由于汽车使用地域的广泛性，低温性能是动力电池必不可少的技术指标。锂电的低温性能主要取决于温度对电极材料的电导、离子扩散系数以及电解液电导率的影响。低温下电解液的粘度增大电导率下降，导致电池极化急剧增加。
一般而言，锂离子电池的性能在接近零度是急剧下降，-20 oC就几乎不能正常工作了。低温下频繁充放电会严重恶化动力电池的寿命，并且容易导致负极析锂而带来**隐患。一般而言，针对锂离子动力电池低温性能的改进措施会对其它一些技术指标比如循环性和能量密度等带来较大的负面影响，并且导致电芯成本的攀升。
PEMFC的低温问题称之为冷启动。冷启动要求FC-EV在冰点以下的环境中，停机以后可以在一定时间内重新启动。由于在低温环境下，PEMFC电堆内会产生阻止电化学反应的冰，因此冷启动是FC-EV商业化的技术瓶颈之一。
但是PEMFC一旦启动以后，由于自身放热，即使是在很低的环境温度下电堆的温度也会很快稳定在80-90oC的正常工作温度范围，这是PEMFC和锂电工作方式上的一大不同之处。
PEMFC冰点以下的冷启动问题已经有不少理论和试验数据。目前， Daimler-Benz已经做到了-25 oC 启动，Toyota，Nissan 和Honda已经做到了-30 oC 启动，而对普通汽车冷启动的目标是-40 oC ，因此FC-EV仍然需要进一步提升冷启动能力。
从上面的分析我们可以清楚地看到，低温对锂离子动力电池和PEMFC电堆的影响是很不一样的。相对而言，低温对锂离子电池性能的负面影响更大一些。