om elektronen op te nemen, staat bekend als elektronegativiteit.
Samengevat, de lithiumatomen aan de anode willen elektronen verliezen, terwijl het kobalt aan de kathode elektronen wil winnen. Hierdoor bewegen elektronen van de negatieve pool naar de positieve pool, en het is deze beweging van elektronen die elektriciteit opwekt.
Bovendien wordt er tussen de anode en de kathode een elektrolyt geplaatst, waardoor de lithiumionen zich van de anode naar de kathode kunnen verplaatsen.
Het bovengenoemde proces vindt plaats tijdens het ontladen en precies het tegenovergestelde gebeurt tijdens het opladen van de batterij.
Waarom neemt de actieradius van uw EV af in de winter?
In een hypothetische omgeving zou de bovenstaande reactie voor altijd moeten blijven werken, maar zoals we allemaal weten, gaan batterijen niet eeuwig mee. Dit komt door andere reacties die de elektronenrijke lithiumatomen verbruiken, waardoor de prestaties van de batterij afnemen. Deze reacties vinden plaats met verschillende snelheden bij verschillende temperaturen.
Daarom definiëren celfabrikanten een temperatuurbereik waarin batterijen optimaal kunnen functioneren. Voor lithium-ionbatterijen ligt de ontladingstemperatuur tussen -4 en 140 graden Fahrenheit, terwijl het oplaadbereik tussen 0 en 45 graden Fahrenheit ligt.
Hieruit blijkt duidelijk dat lithium-ion accu's kunnen ontladen bij temperaturen onder het vriespunt, maar dat opladen daarbij niet aan te raden is. Ook bieden lithium-ionbatterijen de beste ontladingsprestaties bij kamertemperatuur, en in extreme situaties nemen hun prestaties af.
De reden voor deze degradatie is als volgt.
Wanneer u uw lithium-ionbatterij oplaadt, trekt de oplader lithiumionen uit de kathode, zet ze om in lithiumatomen door een elektron toe te voegen en integreert ze in het grafiet op de kathode.
Wanneer de temperatuur daalt, intercaleren de lithiumatomen niet in het grafiet; in plaats daarvan bedekken ze het oppervlak van de anode, waardoor lithium wordt geplateerd. Dit fenomeen van lithiumbekleding zet de anders elektropositieve lithiumatomen om in een inert metaal. Hierdoor neemt het aantal beschikbare lithiumatomen voor het leveren van vrije elektronen af, waardoor de prestaties van de batterij afnemen.
Lithiumplating neemt toe wanneer een hoge laadstroom wordt gebruikt.
Aan de andere kant, wanneer uw batterij leeg raakt, moeten de lithiumionen van de anode naar de kathode gaan. Tijdens dit proces moeten de ionen door het elektrolyt bewegen, maar wanneer de temperatuur daalt, vertraagt dit proces naarmate de weerstand van het elektrolyt toeneemt. Deze toename in weerstand vermindert de actieradius van uw EV.
Naast de bovengenoemde factoren is de batterij verantwoordelijk voor het warm houden van de cabine als het buiten koud is. Hierdoor moet de accu zowel het voertuig als het verwarmingssysteem laten draaien, waardoor de actieradius verder afneemt.
10 dingen die u kunt doen om uw EV-ervaring in de winter te verbeteren
Nu we een basiskennis hebben van waarom de prestaties van je EV afnemen als de temperatuur onder nul daalt, kunnen we kijken hoe je je EV-ervaring in de winter kunt verbeteren.
1. Laad uw EV niet snel op bij lage temperaturen
Zoals eerder uitgelegd, is lithiumplating de grootste vijand van een batterij tijdens koude weersomstandigheden. Niet alleen dit, maar het fenomeen neemt toe wanneer de laadstroom hoog is.
Het is daarom aan te raden om uw elektrische auto niet snel op te laden als de omgevingstemperatuur onder het vriespunt ligt
2. Laad je EV 's nachts langzaam op
Als je van plan bent lange afstanden af te leggen met je elektrische auto, kun je deze het beste 's nachts tot de rand opladen met behulp van niveau 1-opladen. Hierdoor ben je 's ochtends niet alleen volledig opgeladen, maar zorgt het ook voor een langzame laadstroom die de batterij niet beschadigt.
