När vi pratar om batteriet i en elbil är inte rätt eftersom elbilar aldrig är utvecklade med ett enskilt batteri. Batteripaketen i de allra flesta moderna elbilar brukar vara uppbyggda av ungefär hundra separata battericeller. De flesta elbilar använder stora fyrkantiga battericeller av ungefär samma storlek som en mindre bok. Övriga elbilar har istället ca 8.000 små runda celler, något större än AA-batterier. Nu ska vi på Svensk Fordonsladdning reda ut alla frågor runt elbilsbatterier, hur fungerar det egentligen?
Dagens elbilar har batterier med battericeller designade för att seriekopplas i grupper för att få upp spänningen. Man kopplar grupperna parallellt för att få upp den maximala ladd-strömmen batteripaketen kan lämna. Vi är beroende av den höga spänningen för att kunna använda någorlunda smala kablar i bilen och den höga strömstyrkan är också nödvändig för att kunna driva elmotorn med stor kraft.
Elbilsbatterier och laddhastigheter
Hur snabbt vi kan ladda ett batteri bestämmer temperaturen i batteriet och hur laddat batteriet är. Varma eller kalla batterier kan vi inte ladda lika snabbt som om vi hade rumstempererade utan att skadas och därför kan laddningen gå långsammare än vanligt på vintern. Vi skrev tidigare i år Mer om hur kylan påverkar elbilars batterier kan du läsa om här.
Batterier kommer att laddas som snabbast när de är helt urladdade. Då kan de ta emot maximal laddström. När batterierna börjar bli fulladdade ökar det inre motståndet och laddströmmen minskas för att undvika att batterierna överhettas. När vi laddar en elbils batteri från noll till 80% går lika snabbt som att enbart ladda de sista 20%.
Livslängd för elbilsbatterier
När vi laddar eller laddar ur ett batteri så utsätter vi battericellerna ut för ett slitage. Det handlar om minimala förändringar, men som ändå blir kännbara efter många års tid med tusentals laddningar. Undersökningar av stora mängder elbilar visar att elbilsbatterier vanligtvis brukar tappa 10–15 procent av kapaciteten efter 16.000 mil. Däremot har nya moderna elbilar batterier som förväntas hålla bilens livslängd ut – medans de äldre inte lika lång räckvidd som när de var nya.
Nu ska vi identifiera vad som sliter mest på ett batteri i en elbil. Detta sker när det är helt fulladdat. Litiumjonbatterier får dessutom aldrig bli helt urladdade heller, då kan de skadas permanent. Därför brukar elbilar ”fuska”: de använder inte all tillgänglig batterikapacitet. När bilens dator påstår att batteriet är 100 procent laddat är det i verkliga livet kanske laddat till 95 procent. Bilen skyddar batterierna från att skadas. Biltillverkarna avråder dessutom från att ladda batterierna mer än 80–90% till vardags, för att förlänga deras livslängd ännu mer.
På samma sätt är batteriet inte alls totalt urladdat när bilens dator visar 0 procent. En liten skvätt laddning, drygt fem procent av den totala kapciteten, behålls i batterierna för att skydda dem från att skadas. Det är framför allt dessa två säkerhetsmarginaler som får elbilars batterier att hålla i många år.
År 2015 har KTH-forskare genom att utveckla en metod för att samla in data för att identifiera hur elbilsbatterier mår, läs mer om hur detta med elbilsbatterier, hur fungerar det här.
Kylning av elbilars batterier
Många av dagens elbilar är utrustade med luftkylda batteripaket. Vi kan tydligt se att designen av batteriet är enklare, vilket i sin tur leder till lägre pris, men det kan inte hantera lika stora strömstyrkor, varken när bilen ska accelerera eller när batterierna ska ladda snabbt. Luftkylda batteripack har en liten värmeslinga mellan battericellerna designad för att hålla dem varma under kalla vinterdagar genom att alstra värme.
Vi kan se likheter mellan batteripaket och bensinmotorer, de luftkylda har enklare konstruktion och är mer robusta, medan de vätskekylda har högre effekt.
Vi tittar närmare på battericellerna och konstaterar att temperaturen regleras bäst med vätskekylda batteripaket. Slingorna kyler mellan battericellerna leder bort värmen när batterierna blir för varma. Under vintern värmer man istället kylvätskan upp för att batterierna ska upprätthålla värmen.
När vi använder oss av vätskekylda batteripaket tål dessa även snabbladdning med högre effekt. Den höga laddströmmen får battericellerna att producera värme – men kylvattnet leder bort värmen. På sommaren kan vi tydligt höra hur bilen jobbar med kylningen på högvarv när bilen laddar vid en snabbladdningsstation.
Vi hoppas nu att vi gett er svar på frågorna kring elbilsbatterier, hur fungerar det?
