Kategorier
Elektrisk Forbrugerstof

ELEKTRISK LEKSIKON – en ordbog for elektrificerede biler

Er du i tvivl om alle begreberne og fakta om elektrificerede biler? Hvad betyder eksempelvis ladekurve, og hvornår er en bil en lav-emissionsbil? Find svaret i Bilbasens elektrificerede leksikon.

Tekst & foto: Morten Bek / Dato: 28. januar 2022

Elektrificerede drivlinjer

Mild-hybrid (MHEV)

Mild-hybrid er betegnelsen, som det ligger i navnet, for den mildeste form for elektrificering, som kommer ud over en standardbils 12V-batteri. Det findes til både benzin- og dieselmotorer. Mild-hybrider har typisk et ekstra batteri (et lille batteri – 12, 24 eller 48V) til opsamling af energi fra nedbremsninger via en generator, som så kan frigives under acceleration til at understøtte/aflaste forbrændingsmotoren. Mild-hybrid-teknologi kan typisk spare op til 10% brændstof.

Hybrid (HEV)

Hybriden er typisk udstyret med benzinmotor. I forhold til en mild-hybrid kan batteriet holde på mere energi, og hybriden kan tilbagelægge nogle få kilometer på den strøm, som samles op ved nedbremsninger. Hybriden har en elmotor til dette formål, og især i byen kan en hybriddrivlinje være meget effektiv, da mange nedbremsninger og lav fart giver mere elektrisk kørsel.


Plug-in hybrid (PHEV)

Plug-in hybriden er at sammenligne med hybriden. De store forskelle er størrelsen på batteriet, muligheden for at lade bilens batteri op med et kabel og den elektriske rækkevidde. Batteriets størrelse i en plug-in hybrid er typisk på 10-30 kWh. Rækkevidden på strøm på en opladning ligger fra alt mellem 40-100 km. En plug-in hybrid har typisk en stærkere elmotor end en hybrid, så bilen kan drives frem udelukkende på strøm ved hastigheder op til 130-140 km/t.


Lavemissionsbiler

Lavemissionsbiler er en underkategori af plug-in hybrider, som har en CO2-udledning på under 50 gram/kilometer. I det danske afgiftssystem udløser CO2-udledning under 50 gram store fordele, som gør lavemissionsbiler forholdsvis billigere.


Elbil (BEV)

Elbiler er 100% elektrificerede biler med alt mellem en og fire elmotorer. Elbilen har ingen klassisk forbrændingsmotor, men i stedet en eller flere elektriske motorer og et stort batteri. Batteriet lades via kabel. Der findes forskellige typer elmotorer, eksempelvis permanent-magnet-synkronmotorer.

Batteri

Litium-ion-batteri

Den dominerende batteritype i dag er batteritypen litium-ion/litium-polymer. Batteritypen er oprindeligt udviklet til elektronik som bærbare computere, men den egner sig også godt til elbiler, hvor der skal frigives meget energi og typisk lades ofte. Litium-batterier er bygget op af et varierende antal celler, som indeholder litium-salte, kobalt, metal-oxid og andre strømledende stoffer. De såkaldte sjældne jordartsmetaller, som hentes op i miner, bruges til bl.a. at producere batterier og de magnetiske dele i en elmotor.

Solid state-batteri

Der forskes meget i faststofbatterier (solid state batteries), som i modsætning til litium-batterier er bygget op af faste elementer. De flydende bestanddele, elektrolytter, er i faststofbatteriet skiftet ud med faste metaldele. Faststofbatterier ventes at give fordele for batteriets levetid og forbedret ladehastighed. Men det er kompliceret at finde frem til forholdet mellem de forskellige metaller i batteriet, hvorfor teknologien endnu ikke findes i elbiler.

kWh – batteristørrelse

I modsætning til motorstørrelsen på en bil med forbrændingsmotor, hvor slagvolumen er en fast måleenhed, er batteriet i en elbil under konstant udvikling. Energimængden i batteriet gøres op i kilowatttimer – kWh, kilo Watt hours. Navnet til trods er kWh ikke den energi, man bruger på en time, men i stedet en måleenhed, som gør, at man kan regne ud, hvor meget batteriet kan drive. 1 kWh kan i teorien drive en elkedel på 2000 watt i en halv time – eller en støvsuger på 1000 watt i en time.

