Elektriske vs. traditionelle bilbatterier:Vigtigste forskelle forklaret

BLKstudio/Shutterstock

På nutidens veje dominerer to adskilte køretøjskategorier:elektriske køretøjer (EV'er) og konventionelle forbrændingsmotorer (ICE) biler. Selvom de deler et fælles mål – at transportere passagerer – er der store forskelle i, hvordan de forsyner sig selv, især når det kommer til batteriteknologi.

Både elbiler og ICE-biler er afhængige af batterier til at lagre elektrisk energi. EV-batterier oplades fra eksterne kilder såsom hjemmeopladere eller offentlige stationer. ICE-biler bruger derimod et blysyrebatteri, der konstant genoplades af motorens generator. Når de er opladet, sikrer begge batterier, at et køretøjs elektriske systemer fungerer uafhængigt af nettet. Lighederne stopper der; forskellene begynder.

Fra et ingeniørmæssigt perspektiv er batterierne i det væsentlige fra forskellige verdener. En EVs batteripakke kan sammenlignes med en dobbelt-størrelse madras - et halvt ton i vægt, sammensat af hundredvis af celler og bygget med en række sjældne metaller. En ICE-bils batteri er en simpel blysyreenhed, lille, billig og velforstået. For at fremhæve ulighederne, lad os undersøge dem gennem tre linser:kemi, størrelse og energikapacitet.

Forskelle i kemi:bly vs. lithium

Sinhyu-fotograf/Shutterstock

Blysyrebatterier, der har været brugt i ICE-køretøjer i over et århundrede, indeholder blydioxid, blysulfat, svovlsyre og rent bly. Elektroderne er primært blyoxider, lejlighedsvis blandet med tin, antimon eller calcium. Resten af batteriet er typisk plastik.

Elbiler bruger næsten universelt lithium-ion-kemi. Lithium-ion-batterier er værdsat for deres lette vægt og høje energitæthed, hvilket gør dem også ideelle til smartphones, tablets og bærbare computere. Ud over lithium indeholder el-batterier ofte mangan, kobolt, nikkel og kulstofbaserede forbindelser såsom grafit og stål. Selvom de ikke er klassificeret som sjældne jordarters metaller, er mange af disse materialer sparsomme, hvilket er grunden til, at brugte EV-batterier ofte genbruges for deres værdifulde indhold.

Bly-syre-batterier genanvendes også i vid udstrækning - omkring 99 % af de brugte enheder genanvendes til bly. Selvom udvindingsprocessen er billig, udgør den betydelige miljø- og sundhedsrisici, som kan opveje fordelene ved genbrug.

Forskelle i dimensioner:Brødristerstørrelse vs madrasstørrelse

Peepo/Getty Images

ICE-batterier er kun designet til at drive en bils elektronik og tænding, og de genoplades løbende, mens motoren kører. EV-batterier skal dog levere nok strøm til at flytte hele køretøjet i timevis uden opladning. Dette krav fører til en massiv stigning i størrelse og vægt.

Et standard bly-syre batteri vejer typisk 30-50 pund. Et EV-batteri kan variere fra 1.000 til 2.000 pund. For at give dig et konkret eksempel, måler Nissan Leaf-batteriet på 40 kWh cirka 62×47×10,5 tommer – omkring 30.000 kubiktommer, størrelsen af en dobbeltmadras.

EV-batterier er ofte skjult under køretøjets gulv for at maksimere pladsen og fordele vægten effektivt. Denne placering hjælper også med at beskytte pakningen mod stød og holder køretøjets tyngdepunkt lavt.

Forskelle i kapacitet:Flytning af en bil vs. at tænde for radioen

asharkyu/Shutterstock

Lithium-ion-batterier har en energitæthed på omkring 150-250Wh/kg sammenlignet med 30-40Wh/kg for blysyre. De har også en lavere massetæthed – lithium er mindre tæt end bly – hvilket gør el-batterier mere energi- og pladseffektive.

Typiske EV-batterikapaciteter varierer fra 75 kWh til 135 kWh, med større elektriske lastbiler, der skubber ud over 200 kWh. En enkelt opladning kan give en rækkevidde på omkring 200 miles. I modsætning hertil holder et standard 12-V blysyrebatteri omkring 48Ah, hvilket er lige under 0,6 kWh. For at matche energien fra et 100 kWh EV-batteri skal du bruge mere end 160 blysyrebatterier.