Överföringskapacitet från strömkälla till batteri

Med likströmsladdningens höga kapacitet skulle det vara möjligt att ladda en elmotorcykel från tomt till fullt på några få minuter. Och jo, det finns elmotorcyklar som kan likströmsladda redan idag. Så vad är problemet?

I våra elnät har vi sedan slutet av 1800-talet växelström (AC – Alternating Current). Växelström har nämligen ett antal fördelar som gör den enklare att överföra och säkrare att använda. Ett batteri kan dock bara lagra likström (DC – Direct Current). Därför måste strömmen som ska ladda batteriet göras om till likström, och det är vad en batteriladdare gör i praktiken.

Även elmotorn går på växelström

Dagens moderna elmotorer drivs också av växelström. Därför måste batteriets likström även göras om till växelström när man kör med en elmotorcykel, och det görs i en styrenhet som kallas för inverter eller växelriktare. En inverter och en laddare gör alltså i princip samma sak, att omvandla ström mellan likström och växelström, fast åt olika håll. Invertern kan dock omvandla ström på båda håll, det är nämligen vad som sker när en elmotorcykel motorbromsar. Då fungerar elmotorn som en generator och levererar växelström till invertern som konverterar bromsenergins växelström till likström och laddar batteriet med denna. Laddaren avgör hur snabbt det kan gå

För att kunna ladda hemma, på jobbet och på alla andra ställen där det bara erbjuds växelström från elnätet krävs det en laddare och om bara strömkällan levererar tillräckligt med ström är det denna laddare som avgör hur snabbt det kan gå. Denna (eller dessa vid flera) laddare kallas för ombordladdare och sitter som regel inbyggda i elmotorcykeln och är alltid med på färd. Snabba ombordladdare kan dock både vara dyra och tunga så idealet vore förstås om man kunde slippa bära med sig sådana och ladda batteriet direkt med likström istället.

Smartare med likströmsladdning direkt!

Och jo, det är precis det DC-laddning handlar om. Att flytta ut laddarens omvandlare till laddstationen och kunna ge möjlighet till betydligt mycket snabbare laddning. Men då gäller det att den utflyttade laddaren kan anpassas efter just ditt batteris förutsättningar och att elfordonet är förberett för denna typ av laddning. Grovt förenklat kan man säga att likströmsladdaren måste kunna anpassa sin laddspänning efter batteriets spänning och att batteriet måste kunna begränsa laddströmmen om den blir för hög. För detta finns det ett antal olika standarder som förstås måste fungera i båda ändar. 

• Teslas supersnabbladdare är endast anpassade för Teslas batterier och kan i nuläget erbjuda laddeffekter på upp till 135 kW. 

• CCS är en likströmsstandard som kan leverera upp till 125 ampere och upp till 850 volt, det vill säga 106 kW, en effekt som redan nu kan pressas upp till 350 kW.

• Chademo-standarden specificerar 62,5 kW med upp till 500 volt och 125 ampere, men i sin andra version (jodå, standarderna utvecklas och får nya möjligheter som inte alltid är bakåtkompatibla) anges upp till 400 ampere och 1 000 volt, det vill säga upp till 400 kW.

0-100 % på 90 sekunder?

Om vi tar vårt tidigare räkneexempel där en elmotorcykel har ett batteri som rymmer 10 kWh skulle det, med 400 kW laddeffekt kunna laddas tomt till fullt på 90 sekunder, det vill säga minst lika snabbt som det går att fylla en motorcykels bensintank på macken. I teorin skulle en sådan snabbladdning leda till en kortslutning i batteriet som antagligen skulle sluta i brand eller i värsta fall en explosion. I praktiken sker dock något betydligt mycket stillsammare – långsammare laddning eller ingen laddning alls. Och det beror på batteriets skyddssystem – BMS:en, som vi tar upp i nästa del. Men det finns ytterligare ett hinder.

DC-laddningen mest anpassad för elbilars större batterier

De olika snabbladdningssystemen för likström är framförallt avsedda för att ladda större elbilars batterier snabbt. Och dessa större batterier har som regel högre batterispänning, ofta kring 400 volt. De flesta eldrivna motorcyklar och elmopeder använder mindre batterier än elbilar och dessa batterier har som regel även lägre spänning, ofta mellan 60 och 120 volt. Det gör det dessvärre omöjligt att ladda dessa elfordon med likströmsladdning, eftersom DC-laddarna oftast inte når ner till spänningar under 200 volt. 

Undantaget som bekräftar regeln

Men det finns faktiskt undantag. Den italienska elmotorcykeln Energica har en batterispänning på cirka 300 volt och därmed möjlighet att likströmsladda via CCS. Enligt Energica går att ladda dess batteri från 0-80 % på cirka 40 minuter via CCS-laddning. Som jämförelse kan nämnas amerikanska Zeros elmotorcyklar som använder en batterispänning på cirka 100 volt och därmed inte kan använda likströmsladdning, men som satsat på snabbast möjliga växelströmsladdning istället och med tre ombordladdare kan laddas från 0-95 % på en timme via typ 2.