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La température, l’autonomie et la charge sont étroitement liées dans l’esprit de la plupart des propriétaires de voitures électriques. Pourquoi? Fondamentalement, les réactions chimiques se produisent plus rapidement à des températures plus élevées. Considérez les électrons à l’intérieur de votre batterie comme des sbires. Pendant la charge, ils se déplacent de la cathode vers l’anode. Pendant la conduite, le processus est inversé.
Lorsque votre batterie est bien chaude, ces sbires utiles sont pleins d’énergie et courent comme des fous en faisant des choses ressemblant à des sbires. Quand il fait sous le point de congélation, ces sbires sont comme, « Mec. Sommes-nous vraiment obligés de faire ça ? Ils se déplacent, mais plus lentement.
Récurrent se consacre à surmonter la peur, l’incertitude et le doute qui freinent la révolution des véhicules électriques. Récemment, il a publié une explication détaillée de la relation entre la température, la charge et l’autonomie, à l’aide d’un graphique provenant de Autoblog.
Crédit image : Autoblog via récurrent
Remarquez quelque chose d’intéressant? Tous La voiture électrique de ce tableau a moins d’autonomie lorsque la température baisse, ce qui signifie que les conducteurs de VE doivent être conscients de la météo, en particulier lors de voyages. [Most combustion engine cars suffer some loss of range in cold weather as well.]
Récurrent explique que le froid ralentit les réactions chimiques et physiques qui font fonctionner les batteries des voitures électriques, en particulier la conductivité et la diffusivité, entraînant :
- Temps de charge plus long (impédance accrue)
- Réduction temporaire de l’autonomie (capacité inférieure), principalement due aux systèmes de chauffage. Étant donné que l’énergie nécessaire au chauffage et au refroidissement de votre voiture provient de la même batterie qui propulse la voiture, l’utilisation de la climatisation peut éloigner la charge de la batterie principale
Même si les effets de plage liés au froid sont temporaires, votre batterie doit être au-dessus du point de congélation avant de charger, conseille-t-il. La plupart des véhicules ont une sorte de régulation de température dans leur système de gestion de batterie (BMS) qui empêchera la haute tension ou la charge rapide si la batterie est trop froide.
En général, si votre véhicule est allumé ou branché, de l’énergie sera prélevée pour maintenir la température dans une plage saine. Les deux valeurs aberrantes sont Nissan Leaf, qui n’active la régulation thermique que lorsque la température est inférieure à -20 ° C (-4 ° F), et Tesla, qui active la gestion thermique même si le véhicule est éteint ou non branché. Régulation de la température de Tesla protège la santé de votre batterie, mais peut également vous coûter une certaine autonomie si la voiture chauffe la batterie alors qu’elle n’est pas branchée.
Voici un tableau Récurrent créé qui montre comment les températures froides affectent l’autonomie de plusieurs voitures électriques populaires.
Crédit image : récurrent
Comment recharger votre voiture électrique quand il fait froid
La portée est une chose. La charge est tout autre chose. Le temps froid ralentit la circulation des ions à travers les cellules de la batterie, ce qui provoque l’accumulation de lithium à l’extérieur du nœud et se transforme en un métal inerte. Ce placage au lithium perturbe le futur flux d’énergie et consomme une partie du lithium censé alimenter la batterie, ce qui peut entraîner une diminution de la puissance et de l’autonomie.
Si vous êtes intéressé par plus de détails, Récurrent dit que les anodes de batterie sont faites de matériaux comme le graphite qui ont des structures en forme de treillis. Lorsqu’une batterie se charge, les ions lithium se déplacent de la cathode vers l’anode et sont stockés dans ces espaces de réseau. Si la charge a lieu lorsqu’il fait froid, les ions pénètrent plus lentement dans l’anode et l’accumulation de lithium à l’extérieur peut entraîner un placage métallique. Certains de ces ions entreront progressivement dans l’anode au fil du temps, mais certains resteront plaqués à l’extérieur, réduisant de façon permanente la capacité et augmentant la résistance interne de la batterie.