Kilowatttimer kan på samme måde sættes op mod en elbils effekt, så en bil med en elmotor med 100 kW (kW betegner energiudladningen) og et batteri med en kapacitet på 100 kWh skulle i teorien køre en time. Men belastning (bl.a. ved lave temperaturer) og hastighed varierer stærkt, hvorfor man kigger på energiudladningen i kW for hver 100 km – så en elbil forbruger typisk et sted mellem 16-24 kW for hver 100 km. Et batteri på 100 kWh leverer derfor, i teorien, en rækkevidde på cirka 416-625 km.

State of health

Den engelske betegnelse står for batteriets sundhedstilstand. Et batteri ældes, og har forringet effekt, som tiden går. Bilproducenter lover typisk, at der efter otte år skal være minimum 70% brugbar kapacitet tilbage i batteriet. Det vil sige, at et batteri på 100 kWh som minimum skal kunne levere 70 kWh. Det kan aflæses på værkstedet – og det vil kunne ses i forringet rækkevidde. Man anbefaler, at litium-batterier, altså de typiske i nye elektrificerede biler, aldrig aflades helt eller kun lades med høj ladeeffekt til 100%. Det forlænger, er logikken, batteriets levetid.

Opladning

Opladningskapacitet

Opladningskapacitet er den maksimale energi, en ladeenhed (stander eller boks) afgiver på en time eller hvor meget ladeenheden i bilen kan modtage. En ladeboks hjemme giver typisk op til 11 eller 22 kW. En gammeldags lynladestander 50 kW. Og en moderne hurtiglader (supercharger) 350 kW. Det vil sige, at en stander med en effekt/kapacitet på 50 kW, i teorien, kan oplade en elbil med 100 kWh batteri på 2 timer. Det vil dog afhænge af mange faktorer – hvor meget effekt ladeenheden i bilen kan modtage, hvor mange elbiler der står til opladning og temperaturen.

En elbil har en kapacitetsgrænse for kW-leverancen fra en stander. Næsten alle elbiler vil kunne lade ved en supercharger med 350 kW effekt, men de færreste vil kunne udnytte denne kapacitet; det gælder lige nu kun Audi E-Tron, Porsche Taycan, Kia EV6 og Hyundai Ioniq 5, som har et ledningsnet, som er robust nok til det. Elbiler kan typisk lade med 90-150 kW, mens plug-in hybrider kun kan klare en effekt på 3,7 eller 7,4 kWh – hvorfor opladningen af en PHEV med et batteri på 18 kWh kan tage 5 timer. Selv hvis bilen lades ved en stander med en effekt på 22 kW. Bilens interne lader tillader ikke højere ladeeffekt.

Opladningshastighed og ladekurve

En elbil med et batteri på 100 kWh vil i teorien kunne lades op til 100% kapacitet på en time ved en ladestander med 100 kW ladekapacitet. Men opladning er ikke lineær. Den vil have store udsving og typisk lade med høj effekt i starten, hvorefter kurven flader ud. Det skyldes faktorer som leverancen af strøm til standeren, andre biler ved standeren og bilens styresystem. Når opladningen når 80% af batteriets kapacitet nedsættes hastigheden typisk for at skåne batteriet. Lavere ladeeffekt giver mindre varmeudvikling, og et litium-batteri skal helst holdes ved en stabil temperatur.

Lademuligheder

Elbiler og plug-in hybrider kan lades op med kabel, som er tilsluttet alt fra den almindelige stikkontakt (med nødlader, det såkaldte mormorkabel) med meget lav effekt til de hurtige superchargers med 350 kW effekt. Opladning i det offentlige rum hos eksempelvis Ionity, Clever og Eon, foregår via abonnement eller enkeltstående betaling. Opladning hjemme foregår typisk, hvis man har garage, indkørsel eller fast plads i en parkeringskælder, med en ladeboks med effekt på 11 eller 22 kW. Installationspris afhænger af de eksisterende elinstallationer, eltavlen, eventuelt gravearbejde og leverandør. Man kan frit vælge udbyder, og der kan gives en refusion af strømmen på pt. 1,12 kr. for hver kW, man lader. Det er staten, som subsidierer driften af elbiler for både private og firmaer.

