Batteri elektrisk køretøj

I et elektrisk køretøj spiller batteriet, eller rettere batteripakken, en afgørende rolle. Denne komponent bestemmer blandt andet rækkevidde, ladetid, vægt og pris på et elbil. I denne artikel vil vi fortælle dig alt, hvad du behøver at vide om batterier.

Lad os starte med det faktum, at elektriske køretøjer bruger lithium-ion-batterier. Batterier af denne type kan også findes i mobiltelefoner og bærbare computere. Der findes forskellige typer lithium-ion-batterier, der behandler forskellige råmaterialer såsom kobolt, mangan eller nikkel. Fordelen ved lithium-ion batterier er, at de har en høj energitæthed og lang levetid. Ulempen er, at det ikke er muligt at bruge den fulde kraft. Det er skadeligt at aflade batteriet helt. Disse spørgsmål vil blive givet mere opmærksomhed i de følgende afsnit.

I modsætning til en telefon eller bærbar computer har elektriske køretøjer et batteri, der består af en samling celler. Disse celler danner en klynge, der kan forbindes i serie eller parallelt. Batteriet fylder meget og vejer meget. For at fordele vægten så meget som muligt ud over bilen, er batteriet normalt indbygget i bundpladen.

kapacitet

Batterikapaciteten er en vigtig faktor i et elektrisk køretøjs ydeevne. Kapaciteten er angivet i kilowatt-timer (kWh). For eksempel har Tesla Model 3 Long Range et 75 kWh batteri, mens Volkswagen e-Up har et 36,8 kWh batteri. Hvad betyder dette tal helt præcist?

Watt - og dermed kilowatt - betyder den effekt, som et batteri kan producere. Hvis et batteri leverer 1 kilowatt strøm i en time, er det 1 kilowatt.time energi. Kapacitet er mængden af ​​energi et batteri kan lagre. Watt-timer beregnes ved at gange antallet af ampere-timer (elektrisk ladning) med antallet af volt (spænding).

I praksis vil du aldrig have fuld batterikapacitet til din rådighed. Et helt afladet batteri - og derfor bruger 100 % af dets kapacitet - er skadeligt for dets levetid. Hvis spændingen er for lav, kan elementerne blive beskadiget. For at forhindre dette efterlader elektronikken altid en buffer. Fuld opladning bidrager heller ikke til batteriet. Det er bedst at oplade batteriet fra 20 % til 80 % eller et sted midt imellem. Når vi taler om et 75 kWh batteri, er det fuld kapacitet. Derfor skal man i praksis altid forholde sig til mindre brugbar kapacitet.

temperatur

Temperaturen er en vigtig faktor, der påvirker batterikapaciteten. Et koldt batteri fører til en betydelig reduktion af kapaciteten. Dette skyldes, at kemien i batteriet ikke fungerer så godt ved lave temperaturer. Som følge heraf skal du om vinteren beskæftige dig med et mindre udvalg. Høje temperaturer påvirker også ydeevnen negativt, men i mindre grad. Varme har en stor negativ effekt på batteriets levetid. Kulde har således en kortsigtet effekt, mens varme har en langsigtet effekt.

Mange elbiler har et batteristyringssystem (BMS), der blandt andet overvåger temperaturen. Systemet griber ofte også aktivt ind gennem opvarmning, køling og/eller ventilation.

levetid

Mange spekulerer på, hvad batterilevetiden på en elbil er. Da elektriske køretøjer stadig er relativt unge, er der endnu ikke noget endeligt svar, især når det kommer til de nyeste batteripakker. Dette afhænger selvfølgelig også af maskinen.

Levetiden er delvist bestemt af antallet af ladecyklusser. Med andre ord: hvor ofte batteriet oplades fra tomt til fuldt. Opladningscyklussen kan således opdeles i flere opladninger. Som tidligere nævnt er det bedst at oplade mellem 20% og 80% hver gang for at forlænge batteriets levetid.

For hurtig opladning er heller ikke befordrende for at forlænge batteriets levetid. Det skyldes, at temperaturen under hurtig opladning stiger meget. Som allerede nævnt påvirker høje temperaturer batteriets levetid negativt. I princippet kan køretøjer med et aktivt kølesystem modstå dette. Generelt anbefales det at skifte mellem hurtigopladning og normal opladning. Det er ikke så dårligt med hurtig opladning.

Elbiler har været på markedet i et stykke tid nu. Så med disse biler kan du se, hvor meget batterikapaciteten er faldet. Produktiviteten falder typisk med omkring 2,3 % om året. Udviklingen af ​​batteriteknologier står dog ikke stille, så nedbrydningsgraden er kun aftagende.

Med elbiler, der har kørt mange kilometer, er strømafbrydelser ikke så slemt. Teslaer, der har rejst over 250.000 km, havde nogle gange mere end 90 % batterikapacitet tilbage. Til gengæld er der også Teslaer, hvor hele batteriet er blevet udskiftet med mindre kilometertal.

produktion

Produktionen af ​​batterier til elbiler rejser også spørgsmål: Hvor miljøvenlig er produktionen af ​​sådanne batterier? Sker der uønskede ting under produktionsprocessen? Disse spørgsmål er relateret til batteriets sammensætning. Da elektriske køretøjer kører på lithium-ion-batterier, er lithium alligevel et vigtigt råmateriale. Der bruges dog også flere andre råvarer. Afhængigt af batteritype anvendes også kobolt, nikkel, mangan og/eller jernfosfat.

