Impact of cold temperatures on charge times and battery performance

Introduction

The EV revolution has brought numerous changes in how we operate, charge, and understand the driving dynamics. As with every new technology, there should be a period for adjustment and learning how to use it. For the latest and prospective EV users, the most curious thing is the charging itself. Although plugging the vehicle into the charger is a fairly easy thing to do, the charging process has a few particular aspects all EV owners should know about. One of the most interesting is the effect of cold weather on charging times and battery performance. This is the perfect time to discuss this since the winter is upon us, and most of our customers live in continental climates. This means they will encounter different charging times and varying performance from their battery-powered vehicles as the outside temperature approaches freezing. So, let's explain why it takes longer to charge an EV in the winter and the physics behind this phenomenon. 


Lithium-Ion Batteries vs. Cold Weather

Regardless of the type of electric vehicle you operate, the size of the battery, or the model year, cold weather will always affect battery performance. Lithium-ion batteries are especially prone to low temperatures, and since this battery technology is dominant in modern EV models, this means that the issue is widespread. 


Lithium-ion batteries function optimally at a temperature range between 20°C and 25°C. In most continental climate regions, outside temperatures during the fall, winter, and spring are far below the ideal range, especially at night. That affects all the vehicles, particularly those that are parked outside. As temperatures fall, the electrolytes in the battery become more viscous, slowing down the flow of ions between the anode and cathode. This reduces the ability of the battery to store and release energy, directly impacting both the performance and the speed of charging. 


What Happens Inside The EV Battery When The Temperatures Are Low?

Slower Chemical Reactions

The main issue with cold weather and batteries is that the chemical reactions inside the battery slow down as temperatures drop. Lithium-ion batteries rely on the movement of lithium ions between the anode and cathode to generate and store energy. Cold temperatures slow this movement, reducing the battery's efficiency.

Increased Internal Resistance 

Simply, cold temperatures make it harder for the battery to do its job. The battery's internal resistance increases, which means it has to work harder to store and release energy. This significantly reduces power output and causes the battery to lose charge more quickly than in warmer conditions.

Reduced Capacity

A battery's capacity is reduced in cold temperatures. This means that even when fully charged, the battery won't deliver the same range as it would in moderate or warm temperatures. This is due to the reduced energy transfer efficiency in the cold.

Energy Drains Due to Heating Needs

EVs often consume more energy in colder months to heat the cabin and manage the battery temperature, further straining the available power and reducing range. In EVs, battery provides energy for everything, from moving, lights, sounds and heating. 


What To Know About Cold Weather Charging

Knowing all the above, it is understandable why the batteries react slowly in cold winters. When you plug in your battery-powered vehicle to the charger, here is what happens.

Battery Heating System Activation

Modern electric vehicles come equipped with battery management systems that attempt to regulate the battery pack's temperature. When the temperature falls below a certain threshold, these systems activate and use energy to heat the battery to an optimal charging temperature. This process ensures the battery doesn't get damaged by charging at a temperature that is too cold, but it also prolongs the charging time.

Decreased Charging Efficiency

As mentioned earlier, cold weather increases the internal resistance in lithium-ion batteries. When you plug in your EV in cold weather, the battery may not be able to absorb energy as quickly due to this resistance. This reduced efficiency causes slower charging speeds, especially during the initial charging phases.

Limitations of Fast Charging in Cold WeatherFast-charging stations, like those found at many motorway rest stops, gas stations or shopping centers, offer high power levels to charge batteries quickly. However, most EVs will limit the amount of power they draw from fast chargers in cold conditions to prevent potential damage to the battery. While it might take just 30 minutes to reach 80% charge during summer, that same fast charge might take much longer during winter.

Pre-Conditioning the Battery

Some electric vehicles offer a feature called battery pre-conditioning. This is like warming up the engine of petrol-powered car before a drive, but for your battery-powered vehicle. It heats the battery before charging, which can help reduce the negative effects of cold temperatures on charging times. However, pre-conditioning also requires energy and time, leading to a longer overall charging process.

Check out our products

    Wybierz swój samochód

    Znajdź rekomendowane kable do ładowania dla swojego konkretnego samochodu

    Kable do ładowania EV

    Jak skrócić czas ładowania w mrozie?

    Choć praw fizyki nie oszukasz i nie uzyskasz takich samych wyników jak latem, wciąż możesz zrobić kilka rzeczy, by ładowanie trwało rozsądnie krótko.

    Podgrzewaj auto, gdy jest podłączone

    Większość nowoczesnych EV pozwala podgrzać kabinę i baterię, gdy samochód jest podłączony. Zmniejsza to obciążenie akumulatora po ruszeniu i ogrzewa auto bez zużywania zmagazynowanej energii.

