Hoger verbruik bij koude accu

[SpaceWagon]

Ik vroeg me het volgende af.

Als het koud is buiten, dan is het verbruik van elektrische auto’s fors hoger. Dat is algemeen bekend. Er wordt gezegd dat accu’s minder goed presteren in de kou. Je mobieltje is ook sneller leeg tijdens de wintersport bijvoorbeeld.

Maar… waarom is het verbruik dan hoger? Een elektromotor gebruikt toch - bij dezelfde snelheid - altijd evenveel stroom? Een elektromotor heeft toch niet ineens meer stroom nodig als de accukoud zijn?

Ik weet wel dat de auto meer stroom verbruikt in de winter, omdat de luchtweerstand dan hoger is en omdat je de verwarming aan hebt staan. Dat kost daadwerkelijk meer stroom.

Maar ik snap dus niet waarom koude accu’s voor een hoger stroomverbruik zouden zorgen.

Ik las dat ze hun stroom minder goed kunnen afgeven cq. dat de capaciteit terugloopt. Dus dat er van de 75 kWh bijvoorbeeld 15 kWh “verloren” gaat. In dat geval heb je minder stroom ter beschikking en kom je dus minder ver.

Maar dat zou het verbruik an sich niet moeten laten stijgen. Toch?

 

[Daniel_M]

Ik vroeg me het volgende af.

Als het koud is buiten, dan is het verbruik van elektrische auto’s fors hoger. Dat is algemeen bekend. Er wordt gezegd dat accu’s minder goed presteren in de kou. Je mobieltje is ook sneller leeg tijdens de wintersport bijvoorbeeld.

Maar… waarom is het verbruik dan hoger? Een elektromotor gebruikt toch - bij dezelfde snelheid - altijd evenveel stroom? Een elektromotor heeft toch niet ineens meer stroom nodig als de accukoud zijn?

Ik weet wel dat de auto meer stroom verbruikt in de winter, omdat de luchtweerstand dan hoger is en omdat je de verwarming aan hebt staan. Dat kost daadwerkelijk meer stroom.

Maar ik snap dus niet waarom koude accu’s voor een hoger stroomverbruik zouden zorgen.

Ik las dat ze hun stroom minder goed kunnen afgeven cq. dat de capaciteit terugloopt. Dus dat er van de 75 kWh bijvoorbeeld 15 kWh “verloren” gaat. In dat geval heb je minder stroom ter beschikking en kom je dus minder ver.

Maar dat zou het verbruik an sich niet moeten laten stijgen. Toch?

Ik ben geen natuurkundige, maar volgens mij is de dichtheid van de energie bij koud weer anders, omdat er minder energie in een volle batterij past is ie dus ook sneller leeg....het kost meer energie om die electriciteitsnet te verplaatsen bij kou, omdat de electronen langzamer bewegen, en om die sneller te laten bewegen kost het energie...

 

[BobbyKings]

First, the low temperature will affect the property of electrolyte. With the decrease of temperature, the viscosity of the electrolyte will increase, which will reduce the ionic conductivity. The internal resistance will subsequently rise due to the increase in the impedance of the directional migration of chemical ions.

Uit:
Temperature effect and thermal impact in lithium-ion batteries: A review

 

[SpaceWagon]

Bedankt voor de reacties. Voor zover helder. Een accu presteert minder in de kou. Er kan simpelweg minder energie uit worden gehaald. Dezelfde accu levert meer energie als deze warm is.

Ik snap dan echter nog niet waarom het verbruik toeneemt. Een elektromotor heeft toch steeds dezelfde energie nodig? Een elektromotor heeft in de kou niet méér energie nodig om te draaien?

 

[nico180]

Ik denk wel dat energie verbruik voor hetzelfde te leveren vermogen hoger zal zijn, als de aandrijflijn niet op ideale temperatuur is, er is immers altijd een goed en minder goed bedrijfstemperatuur.

Maar wel goede vraag, waar dat exact in zit is toch per type motor anders zijn.

 

[SpaceWagon]

Ja, het klinkt zo logisch. Maar toch is het niet te snappen.

