Min nyligen avslutade bekantskap med den elektriska husbilen Winnebago eRV2 föranledde mig att fundera över hur saker som Kilowattimmar, Ampère och Volt hänger ihop. Jag är van att batteriers storlek anges i ampèretimmar -Ah. Men under testet av Winnebagon insåg jag att det är ett begrepp som snart förlorar sin betydelse eftersom det är direkt relaterat till volttalet. I den bilen används 12V, 48V och 400V.

Ett bättre mått på batteriers storlek är wattimmar. Men det är ett begrepp jag ännu inte greppat helt. Så jag bad teknikredaktör Stig förklara det så en lekman förstår. Vilket han gjort med bravur.

Av Stig Forsberg

Ingress Stefan Janeld

Enklast att förklara hur dessa begrepp hänger ihop är att använda liknelsen med vatten. Både vatten och el strömmar. Med olika flöde och olika tryck.

Tänk dig att vi skall driva en kvarn med ett vattenhjul. Vi behöver då ett rör eller trumma med flödande vatten för att få snurr på vattenhjulet som är kopplat till kvarnen som utför det nyttiga arbetet.

Spänning – Volt(V)

Ju högre dammen är desto bättre kraft kan vi få för att få snurr på vattenhjulet. Dammens höjd är spänningen vi har att tillgå. I våra husbilar vanligen 12 V eller möjligen 24 volt.

Ström – Ampère(A)

Rörets diameter dikterar vilken hastighet vattnet kommer hålla på sin väg mot vattenhjulet. Ett smalt rör ger litet vattenflöde, en grov trumma ger ett stort vattenflöde. Det betyder att flödet kommer vara det som begränsar vår tillgång på energi att driva kvarnen.

Effekt – Watt(W)

Den kraft= effekt som vi får ut beror då på spänningen och rörets förmåga att släppa genom vatten. Effekten följer formeln V x A= W.

Våra förbrukare matas i verkligheten inte med vatten utan med ström genom en elkabel. Kabeln har inte någon begränsning i sig utan den matar på så stort flöde som vår förbrukare vill ha. (Det finns begränsningar i kabeln som jag återkommer till, men just nu bortser vi från det.)

Vi får då ut den effekt som förbrukaren vill ha och den börjar sitt arbete med att: värma bilen, tända en lampa starta en vattenpump driva en TV.

Alla förbrukare har en effektförbrukning som alltid är specificerad: 50 W, 100 W, 500 W, 1500 W . . . osv. En värmepanna kan dra 3000 W när den värmer bilen.

Energi – Dammens totala innehåll (Wh)

När vi tappar ur vatten ur dammen så kan vi göra det olika fort. Med lågt vattenuttag så räcker dammen länge och med högt vattenuttag räcker den kortare tid.

Den energi vi förbrukar är enligt W x tid= Energi. Om vi förbrukar 100 W under 10 timmar(h) så har vi tagit ut 1000 Wh eller om man vill räkna i kilowattimmar(KWh) 1 KWh. Om vi i stället tar ut 10 W kan vi i stället göra det 100 timmar och har då förbrukat samma energimängd.

Batteriets energiinnehåll

Ett 12 voltsbatteri innehåller energi som anges i Ah. En vanlig storlek för ett blybatteri kan vara på 95Ah vilket inte bör utnyttjas till mer än 50% det betyder att man har tillgång till ca 50 Ah.

Energitillgången är spänningen 12 V x 95Ah= 1140 Wh, den som är snäll mot sitt blybatteri har då ca 570 Wh att utnyttja. Det blir 50 watt under ca 10 timmar.

Ett litiumbatteri har ofta högre energiinnehåll, exempelvis 150 Ah, och kan utnyttjas till 95% viket betyder att man har tillgång till ca 140 Ah, motsvarande 1700 Wh.

Det vore bättre om man angav batteriets kapacitet i wattimmar. Det skulle göra det enklare för användaren att förstå vilken energimängd som det kan ge ifrån sig.

Man anger alltid ett CCA-värde vilket står för Cold Crank Ampère. Det är det maximala antalet ampère som ett batteri förmår ge ifrån sig vid kallstart en mycket kall vinterdag. Dieselmotorer har högre krav än bensinmotorer så köp inte ett batteri avsett för en bensinmotor även om båda är på 12 volt.

Dessvärre finns energiförluster

Ju högre ström man tar ut, ju mer motstånd gör ledningarna till och från förbrukaren. En för tunn tråd blir då varm och riskerar att smälta. Det behövs därför grova kablar när effektuttaget är högt. I fallet med vattendammen ger ett smalt rör dålig fart på vattenhjulet och så blir det även för förbrukaren om kabel är för smal. Flödet blir högt, men bromsas av röret som blir varmt.

Vidare så läcker alltid en damm lite, så vattennivån sjunker sakta och fylls på av regnet. Lika är det med ett batteri, det läcker också lite så det måste fyllas på med underhållsladdning.

Tänk vatten – då blir det lättare!

Hög fallhöjd(V) ger möjlighet till högre effekt, med lägre ström.

Högt flöde(A) kräver grova rör.

Minska uttaget så räcker vattnet längre(W).

Dammen måste fyllas på för att inte ta slut.