Elbil

Från Wikipedia
Hoppa till navigering Hoppa till sök
Nissan Leaf

En elbil är en bil som drivs av en eller flera elmotorer som strömförsörjs av batterier. I motsats till hybridbilar eller laddhybrider, som kombinerar eldrift med en förbränningsmotor, är elbilar ett slags elfordon som enbart använder eldrift. En elbils egenskaper beror till stor del på batterierna, som bland annat är avgörande för räckvidden (körsträckan mellan laddningar) och laddningstiden. Den vanligaste batteritypen i dagens elbilar är litiumjonackumulator.

En typ av elbilar är bränslecellsbilar som drivs av bränsleceller där vätgas omvandlas till elektricitet. Vätgasen kan genereras elkraft, vilket ger stora förluster, eller från naturgas, vilket skapar CO2 utsläpp. [1]

Toyota Mirai (bränslecellsbil)

Historik[redigera | redigera wikitext]

En elektrisk vagn konstruerades redan 1842 av A. Davidsson i Edinburgh. David Salomons var den första som konstruerade ett praktiskt användbart elfordon, då han 1875 byggde ett par lätta tricyklar med elmotorer. På grund av svårigheterna att bygga depåer för uppladdning av batterierna kom dock inte någon produktion kom till stånd. 1888 konstruerade John Kemp Starley en elektrisk trehjulig vagn som styrdes med en pinne. Vid denna tid gällde dock "röda flagg-lagen" i Storbritannien och han fick inte köra snabbare än 6 kilometer i timmen och måste ha en flaggbärare som gick framför fordonet. Han tog därför sitt fordon över till Frankrike, där han genomförde provturer i Deauville. Som snabbast kunde hans fordon dock endast komma upp i 12–13 kilometer i timmen.[2]

Ratcliffe Ward konstruerade 1888 en elektrisk buss och 1889 en elektrisk "stridsvagn" och konstruerade 1890 på uppdrag åt W. C. Bersay en elektrisk omnibuss för trafik mellan Charing Cross och Victoria i London. 1893 byggde Bersay en elektrisk vagn åt brittiska postverket. Bersay deltog även med en elbil in den "tävling" som firade avskaffandet av "röda flagg-lagen" i Storbritannien 1896, och placerade sig tämligen väl. När produktion av bensinbilar kort därefter kom igång i Storbritannien upphörde intresset för elbilar nästan helt.[2]

Även i Frankrike förekom tidigt försök med elbilar Nicolas-Jules Raffard var 1881 den förste som byggde en fullt driftsduglig elektrisk vagn och den sattes även samma år in i trafik i Paris. I början av 1890-talet fanns en betydande elbilsproduktion, även om de i praktiken endast kunde fungera i städerna. När bensinbilarna under andra hälften av 1890-talet blev mer driftsäkra började dock elbilarnas betydelse att minska.[2]

Det blev i stället i USA där elbilen kom att få sin första blomstring. Den första elbilen i USA konstruerades 1891 av William Morrison. 1895 startade Electrid Vehicle Co. och Morris-Salmon produktion av elbilar, 1896 Riker samt 1899 Baker och Woods elbilsproduktion. Man började i början av 1900-talet även att exportera elbilar till Europa.[3]

Svagheten bestod dock främst i den korta räckvidden, på sämre vägar var räckvidden utan laddning 3-4 mil. Batterierna var ofta av dålig kvalitet, laddstationer var sällsynta, och batterierna var mycket dyra och därtill tunga, på lättare bilar vägde de 225 till 275 kilo och på tyngre fordon upp till 750 kilo. Detta ledde till att elbilarna efterhand även i USA förlorade sin popularitet i takt med att bensinbilarnas driftsäkerhet ökades. I städerna kom dock elbilarna länge att behålla sin popularitet.[3]

Räckvidd[redigera | redigera wikitext]