Als je een boormachine in het stopcontact stopt, dan kost het toch ook niet meer stroom als je ‘m buiten in de kou inschakelt vergeleken met als je ‘m binnen op kamertemperatuur inschakelt?

 

[nico180]

Een boormachine met accu zou het ook minder goed doen als je die buiten in de kou laat liggen.

"Motorconstanten zijn niet écht constant" aldus Temperatuur effecten op motor prestaties | Rotero

PS nu heb jij het over verbruik van motor bij een koude accu, de temperatuur op voor Tesla (voor huidige generatie P100D) goede zijn vermogen kwijt kan; is zo rond de 55graden(accu temperatuur, via loudicrous+ launch mode) alleen dan komt er het maximale vermogen uit de accu.

Maar bovenstaande is veelal rondom de motor en niet direct 'het hogere verbruik', het is natuurlijk ook zo dat weerstand van het wegdek en dit in combinatie met banden een hogere weerstand opleverd.

Immers alle voertuigen hebben dit, alleen is een ICE al zo onzuinig dat het minder opvalt bij een ICE voerthuig.

bij zomer / winter wissel is ook altijd even moment om dat eenvoudig waar te nemen, of oud setje en nieuwe banden kan je ook verschil in verbruik merken.

 

[Jelger]

Het heeft volgens mij meer met de weersomstandigheden te maken. Koude lucht is dikker en geeft meer weerstand. Het verschil tussen zomer en winter kan wel 15% zijn. Volgens mij is het ook zo dat bij nat wegdek de rolweerstand van de banden toeneemt.

 

[Gaston]

Bedankt voor de reacties. Voor zover helder. Een accu presteert minder in de kou. Er kan simpelweg minder energie uit worden gehaald. Dezelfde accu levert meer energie als deze warm is.

Ik snap dan echter nog niet waarom het verbruik toeneemt. Een elektromotor heeft toch steeds dezelfde energie nodig? Een elektromotor heeft in de kou niet méér energie nodig om te draaien?

Het verbruik is tijdens koude hoger omdat de Tesla zijn batterypack actief gaat verwarmen. Er gaan extra kWh naar de heaters en pompen om de cellen op een redelijke temperatuur te krijgen. Dit hogere verbruik is vooral tijdens het eerste half uur van de koude rit merkbaar.

 

[Rutgere]

Zoals in de quote over accu's al gezegd wordt, de interne weerstand van de accu neemt toe, er kan dus niet alleen minder in, een groter deel van de electriciteit wordt omgezet in warmte, in de accu, netto resultaat is dat het verbruik groter is.

 

[SpaceWagon]

Thanks! Volgens mij is dit dan de conclusie:

Tijdens kou is je verbruik hoger, omdat:

- Er energie wordt gebruikt om je accu te verwarmen.
- Er energie wordt gebruikt om je interieur warm te maken en te houden.
- De luchtweerstand hoger is en het dus meer energie kost om er doorheen te rijden.
- De rolweerstand hoger is en het dus meer energie kost om er overheen te rijden.

Dit zorgt er voor dat je bereik afneemt.

Verder geldt dat de accu tijdens kou minder goed zijn energie kan leveren en dus eerder leeg is. Ook dit zorgt voor een afname van je bereik.

Tot slot is de conclusie dat de motor an sich niet meer energie nodig heeft omdat de het koud is.

Weer wat geleerd!

 

[Maurice1]

Thanks! Volgens mij is dit dan de conclusie:

Tijdens kou is je verbruik hoger, omdat:

- Er energie wordt gebruikt om je accu te verwarmen.
- Er energie wordt gebruikt om je interieur warm te maken en te houden.
- De luchtweerstand hoger is en het dus meer energie kost om er doorheen te rijden.
- De rolweerstand hoger is en het dus meer energie kost om er overheen te rijden.

Dit zorgt er voor dat je bereik afneemt.

Verder geldt dat de accu tijdens kou minder goed zijn energie kan leveren en dus eerder leeg is. Ook dit zorgt voor een afname van je bereik.

