För den som blir med elbil, gäller det också att lära sig en del om batterier och el. Högvoltsbatterierna skiljer sig mellan bilar i främst kapacitet/storlek (kilowattimmar, kWh), kemi och buffertar.
I grunden sker en nedbrytning (degeneration) av alla batterier, det vill säga de tappar i kapacitet. Batterinedbrytningen sker främst som en följd av ålder, laddnings- och urladdningscykler, kemiska reaktioner och extrema temperaturer. När batterierna degenererar minskar deras kapacitet och effektivitet; de får kortare driftslivslängd och nedgång i prestanda.
Kia EV9 bättre än Tesla Model Y
Lite förenklat tappar batterier mest i början av användningen och mest om man laddar batteriet till 100 procent eller laddar ur det till 0 procent.
Ändå kan olika batteritillverkare och därmed bilmärken ge olika besked om hur mycket man bör ladda eller hur lite laddning man bör lämna kvar i batteriet.
Min utgångspunkt är att vår nya Kia EV9 är bättre på att kunna ladda till 100 procent än vår förra bil Tesla Model Y.
Det stämmer. Jag får det också bekräftat via mejl från Thomas Winbladh, teknisk expert hos Kia, som svarar på mina frågor via en återförsäljare.
– Du kan säga till kunderna att de kan ladda bilarna så som de finner lämpligt för just deras bruk, skriver han.
För mig och min fru – som i bagaget har fyra elbilar, över 310 000 kilometer och mer än sju års elbilsägande – är batterierna och alla förkortningar fortfarande delvis ett mysterium. Därför bestämde jag mig för att lära mig mer.
Kapaciteten minskar med ålder
Batterinedbrytningen har en direkt relation till åldrandet på grund av kemiska reaktioner i batteriet. Batteriets kalenderåldrande är den gradvisa förlusten av kapacitet över tiden.
Denna nedbrytning påverkas av temperaturer och laddningstillstånd under batteriet lagring. Batterier som hålls i höga laddningstillstånd och i varmare miljöer åldras snabbare.
Kapacitetet minskar med antal laddcykler
Batterinedbrytningen har också en direkt relation till antalet laddcykler på grund av kemiska reaktioner i batteriet.
Det är inte bara antalet laddcykler, som påverkar batteriet, utan också hur mycket eller lite laddning batteriet har. Vid överladdning av ett batteri (laddning till 100 procent) eller extremt låg laddnivå (nära noll procent), går nedbrytningen snabbare. Detta beror på att överladdning leder till överdriven spänning, vilket stressar batteriet. Djupa urladdningar belastar den interna strukturen. Detta leder till kapacitetsförlust och värmeuppbyggnad.
Vad är då högt laddningstillstånd? Vanligen anger man en kapacitet på 80 procent, för batteri som står oanvänt en längre tid.
Kapacitetet minskar med värme och kyla
Batterinedbrytningen har även en direkt relation till hög värme eller sträng kyla.
Hög temperatur accelererar kemiska reaktioner, som försämrar batteriets komponenter. Kalla temperaturer kan hindra batteriets förmåga att ladda och ladda ur. Långvarig exponering för extrema temperaturer kan avsevärt förkorta batteriets kapacitet. Detta är dock ett litet problem i Norden, eftersom hög temperatur är större problem än sträng kyla.
I industriella miljöer kan yttre faktorer som fuktighet, damm och vibrationer påverka batteriets kapacitet. Detta berör dock inte vanliga elbilsanvändare.
Skillnad på olika batterikemi
Det finns olika typer av batterikemi. Gemensamt för alla är att nedbrytningen avtar med ålder. Vanligen varierar nedbrytningen också med faktorer som hur mycket av kapacitet som har använts under en urladdningscykel (DOD), temperatur och laddningsvanor.
Här är de vanligaste högvoltsbatterierna i elbilar och andra elfordon samt deras för- och nackdelar:
• Litiumjon (Li-ion) har en stor fördel att batteriet har maximal output hela tiden, oavsett hur lite kapacitet som finns kvar i batteriet.
• Litiumjärnfosfat (LFP) har snabbare nedbrytning, kortare livslängd och sämre energidensitet än litiumjonbatterier, men är billigare. LFP-batteri tappar mer kapacitet vid extremt låga temperaturer och ska bland annat av det skälet inte laddas till 100 procent SOC. LFP-batterier mår bäst av stora/långa laddcykler hellre än små/korta. LFP-batterier finns i bland annat Tesla.
• Nickelmangankobolt (NMC) är vanliga i elfordon. NMC-batterier mår bäst av små/korta laddcykler till skillnad från LFP-batteerier, som mår bättre av stora/långa laddcykler. DTE (”gissometern”) är väldigt exakt i NMC-batterier. NMC-batterier finns i bland annat Kia.
• Nickelkoboltaluminum (NCA) är ytterligare en typ av batteri.
Det finns flera HV-batterityper men jag nöjer mig med dessa, som dominerar i elbilsvärlden.
Stresstest av batterier
Tillverkarens rekommendation om laddningsnivåer (SOC) är annorlunda än faktisk rekommendation. Tillverkaren gör omfattande laboratorietester med scenarior och mätdata, som inte stämmer med verkligheten för vardagligt bruk. Vid dessa tester stressas batterierna i förtid under tusentals laddcykler och mycket hög värme (+50 C), ”vilket påskyndar alla kemiska reaktioner exponentionellt”, enligt Thomas Winbladh, Kias expert.
Han skriver att ”HV-batterierna vi har och ser idag användas har alltså ett längre livsspann än bilarna”. Med andra ord: bilens chassi och övriga ickebatteridelar tar slut innan batteriet är ”slut”. Och det senare gäller inte, för det finns ett andra liv för uttjänta bilbatterier, till exempel i mindre fartyg och som hemmalager.
Thomas Winbladh råder Medelsvensson att ladda fullt på destinationsladdare och skriver: ”i batterierna så finns det en buffertzon uppåt och en buffertzon nedåt i vilken den initiala kapacitetsjustering hanteras”. Här kommer också Kia EV9 in med sin ovanligt stora buffert. Enligt Transportstyrelsen har Kia EV9 för 2024 en bruttokapacitet på 105 kilowattimmar (kWh), även om Kia officiellt uppger den till 99,8 kWh. Enligt Kia är nettokapaciteten 96 kWh. Skillnaden, hela 9 kWh, ligger alltså som buffert vid framför allt laddning till 100 procent. Därmed ger den Kia EV9 ovanligt bra skydd mot batterinedbrytning.
Tre ting att tänka på
Med detta sagt, är det ändå bra att tänka på några saker för högvoltsbatterier, enligt Thomas Winbladh, som jag instämmer i:
1. Undvik att hålla bilens HV-batteri fulladdat (90–100 procent) vid långtidsparkering på flera veckor eller månader. Sikta på spannet 40–60 procent, om möjligt, vid långtidsparkering.
2. Undvik att köra HV-batteriet helt tomt.
3. Ladda helst så mycket som möjligt via destinationsladdare. Växelströmsladdning, AC-laddning, har lägre effekt, ger batteriet mer chans för återhämtning och hanterar temperaturer bättre.
Batteriets konstruktion ger också fördelar för den som tillverkar batterier ”rätt”. Om något går fel med Kias batterier efter garantitiden och delar behöver bytas, kan en verkstad byta ut enskilda delar. Kostnaden för detta är en sammantaget en ”moderat summa”, enligt Thomas Winbladh.
Läs hela artikeln på Ladda elbil till 100 procent?
Foto: Jörgen Bengtson