Hur fungerar en elbil?

Världen går mot en mer hållbar framtid och elbilar som står på laddning på uppfarten blir en allt vanligare syn. Allt fler väljer elfordon (EV) i stället för bensin- eller dieselbilar, vilket förändrar både fordonsindustrin och begagnatmarknaden.

Men hur fungerar en elbil? Och vad ska du tänka på om du funderar på att köpa en?

Vi går igenom tekniken bakom elbilar och hur dessa fordon är designade. Vårt mål är att ge dig en bra bild av hur de skiljer sig från deras bensinslukande motsvarigheter.

Vad är en elbil och hur fungerar den?

En elbil är en bil som har en elektrisk motor i stället för en förbränningsmotor. Den lagrar all energi i laddningsbara batterier.

Många moderna elfordon har fler än en elmotor, vilket ger bättre prestanda och längre livslängd.

Det här händer i en elbil (hur en elbil fungerar)

El tas från batteriet och konverteras till rörelseenergi av en elmotor. Därefter fungerar egentligen allting precis som i en bensindriven bil: med drivaxlar, hjul och bromsar.

Elfordon har ungefär 20 rörliga delar i drivlinan, medan bensin- och dieselbilar har runt 200. Med andra ord kräver elfordon mindre skötsel och kan vara mycket pålitliga.

En av de viktigaste aspekterna är hur långt en elbil kan köra på en laddning. De som kör traditionella bilar kan ju öppna tankluckan och fylla på med bränsle hur enkelt som helst. Elfordon behöver däremot laddas på laddstationer, vilket kräver mer tid och planering.

Elfordon med längre räckvidd har generellt sett större batterier och kostar mer. Men tänk på att du inte behöver köpa den med längst räckvidd om du bara ska köra till och från jobbet.

En snabböversikt över elbilsbatterier

Traditionella förbränningsmotorer behöver bara ett enkelt 12-voltsbatteri för att driva alla elektriska system i bilen. 400-voltsmotorer i elfordon kräver dock lite mer än så.

Ett nytt batteri till elbilen hittar du inte för under tusenlappen på någon utförsäljning. De flesta elbilar har stora batteripaket undertill för att kunna köra hundratals kilometer utan att behöva stanna och ladda titt som tätt.

Vad finns inuti ett elbilsbatteri?

Biltillverkare använder olika typer av batterier för att driva deras helt elektriska modeller.

Till exempel består litiumjonbatterier i elbilar av tusentals vanliga laddningsbara litiumjonbatterier. De liknar batterierna du hittar i till exempel en tv-fjärrkontroll. Detta är den vanligaste batteritypen i hemelektronik eftersom den klarar 3 000–5 000 laddningscykler och ger mycket effekt i förhållande till sin vikt.

En annan välkänd batterityp är blyackumulator (“blybatteri”). Detta batteri består av blyplattor nedsänkta i en elektrolyt av svavelsyra. Det är billigt att tillverka och därför är blyackumulatorer fortfarande mycket populära i fordon.

Däremot används de inte som huvudsakliga batteripaket till elfordon eftersom de är för tunga och tappar kapacitet ganska snabbt.

Du kanske har hört talas om nickel-metallhydridbatterier och solid state-batterier. Det senare är relativt nytt och fortfarande I utvecklingsstadiet, men nickel-metallhybridbatterier har en liknande struktur som litiumjonbatterier.

Nickel-metallhybridbatterier används enbart i hybridbilar eftersom de har en hög grad av självurladdning, genererar mer värme och kostar mer än litiumjonbatterier.

Hur lagrar och frigör EV-batterier energi?

EV-batterier fungerar genom att lagra kemisk energi, som sedan används för att driva en elektrisk motor. Enskilda battericeller i ett litiumjonbatteripaket innehåller en positiv och en negativ elektrod, som är nedsänkta i en elektrolyt.

När batteriet laddas rör sig litiumjonerna mot katoden (en positiv elektrod), som absorberar jonerna. Samtider släpper anoden (en negativ elektrod) elektroner som strömmar genom en extern krets och driver fordonets elektriska motor.

När du kör bilen är processen omvänd. Katoden släpper tillbaka litiumjonerna ut i elektrolyten medan anoden absorberar elektronerna, som slutför sin krets genom den elektriska motorn.

Batterikapaciteten mäts i kilowattimmar (kWh). Ju högre kapacitet desto mer energi kan batteriet lagra.

Saker att känna till när det kommer till elbilsladdning

Laddning blir en vardagsuppgift när du har elbil. Därför bör du känna till hur det fungerar och hur mycket det kostar att ladda en elbil.