Tot slot is de conclusie dat de motor an sich niet meer energie nodig heeft omdat de het koud is.

Weer wat geleerd!

Het zal niet veel effect hebben, maar door de kou is stroomgeleiding beter (Bij het absolute nulpunt heb je zelfs superconductivity) en zal daardoor het magnetisch veld van de elektromotor juist groter worden.

Hier een studie naar het effect van temperatuur op de elektromotor:

https://www.haydonkerkpittman.com/-/media/ametekhaydonkerk/downloads/white-papers/temperature_effects_on_dc_motor_performance_1.pdf?la=en

De batterij wordt met koud weer ook trager doordat de vloeistof in de batterij niet meer zo vloeibaar is. Met Solid state batterijen zou het minder vervelend kunnen zijn. Een koude batterij heeft dus meer weerstand waardoor het verbruik toeneemt. Voordeel is dat door de weerstand de warmte in de batterij sneller toeneemt door het gebruik. Of dat goed is voor de batterij...?

 

[Phil V]

Mijn werkelijke range met 90% was bij mijn laatste laadbeurt maar naar 180km. GOM gaf na het laden 360km aan.
Gisteren na 5,5 jaar en 192000 km nog eens in het zog van een vrachtwagen gereden. Is mij nog maar 2 keer voirgevallen.
Ik kan goedkoper dan thuis op mijn werklocatie laden. Met corona ga ik maar 1 dag per week en omdat wij tussendoor ook meestal nogal eens een langere rit doen plug ik daarna thuis ook nog eens in en zo moet ik eigenlijk nooit met mijn range inzitten. Ik volg het dan ook niet zo op.
De laatste week had ik zo goed als niet gereden en dus ook niet thuis bij geladen.
Toen ik gisteren vertrok naar mijn werklocatie (op 70km) gaf de GOM nog maar 125km aan en zou ik met 6% aankomen. Daar verschoot ik al van, want ik had maar 115km gereden en de GOM was dus met 245km gedaald. Die 115km bestonden uit

• 70km autoweg à 125km/u,
• 45km rond de kerk (6korte ritten).

Ik vond 6% bij aankomst voldoende om te vertrekken, maar bleef het monitoren.

• Na 7km was dat nog 2%. Ik ben dan naar 110km/u gedaald (normaal doe ik 125).
• Na 15 km werd dat 1%. Nog steeds geen melding dat ik moest vertragen. Ik heb mij achter een vrachtwagen gezet aan 90km/u.
• Pas 5km later (op 27km) kwam de melding dat ik onder de 125km/u moest blijven. Ik deed dat al 20km en nog was de estimate gedaald naar 1%
• De aankomstsoc bleef tot op 35 km 1% (zelfs achter een vrachtwagen) en begon dan ineens te stijgen.
• Na 40 km was het weer 5%. Ik ben dan weer naar 125km/u gegaan om te testen.
• Dat is de resterende 30km tot aan de lader op 5% blijven staan.

Korte afstanden zijn moordend. Ik wist dat al, maar was ondanks mijn ervaring verbaasd dat het zo erg was. Doordat er tot nu toe altijd wel een langere rit bij zat die het laden noodzakelijk maakte, heb ik het nooit zo in de gaten gehouden.
Conclusie:

• koude zorgt voor extra verbruik. Bij lange afstanden is dat niet veel meer dan 10-20%. Maar koude én korte afstanden verdubbelen het verbruik. Gek dat je daar zo weinig over leest in anti-EV propaganda en commentaren.
• Het lijkt erop dat de waarschuwing: blij onder x km/u om bestemming te halen een andere berekening gebruikt dan de navigatie. De waarschuwing leek achteraf correcter dan de estimate on arrival. Als die verschijnt op 5%, dan lijkt het er inderdaad op dat ik daar maar even onder gegaan ben. In tegenstelling tot wat de nav aangaf.