Räckvidden för elbilar anges numera utifrån WLTP, vilket ger en betydligt mer rättvisande än den tidigare NEDC. Räckvidden beror på hur mycket energi som kan lagras i batteripaketet och den aktuella bilens energiåtgång, som i sin tur beror på luftmotstånd, rullmotstånd (hastigheten är det mest avgörande för räckvidden) och andra energiförluster, drivning av luftkonditionering, kupévärmare och andra aggregat i bil har mindre betydelse. Klimat påverkar också räckvidden då batteriets interna motstånd ökar vid lägre temperatur vilket minskar räckvidden, detta tillsammans med snö eller slask kan ge ortentligt kortare räckvidd. Klimatanläggningen drar också mer energi vid kallt väder detta är dock begränsat till 1-3kW lägre om bilen har värmepump, det betyder att räckvidden minskar med 1-2 mil per timme körning. Elförbrukningen anges generellt som 1,4-2,5 kWh per mil för privata elbilar, förbrukningen kan dock vara högre eller lägre, speciellt snöiga och/eller kalla vinterdagar då snö ger ökat rullmotstånd och mycket energi åtgår till komfortvärme [4]

Exempel på olika bilars specificerade räckvidd:

Laddning[redigera | redigera wikitext]

Hur lång tid det tar att ladda en elbil beror på laddeffekt, laddnivå och batteriets storlek och naturligtvis bilens utrustning. Vid normalladdning, även kallad hemmaladdning, används den inbyggda laddare i bilen vilket begränsar laddeffekten, de flesta bilar har 6,6kW 1-fas laddare medan några har 3-fas laddare på upp emot 22kW. Den laddbox eller laddsladd som används kan också begränsa laddeffekten för att anpassa den till säkringen som huset är utrustat med. Normalladdning görs helst under tider då bilen ändå inte används som under natten eller på jobbet. Tumregel för hur mycket laddning som ges under en bestämd tid är 1 kilometer per ampere och fas i timmen, tex 10A 1-fas ger 10km/timme laddning. Snabbladdning är likströmsladdning där en externladdare används som ger minst 22kW men vanligast är att snabbladdarna ger mellan 50-150 kW.

Snabbladdning används vid längre resor där bilens räckvidd inte är tillräcklig. De flesta snabbladdare har en effekt på 50kW och använder CHAdeMO eller CCS - snabbladdare kontakter men det finns även CCS laddare som kan ge 150kW [5] eller Teslas Supercharger [6] som ger 120kW genom en modifierad Typ 2 kontakt. Laddhastigheten vid snabbladdning är beroende av laddnivån i batteriet, över 80% brukar de flesta bilar ladda långsamare vilket gör att det inte är rekommenderat vid långfärd om snabb restid är prioriterat. En resa mellan Stockholm och Göteborg tar idag 5 h 40 min (ett laddstopp på 52min med 50kW) [7] med en modern elbil typ Hyundai Kona. Detta tackare ett väl utbyggt snabbladdarnätverk [8] och en bra räckvidd. Snabbladdning kan dock innebära batteriförluster i form av hysteres och relaxation samt kortare batterilivslängd beroende på deras konstruktion. Många moderna elbilar är utrustade med aktiv vattenkylning av batterierna för att motverka de negativa effekterna av snabbladdning. Ett alternativ till att ladda bilarna som testas av olika företag är att byta ut hela batteripaketet mot ett laddat batteri vilket i så fall kan göras på tider ner mot 90 sekunder.[9] Då konstnaden för utbytes systemet blev högt vid Teslas försöksstation har detta koncept inte används ytterligare då ingen ville betala priset för tjänsten.

Ekonomi[redigera | redigera wikitext]

Elbilar har i allmänhet ett högt inköpspris, som till viss del utgörs av kostnaden för batteripaketet men också av de relativt små tillverkningsserierna. Det finns även elbilar vars inköpspris inte inkluderar batterierna, vilka i så fall hyrs med en fast månadskostnad, där kan ma se att priset för batteriet utgör ca 1\4 av bilens pris [10] Batteriernas livslängd, de flesta tillverkare ger 8 års garanti, avgör den långsiktiga kostnaden, genom påverkan av andrahandsvärdet eller kostnad för batteribyte. Men förmodligen kommer batteriet hålla längre än bilen, åtminstone i bilar med aktiv kylning [11]. Kostnaden för laddströmmen är i dagsläget låg. Elbilarna säljs med det största argumentet att de är miljövänligare än t.ex. bensin och diesel och har nästan inga slitdelar som kräver underhåll, något en konventionell bil har, utöver det är elbilen tyst och har fenomenal prestanda.