EV-tillverkare använder olika batteripaket och laddare. Elbilsladdare kan delas in i tre nivåer:

• Nivå 1. Den långsammaste och enklaste laddningsmetoden. Du kopplar helt enkelt in en 120-voltsladdare i ett vanligt eluttag. Fördelen är att metoden inte kräver någon installation, men nackdelen är att den endast ger 6–8 km per laddningstimme. Det går alltså inte att ladda fullt över natten.
• Nivå 2. Dessa laddare finns vanligtvis i offentligheten och i bostadsområden. Nivå 2-laddare ger upp till 130 km räckvidd per laddningstimme. Du kan alltså ladda fullt under natten även om batteriet är helt tomt. Däremot kräver dessa laddare en dedikerat krets på åtminstone 208 volt och en kraftfull matarledning från en elcentral. Det är dyrt att installera en nivå 2-laddare men det är en bra investering.
• Nivå 3. Den snabbaste laddningstypen som finns. Nivå 3 använder upp till 900 volt, kostar hundratusentals kronor att installera och ger upp till 30 km räckvidd per laddningsminut. Eftersom de flesta elfordon kan fulladdas inom 15–20 minuter med en nivå 3-laddare, kallas de snabbladdare eller DC-laddare. Du kan hitta dem på offentliga platser, men de är mycket sällsynta i hemmet.

Som du kan se spelar typen av laddstation störst roll när det kommer till hur lång tid det tar att ladda en elbil.

De flesta elbilsägare installerar en nivå 2-laddstation hemma för att se till att bilens batteri är fulladdat varje morgon. Om det finns en laddstation på ditt jobb kan du däremot nöja dig med en nivå 1-laddare eftersom du inte kommer använda den så ofta.

Nu för tiden erbjuder de flesta stater inte längre gratis elbilsladdning. Att ladda på offentliga stationer är alltså inte lika fördelaktigt längre. Ofta är det dyrare än att ladda hemma.

Du bör beräkna hur mycket det kostar att ladda en elbil hemma innan du väljer laddartyp eftersom det kan bli flera gånger billigare, särskilt om du kan leta rätt på billigare elpriser.

Elbilsbatterier laddar även när bilen bromsar tack vare regenerativ bromsning. Detta system använder bromsmomentet för att skicka lite ström till batteriet. Samtidigt sparar du bromsarna efter som du inte måste använda dem lika ofta. Det är helt enkelt en win-win-situation.

Elektriska motorer i elfordon

Elektriska fordon drivs av växelströmsmotorer (AC). Liknande motorer – men mindre kraftfulla – finns i tvättmaskiner, ugnar och annan vanlig elektronik.

Elmotorer består av tre huvudsakliga delar: stator, rotor och hölje. När ström tillförs statorn, roterar rotorn till följd av ett elektromagnetiskt fält. Då konverteras strömmen till mekanisk energi.

Denna enkelhet gör den mycket pålitlig. Elmotorer kräver inget underhåll till skillnad från förbränningsmotorer, där till exempel friktion behöver minskas, bränsleblandningen, bränsletryck, luft- och vätsketemperaturer behöver kontrolleras och så vidare. De kräver alltså strikt, regelbundet underhåll.

Nya rapporter har visat att många elfordon är bland de minst pålitliga fordonen på marknaden. Det gäller däremot oftast mjukvara, underhållningssystem och kvalitet på interiören. Det är inte elmotorerna eller elbilsdrivlinorna som är problemet.

Fördelar med elfordon

Elfordon blir allt populärare till följd av deras miljömässiga och ekonomiska fördelar. I dag verkar elektrifieringen av bilar vara ett utmärkt sätt att minska luftföroreningar och bidra till en grönare miljö. Det gäller särskilt när stater uppmuntrar till att köpa elfordon genom olika stöd och bidrag.

Här är några vanliga anledningar att gå över till elfordon.

Positiv påverkan på miljön

En elbil har ingen förbränningsmotor. Den producerar alltså inga avgaser som förorenar luften. Du kanske har hört att elbilar är en större utsläppsbov eftersom batteritillverkningen är mycket skadlig för miljön, men det är en myt. Växthusgasutsläppen under ett elfordons livstid är mycket lägre än fossilbränslebilars, även om vi räknar med batteritillverkningen.

Beräkningar av hur mycket CO2 en elbil släpper ut visar att även med batteritillverkningen inräknad, producerar elbilar nästan tre gånger mindre C02 om året jämfört med traditionella fordon.

Det är även viktigt för dig som vill köpa elfordon att kolla upp vad skatten är på elbilar i ditt land. För tillfället är det många länder som fortfarande uppmuntrar till att välja elfordon genom att inte beskatta dem. Det kommer dock inte vara för evigt eftersom staten alltid kommer behöva samla in pengar till vägunderhåll och kollektivtrafik.