Het verklaart wel de boze opmerkingen die we hier soms lezen in de zin van: “Tesla ontkent mijn batterijdegradatie. Toch kan ik maar 200km meer doen”
Eigenlijk klopt het wel: met volle verwarming (6kW) op 8 ritten heen en terug (16 keer opwarmen), gemiddeld 15 minuten per rit is 4 uur, geeft 24kWh. 180 km aan 230Wh/km (winterverbruik) geeft 41kWh. Samen is dat 65kWh wat inderdaad 90% van mijn capaciteit is.

 

[ramonneke]

koude zorgt voor extra verbruik. Bij lange afstanden is dat niet veel meer dan 10-20%. Maar koude én korte afstanden verdubbelen het verbruik. Gek dat je daar zo weinig over leest in anti-EV propaganda en commentaren.

Dat is bij mij toch echt enkel zo als ik Range Mode uit heb staan (dan gaat de battery heater aan) en de verwarming aan. Dan kan ik gerust de eerste kilometers boven de 400Wh/km zitten. Maar Range Mode aan en de verwarming uit zit ik rond de 230wh/km en zakt het langzaam richting de 200wh/km als ik onder de 100km/u blijf.

Ik heb dat enkel nooit gedaan met koude accu met een lage SoC.

Zeker de verwarming zonder warmtepomp is significant. Dirty Tesla had onlangs weer een mooie vergelijksvideo tussen een Model 3 met warmtepomp en Model X zonder.

 

[DutCH_CourAge]

- Er energie wordt gebruikt om je accu te verwarmen.
- Er energie wordt gebruikt om je interieur warm te maken en te houden.
- De luchtweerstand hoger is en het dus meer energie kost om er doorheen te rijden.
- De rolweerstand hoger is en het dus meer energie kost om er overheen te rijden.

Vergeet niet naast de bovengenoemde punten dat bij kou vaak ook het wegdek natter is. Dat heeft een nadelig effect op de rolweerstand van de banden.

 

[Phil V]

Dat is bij mij toch echt enkel zo als ik Range Mode uit heb staan (dan gaat de battery heater aan) en de verwarming aan.

Inderdaad. Ik had die onlangs uit gezet om de ruiten beter te laten ontwasemen. Staat na bovenstaand avontuur weer op.

 

[ramonneke]

Ik had die onlangs uit gezet om de ruiten beter te laten ontwasemen.

Merk weinig verschil met ontwasemen. Wat het verschil maakt is de airco en die blijft identiek. Met Range Mode stookt de heater maar met de helft van het vermogen dacht ik. Voor korte ritjes gewoon van te voren de ramen en sunroof op ventileren zetten. Bij het instappen is de kans op condens door temperatuurverschil al sterk minder. Wel is het een stukje frisser

 

[bartdv]

Ja, het klinkt zo logisch. Maar toch is het niet te snappen.

Als je een boormachine in het stopcontact stopt, dan kost het toch ook niet meer stroom als je ‘m buiten in de kou inschakelt vergeleken met als je ‘m binnen op kamertemperatuur inschakelt?

Een batterij werkt pas optimaal op een bepaalde temperatuur. Uw batterij verwarmer gaat dus met een hoop energie aan de haal

 

[Rutgere]

Ja, het klinkt zo logisch. Maar toch is het niet te snappen.

Als je een boormachine in het stopcontact stopt, dan kost het toch ook niet meer stroom als je ‘m buiten in de kou inschakelt vergeleken met als je ‘m binnen op kamertemperatuur inschakelt?

Een koude batterij heeft een hogere interne weerstand, en er wordt dus meer energie in warmte omgezet voordat de electriciteit bij de motor aankomt. Daar staat tegenover dat de weerstand van koper afneemt bij een lagere temperatuur, je wil dus je accu warm genoeg en je motor koel genoeg (eerlijk gezegd is het effect van de opwarming van koper denk ik te verwaarlozen maar je boormachine zou het in de kou dus beter moeten doen als ie een stekker heeft)

 

[SpaceWagon]

De conclusie is dus dat je motor zelf niet meer verbruikt als het koud is. Het gaat om “alles” er omheen dat extra stroom nodig heeft.