Komfort och prestanda[redigera | redigera wikitext]

Elbilen är både snabbare, tystare, bekvämare och roligare att köra än motsvarande bil med förbränningsmotor, detta är främst tackvare elmotorn. Elmotorn har högt vridmoment redan vid låga varvtal vilket gör att inga växlar behövs för att få till gång till full kraft, vilket resulterar i rekord snabba tider från 0-100 km/h men även sportigt uppträdande i kurvor. Batteriet ger också b8len låg tyngdpunkt vilket ytterligare höjer körglädjen. Vill man istället glida fram erbjuder en elbil en tyst och nästan helt vibrationsfri gång.

Miljö- och klimatpåverkan[redigera | redigera wikitext]

Att ersätta fordon som drivs av förbränningsmotorer och fossila bränslen med elbilar kan minska åtminstone de lokala utsläppen av luftföroreningar, särskilt i städer, eftersom elbilar inte avger sotpartiklar, flyktiga organiska luftföroreningar, kolväten, kolmonoxid, ozon, bly och olika kväveoxider, och därmed kan förbättra luftkvaliteten i städer och minska cancerrisken. Elbilar kan även bidra till att jämna ut förbrukningen av elektricitet över dygnet genom att laddningen kan styras till tider då den totala elanvändningen är låg. Batterierna kan dock, beroende på batterityp, innehålla vissa miljöfarliga ämnen, varför de bör återvinnas på ett kontrollerat sätt när de förbrukats.

Dagens produktionsprocess av större batterier innefattar stor energikonsumption och batterierna har en begränsad livslängd. För att elbilar ska minska förbrukningen av fossila bränslen och därmed de globala utsläppen av koldioxid och andra föroreningar krävs således att bilarna inte har allt för stora batterier samt att både batteritillverkningen och laddningen av batterierna görs med fosskilfri energi och sammantaget ger lägre utsläpp per mil än för motsvarande förbränningsmotorer i bilar.[12] Flera batteritillverkare använder enbart förnyelsebar energi, men några tillverkare är inte transparenta kring tillverkningsprocessen och elenergi.[13] I Sverige kommer majoriteten av elen från vattenkraft, kärnkraft och en liten del från andra förnybara källor, men så är det inte i alla länder. Renluftsfördelen behöver därför inte alltid vara global, utan utsläpp av luftföroreningar kan potentiellt flyttas från bilen och från städer till produktionsanläggningar av batterier, råmaterial och el, vilket kallas elbilars långa avgasrör.

Miljöklassning[redigera | redigera wikitext]

Miljöklassning av fordonen är idag viktig för samhället för att minska den totala energikonsumtionen. Generellt gäller att ett fordon med hög totalverkningsgrad är mer miljövänligt än ett fordon med låg verkningsgrad. För att få förståelse för hela energikonsumtionen för ett fordon, så måste även framställningen av fordonet och bränslet, Oljeraffinaderi, tas med, vilket missas i tabell nedan [14].

Förbrukning per mil av:
kWh/mil Klass Diesel Bensin Etanol Exempel på Bilmärken
< 1,6 A+++ 0,16 0,18 0,27 WW Eup, Hyundai Iqonic, Tesla Model 3, Nissan Leaf
1,6 1,8 A++ 0,18 0,20 0,30 BMW I3
1,8 2 A+ 0,20 0,22 0,34
2 2,5 A 0,25 0,28 0,42 Tesla Model S, Jaguar I-Pace
2,5 3,5 B 0,35 0,39 0,59
3,5 5 C 0,50 0,56 0,85 Volvo E-drive V70
5 7 D 0,71 0,78 1,18 SAAB 9,5
7 9 E 0,91 1,01 1,52
9 11 F 1,11 1,23 1,86 Bently Bentayaga
> 11 G > > > Hummer H2

Framtidsutsikter[redigera | redigera wikitext]

Elektricitet anses av många vara den framtida ersättningen för fossilbränslen. I Norge står elbilar redan idag för halva nybilsförsäljningen, vilket visar att öven ett glesbefolkat land med stora avstånd kan ersätta förbränningsmotorn med batterier.