Det är kul med elfordon

Många tror fortfarande att elfordon är sega och tråkiga, men moderna elfordon är faktiskt väldigt snabba och spännande.

Till exempel kan Polestar 2 göra 0–100/kmh på 4,1 sekunder. Tesla Model Y, märkets mest populära modell, gör det på 3,5 sekunder. Vill du ha sådan acceleration i en bensinbil så behöver du en riktigt bränsletörstig sportbil.

Dessutom innebär det tunga batteripaket att elbilen får en låg tyngdpunkt, vilket gör den lättare att manövrera.

Långturer är extremt bekväma

Det är många saker som gör elfordon utmärkta för långa körningar. Först och främst är de tysta och kör mjukt, så motorljudet och vibrationerna tröttar inte ut dig. Dessutom är elfordon tunga på grund av batteripaketet, vilket gör att de kör stadigt. Du skakas inte om av gupp och håll i vägen på samma sätt.

Många länder kryllar av laddstationer. Det gör att räckviddsbegränsning inte längre är ett problem. Det finns många smarta appar och system som kan göra dina körningar ännu bekvämare. De kan till och med planera resan åt dig – det enda du behöver göra är att skriva in destinationen så hittar den den bästa rutten och markerar alla laddningsstopp du behöver göra.

Billigare underhåll

Genom att byta ut förbränningsmotor mot en enkel elmotor slipper du en massa mekaniska mardrömmar. I stället får du busenkelt underhåll och mer kraft.

Eftersom elfordon inte har någon olja, tändstift, bränslesystem, kemrem, avgassystem och många andra komponenter i traditionella bilar, blir underhållet markant billigare. Efter en undersökning baserad på tusentals förare, kunde Consumer Reports visa att elbilsägare betalar I genomsnitt 4 600 $ i regelbundet underhåll och reparationer under bilens livstid, medan siffran för traditionella bilar är 9 200 $.

Den stora frågan är dock: Hur mycket kostar ett elbilsbatteri?

Vanligtvis börjar priserna runt 45 000 kr. Beroende på vilken bil det är kan de kosta så mycket som 350 000 kr. Som tur är håller batterierna mycket länge – upp till 20 år om de sköts korrekt.

Olika laddningsalternativ

Alternativ för elfordonsladdning bygger på de tre nivåerna som vi beskrev ovan, men de kan variera.

Många nivå 1- och nivå 2-laddare är portabla och du kan ladda innan du åker hemifrån och sedan igen hos dina släktingar 300 km bort utan att behöva stanna. Se till att du har koll på hur mycket en laddstation för en elbil kostar för att kunna välja rätt alternativ för dig.

Även om du behöver göra ett stopp så finns det över två miljoner offentliga laddstationer i världen, och den siffran stiger varje år.

Vad ska ett bra elfordon ha?

Även om elfordon växer så det knakar i popularitet så är de fortfarande långt ifrån att dominera marknaden. Vissa klagar på att de kostar mycket medan andra helt enkelt inte är redo för förändring. Nya elbilar blir bara bättre och bättre och mer och mer attraktiva. Men vad är det som gör en elbil bra?

Det är lätt att lista ut de viktiga egenskaperna hos elfordon genom att förstå varför folk köper eller inte köper dem.

De flesta köper elfordon eftersom de vill minska sina bränsle- och driftkostnader samt få en bättre körupplevelse. Vissa vill visa sin oro för miljön. Det innebär att ett elfordon behöver vara ekonomiskt, pålitligt och ha bra komfort och funktioner för att vara bra.

Men “räckviddsångest”, högt pris och ovanliga designs får fortfarande många potentiella köpare att tvivla. Det innebär att ett bra elfordon dessutom behöver ha en snabb portabel laddare, kosta mindre och se bra ut. Nya trender visar att i och med att konkurrensen växer, blir funktionerna bättre, priserna lägre och kundernas behovs tas på mer allvar.

För tillfället är Chevrolet Byaolt EV, Kia Niro EV och Hyundai Ioniq 5 bland de bästa elbilarna för daglig användning. De är prisvärda, har bra räckvidd och ser inte ut som flygande tefat. Sådana modeller är utmärkta för förstagångsköpare av elbilar, alltså majoriteten.

I framtiden bör inte kunder oroa sig för hur mycket en elbil kostar lika mycket som i dag, eftersom priserna på elbilar sjunker varje år.

Elfordon drivs av en enkel traditionell elmotor. Därför har de endast en tiondel så många rörliga komponenter som en bil med förbränningsmotor. Det finns fortfarande vissa problem med elfordon, men allting tyder på att de bara blir bättre och bättre med tiden.