BLKstudio/Shutterstock
På dagens vägar dominerar två distinkta fordonskategorier:elfordon (EV) och bilar med konventionell förbränningsmotor (ICE). Även om de delar ett gemensamt mål – att transportera passagerare – finns det stora skillnader i hur de driver sig själva, särskilt när det kommer till batteriteknik.
Både elbilar och ICE-bilar är beroende av batterier för att lagra elektrisk energi. EV-batterier laddas från externa källor som hemladdare eller offentliga stationer. ICE-bilar använder däremot ett blybatteri som ständigt laddas upp av motorns generator. När de har laddats ser båda batterierna till att ett fordons elektriska system fungerar oberoende av nätet. Likheterna stannar där; skillnaderna börjar.
Ur ett ingenjörsperspektiv är batterierna väsentligen från olika världar. En elbils batteripaket är jämförbart med en dubbel madrass – ett halvt ton i vikt, sammansatt av hundratals celler och byggd med en rad sällsynta metaller. En ICE-bils batteri är en enkel blysyraenhet, liten, billig och välförstådd. För att belysa skillnaderna, låt oss undersöka dem genom tre linser:kemi, storlek och energikapacitet.
Sinhyu Photographer/Shutterstock
Blysyrabatterier, som har använts i ICE-fordon i över ett sekel, innehåller blydioxid, blysulfat, svavelsyra och rent bly. Elektroderna är främst blyoxider, ibland blandade med tenn, antimon eller kalcium. Resten av batteriet är vanligtvis av plast.
Elbilar använder nästan universellt litiumjonkemi. Litiumjonbatterier är prisade för sin låga vikt och höga energitäthet, vilket gör dem idealiska även för smartphones, surfplattor och bärbara datorer. Förutom litium innehåller el-batterier ofta mangan, kobolt, nickel och kolbaserade föreningar som grafit och stål. Även om de inte klassificeras som sällsynta jordartsmetaller, är många av dessa material knappa, vilket är anledningen till att använda elbilsbatterier ofta återvinns för sitt värdefulla innehåll.
Blybatterier återvinns också i stor utsträckning – cirka 99 % av de förbrukade enheterna återvinns för bly. Även om utvinningsprocessen är billig, utgör den betydande miljö- och hälsorisker, vilket kan uppväga fördelarna med återvinning.
Peepo/Getty Images
ICE-batterier är endast utformade för att driva en bils elektronik och tändning, och de laddas kontinuerligt medan motorn går. EV-batterier måste dock ge tillräckligt med kraft för att flytta hela fordonet i timmar utan laddning. Detta krav leder till en massiv ökning av storlek och vikt.
Ett standardblybatteri väger vanligtvis 30–50 pund. Ett EV-batteri kan variera från 1 000 till 2 000 pund. För att ge dig ett konkret exempel mäter Nissan Leaf-batteriet på 40 kWh ungefär 62×47×10,5 tum – ungefär 30 000 kubiktum, storleken på en dubbelmadrass.
EV-batterier är ofta gömda under fordonets golv för att maximera utrymmet och fördela vikten effektivt. Denna placering hjälper också till att skydda packningen från stötar och håller fordonets tyngdpunkt låg.
asharkyu/Shutterstock
Litiumjonbatterier har en energitäthet på cirka 150–250Wh/kg, jämfört med 30–40Wh/kg för blysyra. De har också en lägre massdensitet – litium är mindre tätt än bly – vilket gör elbilsbatterier mer energi- och utrymmeseffektiva.
Typiska elbilars batterikapacitet sträcker sig från 75 kWh till 135 kWh, med större elektriska lastbilar som trycker över 200 kWh. En enda laddning kan ge en räckvidd på ungefär 200 miles. Däremot håller ett standard 12-V blybatteri cirka 48 Ah, vilket är strax under 0,6 kWh. För att matcha energin hos ett 100 kWh elbilsbatteri skulle du behöva mer än 160 blybatterier.
