Batteri elfordon
Innehåll
I ett elfordon spelar batteriet, eller snarare batteripaketet, en avgörande roll. Denna komponent avgör bland annat räckvidd, laddningstid, vikt och pris på ett elfordon. I den här artikeln kommer vi att berätta allt du behöver veta om batterier.
Låt oss börja med det faktum att elfordon använder litiumjonbatterier. Batterier av denna typ finns även i mobiltelefoner och bärbara datorer. Det finns olika typer av litiumjonbatterier som bearbetar olika råvaror som kobolt, mangan eller nickel. Fördelen med litiumjonbatterier är att de har hög energitäthet och lång livslängd. Nackdelen är att det inte går att använda full effekt. Att ladda ur batteriet helt är skadligt. Dessa frågor kommer att ägnas mer uppmärksamhet i följande stycken.
Till skillnad från en telefon eller bärbar dator har elfordon ett batteri som består av en samling celler. Dessa celler bildar ett kluster som kan kopplas i serie eller parallellt. Batteriet tar mycket plats och väger mycket. För att fördela vikten så mycket som möjligt över bilen är batteriet vanligtvis inbyggt i bottenplattan.
kapacitet
Batterikapaciteten är en viktig faktor för prestandan hos ett elfordon. Kapaciteten anges i kilowattimmar (kWh). Till exempel har Tesla Model 3 Long Range ett batteri på 75 kWh, medan Volkswagen e-Up har ett batteri på 36,8 kWh. Vad exakt betyder detta nummer?
Watt – och därmed kilowatt – betyder den effekt som ett batteri kan producera. Om ett batteri levererar 1 kilowatt under en timme är det 1 kilowatt.timme energi. Kapacitet är mängden energi ett batteri kan lagra. Wattimmar beräknas genom att multiplicera antalet amperetimmar (elektrisk laddning) med antalet volt (spänning).
I praktiken kommer du aldrig att ha full batterikapacitet till ditt förfogande. Ett helt urladdat batteri - och därför använder 100 % av sin kapacitet - är skadligt för dess livslängd. Om spänningen är för låg kan elementen skadas. För att förhindra detta lämnar elektroniken alltid en buffert. Full laddning bidrar inte heller till batteriet. Det är bäst att ladda batteriet från 20 % till 80 % eller någonstans däremellan. När vi pratar om ett 75kWh batteri är det full kapacitet. Därför måste man i praktiken alltid hantera mindre användbar kapacitet.
temperatur
Temperaturen är en viktig faktor som påverkar batterikapaciteten. Ett kallt batteri leder till en betydande minskning av kapaciteten. Detta beror på att kemin i batteriet inte fungerar lika bra vid låga temperaturer. Som ett resultat måste du på vintern ta itu med ett mindre utbud. Höga temperaturer påverkar också prestandan negativt, men i mindre utsträckning. Värme har en stor negativ effekt på batteritiden. Alltså har kyla en kortsiktig effekt, medan värme har en långsiktig effekt.
Många elfordon har ett batterihanteringssystem (BMS) som bland annat övervakar temperaturen. Systemet ingriper ofta också aktivt genom värme, kyla och/eller ventilation.
livslängd
Många undrar hur batteritiden är på en elbil. Eftersom elfordon fortfarande är relativt unga finns det inget definitivt svar ännu, särskilt när det kommer till de senaste batteripaketen. Detta beror förstås också på maskinen.
Livslängden bestäms delvis av antalet laddningscykler. Med andra ord: hur ofta batteriet laddas från tomt till fullt. Laddningscykeln kan alltså delas upp i flera laddningar. Som tidigare nämnts, för att förlänga batteritiden, är det bäst att ladda mellan 20% och 80% varje gång.
Alltför snabb laddning bidrar inte heller till att förlänga batteritiden. Detta beror på att temperaturen stiger rejält vid snabbladdning. Som redan nämnts påverkar höga temperaturer batteriets livslängd negativt. I princip kan fordon med ett aktivt kylsystem motstå detta. Generellt rekommenderas att varva snabbladdning och normal laddning. Det är inte så att snabbladdning är dåligt.
Elfordon har funnits på marknaden ganska länge nu. Så med dessa bilar kan du se hur mycket batterikapaciteten har minskat. Produktiviteten minskar vanligtvis med cirka 2,3 % per år. Utvecklingen av batteriteknologier står dock inte stilla, så graden av nedbrytning bara minskar.
Med elbilar som har färdats många mil är strömavbrott inte så illa. Teslas som har åkt över 250.000 90 km har ibland mer än XNUMX % batterikapacitet kvar. Å andra sidan finns det även Teslas där hela batteriet har bytts ut med mindre körsträcka.
produktion
Produktionen av batterier för elfordon väcker också frågor: hur miljövänlig är tillverkningen av sådana batterier? Händer oönskade saker under produktionsprocessen? Dessa frågor är relaterade till batteriets sammansättning. Eftersom elfordon körs på litiumjonbatterier är litium ändå en viktig råvara. Men flera andra råvaror används också. Beroende på batterityp används även kobolt, nickel, mangan och/eller järnfosfat.