Miljø

Udvindingen af ​​denne råvare er skadelig for miljøet og skader landskabet. Derudover bruges grøn energi ofte ikke i produktionen. Dermed påvirker elbiler også miljøet. Det er rigtigt, at batteriråmaterialer stort set er genanvendelige. Kasserede batterier fra elbiler kan bruges til andre formål. Læs mere om dette emne i artiklen om, hvordan grønne elbiler er.

Arbejdsvilkår

Ud fra et arbejdsforholdssynspunkt er kobolt den mest problematiske råvare. Der er bekymringer om menneskerettighederne under minedrift i Congo. De taler om udnyttelse og børnearbejde. Det er i øvrigt ikke kun relateret til elbiler. Dette problem påvirker også telefon- og bærbare batterier.

udgifter

Batterier indeholder dyre råvarer. For eksempel er efterspørgslen på kobolt og dermed prisen skudt i vejret. Nikkel er også en dyr råvare. Det betyder, at omkostningerne ved at producere batterier er ret høje. Dette er en af ​​hovedårsagerne til, at elbiler er dyrere sammenlignet med deres benzin- eller dieselækvivalent. Det betyder også, at en modelvariant af en elbil med et større batteri ofte bliver meget dyrere med det samme. Den gode nyhed er, at batterier er strukturelt billigere.

downloade

Akkuprocent

Elbilen angiver altid, hvor stor en procentdel af batteriet, der er opladet. Dette kaldes også Opladningsgrad hedder. En alternativ målemetode er Udledningsdybde. Dette viser hvor lavt batteriet er, ikke hvor fuldt det er. Som med mange benzin- eller dieselbiler udmønter dette sig ofte i et skøn over det resterende kilometertal.

Bilen kan aldrig fortælle præcis, hvor stor en procentdel af batteriet der er tilbage, så det er bedst ikke at friste skæbnen. Når batteriet er tæt på at løbe tør, vil unødvendig luksus som varme og aircondition blive slukket. Hvis situationen bliver rigtig alvorlig, vil bilen kun kunne køre langsomt. 0% betyder ikke et helt afladet batteri på grund af den førnævnte buffer.

Bæreevne

Opladningstiden afhænger af både køretøjet og opladningsmetoden. I selve køretøjet er batterikapacitet og ladekapacitet kritisk. Batteriets kapacitet er allerede blevet diskuteret tidligere. Hvis effekten er udtrykt i kilowatt-timer (kWh), så er ladekapaciteten udtrykt i kilowatt (kW). Det beregnes ved at gange spændingen (i ampere) med strømmen (volt). Jo højere ladekapacitet, jo hurtigere oplader bilen.

Konventionelle offentlige ladestandere oplades med 11kW eller 22kW AC. Det er dog ikke alle elbiler, der egner sig til 22 kW opladning. Opladere til hurtig opladning oplades med jævnstrøm. Dette er muligt med en meget højere belastningskapacitet. Tesla superladere oplader 120kW og Fastned 50kW hurtigladere 175kW. Ikke alle elbiler er velegnede til hurtigopladning med en stor effekt på 120 eller 175 kW.

Offentlige ladestandere

Det er vigtigt at vide, at opladning er en ikke-lineær proces. Opladning ved de sidste 20 % er meget langsommere. Dette er grunden til, at ladetid ofte omtales som opladning til 80 %.

Indlæsningstiden afhænger af flere faktorer. En faktor er, om du bruger enfaset eller trefaset opladning. Trefaset opladning er den hurtigste, men ikke alle elbiler er egnede til dette. Derudover bruger nogle huse kun en enfaset tilslutning i stedet for en trefaset.

Konventionelle offentlige ladestandere har en trefaset tilslutning og fås i 16 og 32 ampere. Opladning (fra 0 % til 80 %) af et elektrisk køretøj med et 50 kWh batteri tager cirka 16 timer ved 11 Amp eller 3,6 kW ladestationer. Det vil tage 32 timer med 22 A ladestandere (1,8 kW poler).

Det kan dog gøres endnu hurtigere: Med en 50kW hurtigoplader tager det lige under 50 minutter. I øjeblikket er der også 175 kW hurtigopladere, med hvilke et 50 kWh batteri oplades endda op til 80 % på XNUMX minutter. Læs mere om offentlige ladestandere i artiklen om ladestandere i Holland.

Oplader derhjemme

Det er også muligt at oplade derhjemme. Lidt ældre huse har ofte ikke en trefaset forbindelse. Opladningstiden afhænger selvfølgelig af den aktuelle styrke. Ved en strømstyrke på 16 ampere oplader en elbil med et 50 kWh batteri 10,8 % på 80 timer. Ved en strøm på 25 ampere er det 6,9 timer og ved 35 ampere 5 timer. Artiklen om at få din egen ladestation går mere i detaljer om opladning derhjemme. Du kan også spørge: hvor meget koster et fuldt batteri? Dette spørgsmål vil blive besvaret i artiklen om omkostningerne ved elektrisk kørsel.

Opsummering

Batteriet er den vigtigste del af et elektrisk køretøj. Mange af ulemperne ved et elektrisk køretøj er forbundet med denne komponent. Batterier er stadig dyre, tunge, temperaturfølsomme og ikke miljøvenlige. På den anden side er nedbrydning over tid ikke så slemt. Desuden er batterier allerede meget billigere, lettere og mere effektive, end de plejede at være. Producenterne arbejder hårdt på den videre udvikling af batterier, så situationen bliver kun bedre.