    Korzystaj z ogrzewanego garażu

    Jeśli możesz, parkuj zimą w ogrzewanym garażu. Wyższa temperatura pomaga utrzymać właściwą temperaturę baterii, poprawiając osiągi i czas ładowania.

    Wstępnie kondycjonuj baterię

    Wykorzystaj funkcje pre-conditioning przed ładowaniem. Może to wydłużyć całkowity czas procesu, ale podnosi temperaturę do optymalnej, zmniejszając długoterminowe zużycie i poprawiając bezpieczeństwo.

    Unikaj częstego szybkiego ładowania

    Choć szybkie ładowanie jest wygodne, w mrozie lepiej ograniczyć jego częstotliwość. Wolniejsze ładowanie (Level 2) mniej obciąża baterię w niskich temperaturach i sprzyja jej żywotności, nawet jeśli trwa dłużej.

    Monitoruj poziom baterii

    Zimno znacząco zmniejsza zasięg, dlatego uważnie śledź stan naładowania i planuj trasy. Unikaj skrajnie niskich poziomów – może to wydłużyć czas ładowania i potencjalnie zaszkodzić akumulatorowi.

    Używaj kabli Voldt

    Nasze kable do ładowania wykonane są z najlepszych materiałów i najnowszych technologii, co potwierdza ich skuteczność w każdych warunkach. Jakość materiałów oznacza mniejsze opory przepływu energii, idealne ładowanie i brak przegrzewania. Nie zlikwiduje to całkowicie wpływu mrozu, ale skróci czasy ładowania. Np. nasza mobilna ładowarka do gniazdka domowego ładuje do 3,7 kW (Europa) i 2,8 kW (wersja UK), podczas gdy standardowe przenośne ładowarki często tylko do 2,3 kW. Wszystkie wtyczki w naszych kablach mają styki z 100% miedzi, co ogranicza nagrzewanie i straty energii.

    Sprawdź nasze produkty

    • Can you extend an EV charging cable?

      Czy można przedłużyć kabel do ładowania EV?

      Technicznie możesz przedłużyć kabel do ładowania EV — ale nie powinieneś. Nie jest to dozwolone przez przepisy UE ze względu na poważne ryzyko bezpieczeństwa. Zamiast tego wybierz certyfikowany dłuższy kabel....

      Czy można przedłużyć kabel do ładowania EV?

      Technicznie możesz przedłużyć kabel do ładowania EV — ale nie powinieneś. Nie jest to dozwolone przez przepisy UE ze względu na poważne ryzyko bezpieczeństwa. Zamiast tego wybierz certyfikowany dłuższy kabel....

    • Future developments in universal charging adapters - Could a single standard be feasible globally?

      Przyszłość rozwoju uniwersalnych adapterów do ł...

      Technologia EV powoli podbija świat. Jednak mimo że codziennie pojawiają się nowe rozwiązania, wciąż wiele pozostaje do zrobienia w kwestii standaryzacji różnych aspektów. Jednym z głównych punktów standaryzacji jest ładowanie....

      Przyszłość rozwoju uniwersalnych adapterów do ł...

      Technologia EV powoli podbija świat. Jednak mimo że codziennie pojawiają się nowe rozwiązania, wciąż wiele pozostaje do zrobienia w kwestii standaryzacji różnych aspektów. Jednym z głównych punktów standaryzacji jest ładowanie....

    • Can you charge an electric car without a charging station?

      Czy można ładować samochód elektryczny bez stac...

      Istnieją dwa główne powody do zmartwień każdego właściciela samochodu elektrycznego, które są ze sobą powiązane – lęk przed zasięgiem oraz dostępność miejsc do ładowania. Lęk przed zasięgiem to dobrze znany...

      Czy można ładować samochód elektryczny bez stac...

      Istnieją dwa główne powody do zmartwień każdego właściciela samochodu elektrycznego, które są ze sobą powiązane – lęk przed zasięgiem oraz dostępność miejsc do ładowania. Lęk przed zasięgiem to dobrze znany...

    • Can you charge an electric car indoors?

      Czy można ładować samochód elektryczny w pomies...

      Jednym z najczęściej zadawanych pytań dotyczących posiadania samochodu elektrycznego jest kwestia ładowania w pomieszczeniu. Ładowanie w domu to bardzo kusząca propozycja dla wielu przyszłych właścicieli pojazdów bezemisyjnych. Koniec ze stacjami...

      Czy można ładować samochód elektryczny w pomies...

      Jednym z najczęściej zadawanych pytań dotyczących posiadania samochodu elektrycznego jest kwestia ładowania w pomieszczeniu. Ładowanie w domu to bardzo kusząca propozycja dla wielu przyszłych właścicieli pojazdów bezemisyjnych. Koniec ze stacjami...

    1 z 4

    Chcesz dowiedzieć się więcej o wpływie niskich temperatur na czas ładowania i wydajność baterii?