온도는 EV 배터리의 물리적 특성과 범위에 어떤 영향을 미칩니까?

우리는 전기 자동차, 충전 및 기타 배우고 싶은 것에 대한 독자의 질문을 장려합니다. 이를 통해 보내주시면 전문가가 응답하도록 하고 댓글 섹션을 통해 다른 사람들이 기여하도록 초대할 것입니다.

전기 자동차 배터리 용량의 물리학, 특히 온도와 범위 간의 관계에 대해 더 자세히 알고 싶습니다. 추운 온도에서 범위가 감소한다는 것을 알고 있습니다. 제 이해는 이것이 저장 용량이 아니라 방전 효율성과 관련이 있다는 것입니다.

이 말이 맞습니까? 배터리가 25도에서 완전히 충전되었다고 가정하면 밤새 냉각되어 범위 손실이 영구적이지 않다는 0도(앨리스나 캔버라에서 흔히 볼 수 있음)가 됩니다. 온도가 다시 25도까지 올라가면 증가하시겠습니까?

건배

마이크

안녕하세요 Mike – 당신은 다소 곱슬거리는 질문을 하고 있습니다 – 재치 있게, 주변 온도와 EV 범위 사이의 관계는 무엇입니까?

한 수준에서 답은 간단합니다. 새로운 WLTP 테스트 주기는 섭씨 23도(23 ⁰ C) 정확하게 – 제조업체가 제공한 범위는 해당 온도를 기반으로 합니다. 충전 후 차를 식히지만 사용하지 않고 23 ⁰ 으로 돌아갑니다. C는 전체 범위를 반환합니다.

이제 더 복잡한 대답을 하십시오. 낮은 온도에서 EV 배터리는 일련의 화학 반응을 기반으로 하며 대부분의 화학 반응과 마찬가지로 반응물이 차가울수록 반응이 느려집니다.

이론은 전기 흐름을 생성하기 위한 배터리 내 반응이 더 낮은 온도에서 동일한 전류를 전달하도록 강제할 때 덜 효율적이 되어 범위가 감소된다는 것입니다. (충전 시 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 따라서 추운 곳에서 충전할 때 완전히 충전하려면 더 많은 에너지가 필요합니다.)

단기적으로는 손상 없이 '정상' 주변 온도(예:23 ⁰ C), 전체 범위가 반환됩니다.

이것은 내가 여러 EV, 특히 내 Leaf를 사용하여 6년 동안 EV 모터링을 하면서 발견한 것입니다. 잎사귀에서는 히터를 사용하지 않아도 겨울에 범위의 10-15%를 잃게 되지만(사용할 경우에는 25%!), 그 범위는 따뜻한 계절에 돌아옵니다.

다시 더 깊은 수준에서, 대답은 어둠의 마법에 손을 대야 했습니다! 온도가 1도 떨어질 때 범위의 정확한 백분율 감소를 찾는 것은 어, 마법과 비슷합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.

• EV 제조업체마다 배터리에 약간 다른 리튬 화학 물질을 사용하므로 각 화학 물질이 저온에 약간 다르게 반응하므로 한 모델이 추위에 반응하는 방식은 해당 화학 물질에 따라 다릅니다.
• 많은 전기차 제조사들이 배터리 케이스 내부에 가열/냉각 시스템을 포함하고 있기 때문에 추운 날씨에 주행거리 감소는 화학 반응의 둔화가 아니라 가열 시스템 때문일 수 있습니다. 사실 배터리는 주변 0도보다 훨씬 낮은 온도에서도 여전히 최적의 작동 온도에 있을 수 있습니다. 더 낮은 온도와 더 짧은 범위 사이의 관계를 유발하는 것은 최적의 배터리 온도를 유지하기 위해 점점 더 열심히 작동하는 가열 시스템일 뿐입니다.
• 이러한 EV 배터리 가열 시스템 중 일부는 다른 것보다 배터리 온도를 더 잘 유지하므로 범위 손실은 더 낮은 배터리 온도(그러나 주변 온도만큼 낮지는 않음)와 배터리 히터 시스템 사용의 조합일 수 있습니다.

따라서 귀하의 질문에 대한 답변은 다음과 같이 여러 부분으로 나뉩니다.

1. 대부분의 EV 배터리에는 히팅 시스템이 있으므로 추운 날씨에 충전/실행하면 배터리 히팅 시스템이 사용되어 주행 거리가 줄어듭니다. 그 효과는 추운 환경에서 작동하는 배터리가 아니라 가열 시스템 사용과 직접적인 관련이 있습니다. 또는 쿨러를 실행하여 부분적으로만 원인이 될 수 있지만 전체 주변 환경에서는 그렇지 않습니다.
2. 가열 시스템이 없는 배터리의 경우(Leafs, iMiEV, 대부분의 ICE에서 BEV 차량으로 변환) – 온도와 범위 감소 간의 관계는 다음에 따라 달라집니다.

• 배터리의 화학 조합,
• 몇 년, (내부 세포 저항 증가 효과로 인해)
• 당신이 얼마나 열심히 운전하고 있는지.
• 극도로 추운 날씨에 배터리를 남용하지 않는다면(급속 충전을 많이 하거나 극도로 힘든 운전을 하는 경우) – 배터리에 손상을 줄 가능성은 거의 없으며 전체 범위는 봄에 돌아올 것입니다.

끝내기 위해 – 찻잎을 확인하고 내장을 읽기 위해 염소를 희생하고 – 영하 6 ⁰ 에서 EV 운전 C는 평균적으로 '일반' 주행 거리에서 12%의 범위 감소를 가져옵니다.

실내 난방 시스템을 사용하면 범위가 최대 40% 감소할 수 있습니다. (사실 – 이 수치는 2019년 2월 '주변 온도 및 HVAC 사용과 관련된 American Automobile Association Inc. Electric Vehicle Range Testing'에서 얻었습니다. 보고서. 참조:http://www.aaa.com/AAA/common/AAR/files/AAA-Electric-Vehicle-Range-Testing-Report.pdf )

그 동안 여기 배터리 화학자 독자들에게 맡기게 되어 기쁩니다. 그러나 편집자가 이 기사의 맨 위에 다음과 같이 두는 것을 두려워하여 화학 분야로 너무 멀리 가고 싶지 않았습니다. “경고:이 기사에는 명시적인 과학 내용이 포함되어 있습니다. "

건배

브라이스