En privat ladeboks på hjemmeadressen kræver som udgangspunkt intet abonnement, og man kan købe en hvilken som helst ladeboks og få den sat op af en elektriker. Man betaler på den måde direkte til elselskabet for hver kWh, man bruger. Med abonnement hos eksempelvis Clever eller TakeCharge får man bl.a. service på ladeboksen og automatisk refusion for den brugte strøm.

Rundt om bilen

Hvor kommer strømmen fra?

Siden starten af 1990’erne er strømmen i det danske elnet blevet meget grønnere og kommer altså ikke i lige så stor grad fra kulkraftværker, som er stærkt forurenende. Strøm importeres nu fra bl.a. Norge, Sverige og Tyskland – den norske strøm kommer typisk fra vandkraftværker (som laves i elvene), mens tysk strøm typisk er kul- eller atomkraft. Andelen af vedvarende energi (vindmøller, solceller mv.) udgør i dag cirka 80% af den strøm, der leveres til danskerne.

Hvordan regnes CO2-udledningen for en elbil ud?

Ved hjælp af strømforbruget i en elbil (eksempelvis 20 kWh/100 km) og den gennemsnitlige CO2-udledning for 1 kWh i den danske elproduktion, kan CO2-udledningen regnes ud. 1 kWh har en CO2-udledning på 127 gram (2020-tal), og hvis en elbil forbruger 20 kWh for hver 100 km, ser CO2-udledningen sådan ud for hver 1 km i elbilen:

20 (kWh) x 127 gram = 2.540 gram (100 km)

2.540 gram divideret med 100 km = 25,4 gram CO2/km

Gennemsnittet for nye biler i Danmark ligger på cirka 95 gram/km, og det inkluderer ikke elbiler, som ikke har en lokal emission – CO2 udledes i produktionen.

Hvorfor skal elbilen have varmepumpe?

Elbiler uden varmepumpe bruger typisk strøm direkte fra batteriet til opvarmning af kabinen, og det koster meget strøm. Varmepumpen, som også bruges til opvarmning af huse, trækker varme ud af luften og bruger spildvarme fra batteri og andre komponenter til at varme kabinen op. Det er en langt mere effektiv opvarmningsform. En elbil uden varmepumpe svarer til at varme et hus op med elradiatorer, mens en elbil med varmepumpe, logisk nok, svarer til at varme et hus op med luft-til-luft-varmepumpe. Varmepumpen reducerer, navnligt om vinteren, strømforbruget, så rækkevidden for elbilen stiger.

Elbiler som Polestar 2 og standardudgaver af Skoda Enyaq har ikke varmepumpe som standard. Plug-in hybrider kan også have varmepumpe, som er en fordel, når de køres fortrinsvis på strøm.

Hvorfor kører elbilen kortere om vinteren?

Den primære årsag til, at rækkevidden om vinteren i forhold til sommeren er markant kortere, skyldes temperaturen. Batteriet skal holdes ved en stabil temperatur, som koster strøm – Teknologisk Institut oplyser, at den optimale temperatur for et litium-batteri er 15-30 grader. Opvarmning af kabinen, uanset om det er med eller uden varmepumpe, koster også strøm – og det samme gør brugen af sædevarme.

Af Morten Bek

Som uddannet journalist og med biler som en af de helt store interesser er Morten opvokset på flere af de helt store bilmedier — Bilmagasinet, Berlingske og Auto Bild.

Morten har også tidligere investeret sin tid i sit eget projekt, Biler.nu.

Morten elsker “almindelige” biler. Han vil meget gerne sidde bag rattet af en ny AMG, men han brænder lige så meget for at teste den seneste nye Seat Leon eller Peugeot 208.

Hos Bilbasen bruger han sin viden, analyseevner og sunde fornuft som nyhedsskribent, videojournalist og biltester.