Miljö
Utvinningen av denna råvara är skadlig för miljön och skadar landskapet. Dessutom används ofta inte grön energi i produktionen. Därmed påverkar även elfordon miljön. Det är sant att batteriråvaror till stor del är återvinningsbara. Kasserade batterier från elfordon kan användas för andra ändamål. Läs mer om detta ämne i artikeln om hur gröna elfordon är.
Arbetsvillkor
Ur arbetsvillkorssynpunkt är kobolt den mest problematiska råvaran. Det finns oro för mänskliga rättigheter under gruvdrift i Kongo. De pratar om exploatering och barnarbete. Detta är förresten inte bara relaterat till elfordon. Det här problemet påverkar även telefon- och bärbara batterier.
kostnader
Batterier innehåller dyra råvaror. Till exempel har efterfrågan på kobolt, och med det priset, skjutit i höjden. Nickel är också en dyr råvara. Det betyder att kostnaden för att tillverka batterier är ganska hög. Detta är en av huvudorsakerna till att elfordon är dyrare jämfört med bensin- eller dieselmotsvarigheten. Det gör också att en modellvariant av en elbil med ett större batteri ofta blir mycket dyrare direkt. Den goda nyheten är att batterier är strukturellt billigare.
Ladda ner
Ackuprocent
Elbilen anger alltid hur stor andel av batteriet som är laddat. Detta kallas också Laddningsgrad kallad. En alternativ mätmetod är Urladdningsdjup. Detta visar hur lågt batteriet är, inte hur fullt det är. Som med många bensin- eller dieselfordon översätts detta ofta till en uppskattning av återstående körsträcka.
Bilen kan aldrig säga exakt hur stor andel av batteriet som är kvar, så det är bäst att inte fresta ödet. När batteriet är nära att ta slut stängs onödig lyx som värme och luftkonditionering av. Om situationen blir riktigt svår kommer bilen bara att kunna köra långsamt. 0 % betyder inte ett helt urladdat batteri på grund av den tidigare nämnda bufferten.
Lastkapacitet
Laddningstiden beror på både fordonet och laddningssättet. I själva fordonet är batterikapacitet och laddningskapacitet avgörande. Batteriets kapacitet har redan diskuterats tidigare. Om effekten uttrycks i kilowattimmar (kWh), så uttrycks laddningskapaciteten i kilowatt (kW). Den beräknas genom att multiplicera spänningen (i ampere) med strömmen (volt). Ju högre laddningskapacitet, desto snabbare laddas bilen.
Konventionella offentliga laddstationer laddas med 11kW eller 22kW AC. Alla elfordon är dock inte lämpliga för 22 kW laddning. Laddare för snabbladdning laddas med likström. Detta är möjligt med en mycket högre lastkapacitet. Tesla superchargers laddar 120kW och Fastned 50kW snabbladdare 175kW. Alla elfordon är inte lämpliga för snabbladdning med en stor effekt på 120 eller 175 kW.
Offentliga laddstationer
Det är viktigt att veta att laddning är en icke-linjär process. Laddningen vid de sista 20 % är mycket långsammare. Detta är anledningen till att laddningstid ofta kallas laddning till 80 %.
Laddningstiden beror på flera faktorer. En faktor är om du använder enfas- eller trefasladdning. Trefasladdning är snabbast, men alla elfordon är inte lämpliga för detta. Dessutom använder vissa hus bara en enfasanslutning istället för en trefas.
Konventionella publika laddstationer har trefasanslutning och finns i 16 och 32 ampere. Att ladda (från 0% till 80%) av ett elfordon med ett 50 kWh batteri tar cirka 16 timmar vid 11 Amp eller 3,6 kW laddstationer. Det kommer att ta 32 timmar med 22 A laddstationer (1,8 kW poler).
Det kan dock göras ännu snabbare: med en 50kW snabbladdare tar det knappt 50 minuter. För närvarande finns det också 175 kW snabbladdare med vilka ett 50 kWh batteri laddas till och med upp till 80 % på XNUMX minuter. Läs mer om offentliga laddstationer i artikeln om laddstationer i Nederländerna.
Laddar hemma
Det går även att ladda hemma. Lite äldre hus har ofta ingen trefasanslutning. Laddningstiden beror naturligtvis på strömstyrkan. Vid en ström på 16 ampere laddar en elbil med 50 kWh batteri 10,8 % på 80 timmar. Vid en ström på 25 ampere är detta 6,9 timmar och vid 35 ampere 5 timmar. Artikeln om att skaffa en egen laddstation går in mer i detalj om laddning hemma. Du kan också fråga: hur mycket kostar ett fullt batteri? Denna fråga kommer att besvaras i artikeln om kostnaderna för elkörning.
Sammanfattningsvis
Batteriet är den viktigaste delen av ett elfordon. Många av nackdelarna med ett elfordon är förknippade med denna komponent. Batterier är fortfarande dyra, tunga, temperaturkänsliga och inte miljövänliga. Å andra sidan är försämring över tid inte så illa. Dessutom är batterier redan mycket billigare, lättare och effektivare än de brukade vara. Tillverkarna jobbar hårt med vidareutvecklingen av batterier, så situationen kommer bara att bli bättre.
