Ett ytskrap i elbilsteknik
Hjärtat i en elbil är batteriet. Det kan se ut på olika sätt och vara bättre eller sämre integrerat i konstruktionen men under skalet är batteriet en högteknologisk helhet.
Batteripaketet i en elbil är inte ett enda batteri utan består av många batterimoduler som i sin tur innehåller battericeller som seriekopplas i grupper för att få upp spänningen. Grupperna parallellkopplas sedan för att ge tillräcklig kraft att driva elmotorn.
För att battericellerna ska slitas så lite som möjligt i användning och för att undvika skada på dem ser bilens dator till att batteriet egentligen aldrig laddas eller töms helt. Båda ytterligheterna är nämligen dåliga nyheter för de li-jon battericeller som vanligen används. Systemen verkar fungera eftersom batterierna har visat sig vara långlivade.
Den bästa temperaturen för ett batteri är normal rumstemperatur; blir det för varmt sjunker effekten snabbare. Därför är det viktigt att elbilens batteri har en effektiv kylning. Det finns två kylsystem, av vilka vattenkylning är effektivast och tillåter snabbare snabbladdning, medan den mindre effektiva luftkylningen är billigast. Det här syns också i bilarnas pris.
Förutom av omgivningens temperatur alstras värme i batterierna vid snabbladdning med höga strömstyrkor och när motorn belastas hårt. Kyla är inte heller bra för batterierna, för då sjunker effekten, de blir trögare att laddas och bilens värmesystem suger sin del av energin ur batteriet. Därför måste batterierna vara väl isolerade och ha en effektiv temperaturreglering för att fungera lika bra oberoende av användning eller utetemperatur.
Allmänt sagt laddas ett batteri snabbare när det har låg laddning. I takt med att laddningen ökar, stiger det inre motståndet och då måste laddströmmen minskas för att undvika överhettning. Det är därför ett batteri kan laddas från noll till 80 procent på samma tid som de sista 20 procenten och det är orsaken till att det blir allt hetare ju mera laddat det är.
Vad betyder kWh?
I bilar med förbränningsmotor lagras energin i form av bensin, diesel eller annat bränsle, i elbilar i ett batteri. Bränsletankens litervolym kan jämföras med batteriets energiinnehåll som benämns kWh, kilowattimmar.
Förbränningsmotorernas styrka mäts i hästkrafter och elmotorns i kilowatt. Därför är det egentligen fel att tala om hästkrafter i samband med elmotorer. Sambandet mellan hästkraft (hk) och kilowatt (kW) är att 1 kW är ungefär 1,36 hk. Om elbilens effekt är 100 kW motsvarar det en förbränningsmotor på 136 hk.
I faktarutan i samband med elbilsprovkörningar är räckvidden ett centralt begrepp. Räckvidden beror på batteripaketets energiinnehåll och bilens energiåtgång som i sin tur beror på bland annat hastighet, luftmotstånd, körstil och andra energiförluster.
Eftersom laddningen av en elbil kan räcka länge är räckvidden och laddningskapaciteten viktiga egenskaper. Hemmavid kanske man laddar med vanlig hushållsel via bilens inbyggda laddare som omvandlar växelströmmen till likström.
Då beror laddningseffekten förutom på uttagets effekt även på den inbyggda laddarens effekt. Om den är 3,6 kW laddas batteriet med max 3,6 kWh på en timme eller 36 kWh på 10 timmar. Om det däremot är fråga om en snabbladdare som kör in likströmmen direkt i batteriet med exempelvis 100 kW skulle motsvarande laddning räcka ungefär 30 minuter.
Schablonmässigt kan sägas att dagens elbilar drar 20 kWh ström på 100 km. Då Volvos kommande elbil har en batterikapacitet på 78 kWh och bilen enligt körcykeln WLTP har en räckvidd på drygt 400 km skulle den i genomsnitt dra just cirka 20 kWh/100 km.