Så fungerar ett batteri – grunderna och begreppen
Ett batteri lagrar energi i kemisk form och lämnar tillbaka den som elektricitet när du behöver den. Inuti finns två poler, en pluspol och en minuspol, åtskilda av ett ämne som leder joner men inte elektroner. När du kopplar in en motor eller en lampa tvingas elektronerna ta vägen genom kretsen i stället, och på vägen uträttar de arbete. När du laddar trycker du tillbaka allt åt andra hållet. Ett uppladdningsbart batteri klarar den resan tusentals gånger, men inte oändligt många. Hur många gånger beror nästan helt på vilken kemi batteriet är byggt av. Det är därför resten av den här skolan handlar om just kemi.
För att kunna jämföra batterier behöver du känna till en handfull begrepp. De låter tekniska men är enkla när man väl satt namn på dem.
Spänning (volt, V) är trycket i systemet. En cell har en given spänning beroende på sin kemi, och flera celler seriekopplas till de spänningar fordon använder, oftast 24, 48 eller 72 volt.
Kapacitet (amperetimmar, Ah) säger hur mycket ström batteriet kan leverera över tid. Ett batteri på 100 Ah kan i teorin ge 5 ampere i 20 timmar.
Energi (wattimmar, Wh) är det mått som faktiskt betyder något när du jämför, för det väger in både spänning och kapacitet. Wh räknas ut som volt gånger amperetimmar. Två batterier med samma Ah men olika spänning rymmer alltså olika mycket energi.
Urladdningsdjup (DoD) är hur stor del av batteriet du i praktiken får använda. Och här gömmer sig en av de viktigaste skillnaderna mellan batterityper. Ett blybatteri mår dåligt av att tömmas helt och bör sällan laddas ur mer än till hälften om det ska hålla. Ett litiumjärnfosfatbatteri kan tömmas nästan helt utan att ta skada. Två batterier märkta 100 Ah kan därför ge dig 50 respektive 90 användbara amperetimmar. Märkdata på etiketten är en sak. Vad du får ut är en annan.
Laddcykel är ett varv ned och upp igen. Cyklernas antal innan batteriet tappat märkbart i kapacitet är ett av de tydligaste måtten på livslängd.
Energitäthet är hur mycket energi som ryms per kilo. Hög energitäthet betyder lättare batteri för samma mängd energi, vilket spelar roll både för räckvidd och för lastkapacitet.
Verkningsgrad är hur stor del av energin du laddar in som du faktiskt får ut igen. Resten försvinner som värme. Litium ligger högt, bly betydligt lägre.
Självurladdning är hur snabbt ett fulladdat batteri töms när det bara står. Lågt är bra, särskilt för fordon som inte används varje dag.
BMS, batterihanteringssystem, är elektroniken som vakar över ett litiumbatteri. Den balanserar cellerna, stänger av vid för hög eller låg spänning, skyddar mot kyla och värme och håller koll på laddningen. Ett litiumbatteri utan ett ordentligt BMS är ett halvfärdigt batteri. Mer om det i kapitlet om fusk-litium.
Med de begreppen på plats blir resten begripligt. Vi börjar med den teknik som dominerat i över hundra år: blybatteriet.