Niet alleen dit, maar als je geen verwarmde garage hebt om je EV op te laden, houdt het langzame opladen je batterij warm en beschermt het tegen koude weersomstandigheden.
3. Wees voorbereid op een langere oplaadtijd
Aangezien de elektrolyt op uw batterij traag wordt bij kouder weer, duurt het opladen langer. Houd daarom rekening met een langere oplaadduur tijdens het opladen bij koudere weersomstandigheden.
4. Laat uw batterij niet ontladen in koude weersomstandigheden
Als u uw voertuig lange tijd niet gaat gebruiken, is het raadzaam om het tot 70 procent op te laden voordat u het opbergt. Als u dit doet, worden de reacties die de gezondheid van uw batterij aantasten, verminderd.
Daarnaast mag u uw voertuig 's nachts niet met een laag batterijpercentage achterlaten, omdat dit de gezondheid van uw batterij schaadt.
5. Parkeer uw voertuig in verwarmde ruimtes
Als u een garage heeft waar u uw auto 's nachts kunt stallen, is het raadzaam om de omgevingstemperatuur tussen 20 en 22 graden Fahrenheit te houden.
Als u dit doet, vermindert u de interne reacties die de accu van uw elektrische auto aantasten, waardoor de accu gedurende een langere periode beter presteert.
6. Verwarm je EV voor voordat je uitgaat
Voordat u naar uw werk vertrekt, kunt u uw auto het beste langzaam voorverwarmen terwijl u uw dagelijkse klusjes doet. Dit houdt je niet alleen warm als je uitgaat, maar omdat de auto langzaam opwarmt, zal het batterijpakket tijdens het rijden niet veel worden belast.
Daarnaast kun je de oplader ook aansluiten op je auto terwijl je hem verwarmt, zodat de stroom uit de oplader wordt gehaald en niet uit de accu's, waardoor je meer actieradius hebt voor de dag.
7. Houd het vuur laag
Als je van plan bent om in de winter een roadtrip te maken, is de verwarming van je auto de grootste vijand van de accu. Hoewel het je warm houdt, verslechtert het het bereik van je batterij.
Daarom kunt u, in plaats van de verwarming op volle toeren te laten draaien, het beste de verwarmde stoelen en het stuur gebruiken om uw handen en lichaam warm te houden. Dit zou kunnen vergroot je EV-bereik, en u hoeft uw voertuig niet zo vaak op te laden.
8. Gebruik lagere niveaus van regeneratie breken
De meeste elektrische voertuigen bieden verschillende niveaus van regeneratief remmen. Hierdoor kan de EV opladen terwijl de remmen worden gebruikt. Dat gezegd hebbende, als u in koude weersomstandigheden rijdt, kan een hoger niveau van regeneratie ervoor zorgen dat uw voertuig gaat slippen op besneeuwde oppervlakken.
Ook zou het hoge niveau van regeneratief remmen hoge stromen naar de batterij leveren, die deze zou kunnen beschadigen als gevolg van de koudere temperaturen.
9. Gebruik de Eco-modus
Als je niet van plan bent om met je EV te racen, kun je het beste de ECO-modus inschakelen als het buiten koud is. Als u dit doet, krijgt u een groter bereik en vermindert u de belasting van uw batterij, wat een betere batterijstatus oplevert.
10. Doorloop de checklist voor de interne verbrandingsmotor (ICE).
Hoewel het rijden van een elektrisch voertuig is een andere ervaring dan een ICE, het heeft nog steeds externe componenten zoals banden en ruitenwissers, die het niet goed doen bij koud weer. Daarom wordt geadviseerd om een nieuw paar ruitenwissers en winterbanden aan te schaffen.
Is het veilig om een elektrische auto te besturen bij vorst?
Een elektrisch voertuig biedt gebruikers een andere rijervaring en komt met veel toeters en bellen. Dat gezegd hebbende, koud weer is de achilleshiel van een elektrisch voertuig, omdat het de chemie van het batterijpakket dat het aandrijft, belemmert.
Eigenaren van elektrische voertuigen kunnen het beste uit hun voertuigen halen, uitgerust met intelligente batterijbeheersystemen en best practices voor het omgaan met elektrische voertuigen.