Batterij-thermomanagement

De optimale bedrijfstemperatuur voor een batterij ligt rond de 20–30 graden Celsius. Voor opslag is de optimale temperatuur nog lager.

Een batterijpakket beschikt over een thermomanagementsysteem om de batterij in de beste bedrijfsconditie te houden. Dit systeem omvat zowel koelings- als verwarmingsmechanismen.

Batterijverwarming

Wanneer de batterij te koud is, kan deze niet de maximale stroom opnemen of leveren, wat de actieradius, de prestaties, het maximaal regeneratief remmen en de laadsnelheid vermindert. Deze beperking ontstaat doordat de chemische reacties in de batterij vertragen wanneer de temperatuur daalt, waardoor de interne weerstand toeneemt.

Het laden van een koude batterij met een hoge stroomsterkte kan ook de batterijcellen beschadigen en hun levensduur verkorten.

Om dit probleem te verhelpen, hebben sommige Elektroauto's een functie die batterij-voorkonditionering wordt genoemd. Met deze functie kan de Elektroauto de batterij opwarmen tot de juiste temperatuur voordat er geladen of gereden wordt. Op die manier kan de Elektroauto de gezondheid van de batterij behouden, de actieradius vergroten en de laadtijd verkorten.

Hoe Werkt Batterij-Voorkonditionering?

Batterij-voorkonditionering maakt gebruik van het onboard verwarmingssysteem of afvalwarmte van de motor/aandrijflijn om de temperatuur van het batterijpakket te verhogen.

Automatische Voorkonditionering bij Navigatie naar een DC-snellader

De meest gebruikte manier om batterij-voorkonditionering te activeren is door met het onboard navigatiesysteem naar een DC-snellader te navigeren. Het systeem berekent, op basis van de afstand tot de lader en de huidige temperatuur, hoeveel verwarming nodig is om de optimale temperatuur voor laden te bereiken. Op deze manier is de batterij klaar om de maximale stroom te accepteren en sneller te laden.

Handmatig Geactiveerde Batterij-Voorkonditionering

Sommige modellen bieden de mogelijkheid om batterij-voorkonditionering handmatig te activeren. Met deze functie kan de bestuurder de verwarming inschakelen zonder naar een lader te navigeren.

Voorkonditionering voor Vertrek

Als u thuis kunt laden, is het een goed idee om de batterij en de cabine vóór het rijden te voorkonditioneren terwijl u op de thuislader bent aangesloten. Op deze manier kunt u vertrekken met een warme cabine en een volledig opgeladen batterij. Meestal kan de bestuurder de voorkonditionering starten via het infotainmentsysteem of de auto-app.

Sommige modellen ondersteunen geen batterij-voorkonditionering en voorkonditioneren alleen de cabine. Voor deze modellen kan het nuttig zijn om te zorgen dat het laden net vóór vertrek is voltooid.

Hoe Krachtig Zijn de Verwarmingscircuits?

Het vermogen van de verwarmingscircuits is afhankelijk van het Elektroauto-model en de batterijgrootte. Zo heeft de Tesla Model 3 een 75 kWh batterijpakket en een 6 kW verwarmingssysteem, dat de batterijtemperatuur in ongeveer een uur met ongeveer 18 °C (32 °F) kan verhogen. De Nissan Leaf heeft een 40 kWh batterijpakket en een 3 kW verwarmingssysteem, dat de batterijtemperatuur in ongeveer een uur met ongeveer 9 °C (16 °F) kan verhogen.

Voor sommige modellen met een laag vermogen verwarming kan het moeilijk zijn om de batterij bij koud weer op de optimale temperatuur te krijgen. Zie de onderstaande tabel voor enkele voorbeelden van verwarmingsvermogen van de batterij:

Hoe Beïnvloedt Batterij-Voorkonditionering de Actieradius?

Batterij-voorkonditionering verbruikt een deel van de energie uit de batterij, wat de beschikbare actieradius vermindert. Dit energieverlies wordt echter gedeeltelijk gecompenseerd door de verbeterde efficiëntie en prestaties van de batterij bij een hogere temperatuur. Bovendien kan het voorkonditioneren van de batterij terwijl de Elektroauto is aangesloten, het energieverlies minimaliseren, omdat de Elektroauto stroom van het net kan gebruiken in plaats van van de batterij.

Minimale Laadstatus (SoC) voor Voorkonditionering

De meeste Elektroauto's hebben een limiet voor hoe laag de laadstatus (SoC) mag zijn voordat de voorkonditionering wordt geactiveerd.

In deze test van Bjørn Nyland kun je zien hoe de Kia EV9 de voorkonditionering uitschakelt bij 12% SoC.

Batterijkoeling

De batterijtemperatuur kan tijdens snel DC-laden of sportief rijden tot hoge niveaus stijgen. Wanneer de batterij te heet is, kan deze sneller degraderen, capaciteit verliezen en de actieradius verminderen. Dit effect treedt op omdat de chemische reacties in de batterij versnellen wanneer de temperatuur stijgt en de interne weerstand afneemt. Het laden van een hete batterij met een hoge stroomsterkte kan ook de batterijcellen beschadigen en hun levensduur verkorten.

Doorgaans zullen fabrikanten zowel het laadvermogen als de vermogensafgifte verminderen als de batterijtemperatuur te hoog is.

Om dit probleem op te lossen, beschikken sommige Elektroauto's over actieve batterijkoeling. Met deze functie kan de Elektroauto de batterijtemperatuur tijdens het laden of rijden verlagen tot een geschikt niveau, wat de laadprestaties of rijprestaties verbetert.

Hoe Werkt Batterijkoeling?

Batterijkoeling maakt gebruik van een vloeistofsysteem dat een koelmiddel door het batterijpakket circuleert. Het koelmiddel neemt de warmte van de batterijcellen op en transporteert deze naar een radiator. De radiator geeft de warmte vervolgens af aan de omgevingslucht of een andere koelcyclus met behulp van een koelmiddel of warmtepomp. Het koelmiddel kan een water-ethyleenglycolmengsel, een diëlektrische vloeistof of een vloeistof met thermisch geleidende deeltjes zijn.

In deze 1000km-test van Bjørn Nyland heeft de BMW i50 een probleem met oververhitting na het laden en een verminderd beschikbaar vermogen.