Det pågår mycket forskning inom området, framför allt forskas det mycket inom området batterier med syfte att kunna öka främst räckvidden för elbilarna. Fast det viktigaste är att få upp produktionsvolymerna och därmed få ner priserna.

En undersökning från SIKA visar att 50 % av alla resor med bil i Sverige är kortare än 5 km,[15] vilket innebär att de resorna kan genomföras med elbil eller elcykel för korta resor.

Antalet laddningsplatser ökar successivt.[16]

Elbilar[redigera | redigera wikitext]

Tillverkare av elbilar[redigera | redigera wikitext]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

Noter[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ ”Så fungerar bränsleceller”. http://www.nyteknik.se/nyheter/innovation/forskning_utveckling/article258235.ece. Läst 18 november 2011. 
  2. ^ [a b c] Automobilens historia, John Nerén s. 72-74.
  3. ^ [a b] Automobilens historia, John Nerén s. 68-71.
  4. ^ .”Hur mycket el behöver en elbil? Hur långt går en elbil?”. Svensk Energi. 13 november 2012. Arkiverad från originalet den 11 september 2014. https://web.archive.org/web/20140911093725/http://www.svenskenergi.se/upload/Vi%20arbetar%20med/Elproduktion/Milj%C3%B6%20%26%20klimat/elfordon/Branschgemensamma%20fr%C3%A5gor%20och%20svar%20elfordon%20version%2024%20mars%202010.pdf. Läst 10 september 2012. 
  5. ^ https://ionity.eu/en/where-and-how.html
  6. ^ https://www.tesla.com/sv_SE/findus#/bounds/66.73664632990868,25.621459593749933,65.05475879581061,30.688842406249933,d?search=supercharger,
  7. ^ https://abetterrouteplanner.com
  8. ^ https://www.plugshare.com
  9. ^ ”Teslas batteribytesstation”. Laddaelbilen.se. 23 juni 2013. http://www.laddaelbilen.se/2013/06/23/teslas-batteribytesstation-17321736. Läst 24 januari 2015. 
  10. ^ https://www.cdn.renault.com/content/dam/Renault/SE/pdf/renault-zoe-prislista.pdf
  11. ^ http://teslaclubsweden.se/tesla-model-s-batteridegradering/
  12. ^ ”Dissekerad”. NEWS.VATTENFALL.COM. 13 november 2015. http://news.vattenfall.com/sv/article/dissekerad. Läst 15 september 2015. 
  13. ^ Mia Romare, Lisbeth Dahllöf (1 maj 2017). ”The Life Cycle Energy Consumption and Greenhouse Gas Emissions from Lithium-Ion Batteries - A Study with Focus on Current Technology and Batteries for light-duty vehicles”. https://www.ivl.se/download/18.5922281715bdaebede9559/1496046218976/C243%20The%20life%20cycle%20energy%20consumption%20and%20CO2%20emissions%20from%20lithium%20ion%20batteries%20.pdf. 
  14. ^ http://teslaclubsweden.se/bensinmyten/
  15. ^ Rydman, Annika. ”De vill stoppa löjligt korta bilresor”. DN. Arkiverad från originalet den 5 oktober 2015. https://web.archive.org/web/20151005015413/http://www.dn.se/motor/de-vill-stoppa-lojligt-korta-bilresor/. 
  16. ^ ”Karta över norden”. ???. 13 november 2012. http://www.uppladdning.nu. Läst 10 september 2012. [förtydliga]
  17. ^ http://www.aftonbladet.se/bil/article5034027.ab

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]