L’ordinateur de la plupart des voitures électriques préchauffe la batterie et ralentit le taux de charge jusqu’à ce qu’il soit sûr de charger normalement. C’est une bonne chose, mais cela diminue également l’autonomie à moins que la voiture ne soit branchée pendant le préchauffage. D’autre part, même lorsqu’il fait très froid, vous pouvez utiliser sans souci une batterie lithium-ion déjà chargée, Récurrent dit. « Vous remarquerez une portée réduite à court terme puisque le temps froid inhibe le flux d’ions, mais il n’y a probablement aucun dommage à long terme. »
Le temps chaud affecte également les batteries
Saviez-vous que plus de batteries tombent en panne en été qu’en hiver ? AAA le fait. Il remplace beaucoup plus de piles par temps chaud que par temps froid. Le temps chaud affecte également les batteries des véhicules électriques. Récurrent dit que des températures plus élevées signifient qu’il y a plus d’énergie totale dans un système, ce qui conduit à des réactions plus rapides à tous les niveaux. Cela signifie que toutes les réactions se produisent plus rapidement à haute température – à la fois celles qui produisent de l’énergie et les réactions chimiques «indésirables» qui dégradent les batteries.
Si vous voulez entrer dans les détails ringards, les températures élevées augmentent le taux de réactions dans l’interphase d’électrolyte solide (SEI) – une couche de lithium inactif qui se forme sur la surface de l’anode. Le SEI est composé de sels de lithium qui réagissent avec le solvant de l’électrolyte et deviennent inertes. Il est perméable aux ions lithium qui font fonctionner la batterie, mais imperméable à l’électrolyte, il sert donc de barrière protectrice entre l’anode et l’électrolyte. Pour clarifier, cette couche n’est pas la même que le placage au lithium. Bien qu’il utilise une partie du lithium disponible pour alimenter la batterie, il rend également l’électrolyte stable et aide à protéger l’anode de la corrosion.
Le problème est que la chaleur élevée peut affecter la composition et l’organisation de la couche SEI à l’intérieur des cellules de la batterie. Cela peut déclencher des réactions qui utilisent trop de lithium actif ou créer des composés inertes qui empêchent les ions de circuler librement. Tout est une question de degré, sans jeu de mots. Certains SEI sont nécessaires pour protéger la batterie et assurer une utilisation stable à long terme. Trop de réactions dans le SEI éloignent trop de lithium de la production d’énergie et peuvent empêcher les ions de se déplacer dans la batterie.
La façon exacte dont le mécanisme de dégradation thermique fonctionne est différente pour les batteries au repos, les batteries en charge et les batteries en cours de cycle. Les effets de la chaleur diffèrent également entre les chimies de batterie spécifiques. Dans la plupart des cas, cependant, des températures plus élevées entraîneront une dégradation plus rapide.
Un processus connu sous le nom de « vieillissement calendaire » fait référence à la dégradation de la batterie qui se produit indépendamment de l’utilisation. Cela est dû en grande partie à la croissance de la couche protectrice autour de l’anode (SEI). À des températures élevées, les réactions chimiques normales dans la batterie se produisent plus rapidement et la structure de protection peut se dégrader, provoquant l’aspiration de plus de lithium dans la couche protectrice.
Des températures élevées peuvent endommager les batteries pendant la charge car elles augmentent la force effective du courant électrique qui entraîne les ions lithium d’un nœud de la batterie à l’autre. Cela provoque un stress physique et des dommages chez le destinataire. Plus la température est élevée – ou plus le courant est élevé – plus les fractures de stress et les dommages subis par le nœud de la batterie sont nombreux. Toutes ces petites fissures et fissures deviennent des surfaces pour des réactions secondaires, épuisant le lithium disponible et créant des composés qui entravent la libre circulation de l’énergie.
Pour en savoir plus sur l’effet du temps chaud sur une voiture électrique, regardez cette vidéo de Récurrent.
La voiture électrique à emporter
Les voitures électriques sont différentes des voitures conventionnelles. Les gens qui ne comprennent pas les différences inventent toutes sortes de choses sur les véhicules électriques qui ne sont tout simplement pas vraies. La semaine dernière, un voisin m’a dit que je ne pouvais pas conduire ma Tesla sous la pluie ou dans une flaque d’eau. Le remède à de tels malentendus est de fournir des informations exactes. C’est ce que les gens à Récurrent essaye de faire. Nous pensons qu’ils ont réussi de façon spectaculaire.
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