Nu när kampen om elbilar med längst räckvidd har avtagit, har ett nytt kapprustningsrace tagit vid – och den här gången handlar det om laddningshastighet.
I Kina tävlar några av världens mest kända bil- och teknikföretag om vem som kan pressa in flest elektroner i ett batteripaket på kortast tid. Målet är tydligt: om de lyckas göra laddtiden lika snabb som att tanka en bil med förbränningsmotor, skulle räckviddsångesten försvinna och behovet av tunga, dyra batterier minska dramatiskt.
Men trots att så kallad Megawatt-laddning – alltså allt över 1 000 kW – får teknikvärlden att tappa hakan, menar vissa att vägen till tvåminutersladdningar inte är så enkel som den låter.
Under en workshop om batteriteknik hos Porsches forsknings- och utvecklingscenter i Weissach talade företaget öppet om sin elektrifieringsresa, de framsteg man gjort med nuvarande Taycan-generationen och vad framtiden innebär.
När frågan om Megawatt-laddning kom upp svarade Carlos Alberto Cordova Tineo, utvecklingschef för högeffekts litiumjonbatterier hos Porsche, att även om tekniken är imponerande, är det inte framtiden för alla.
– Det är relativt enkelt att demonstrera den här typen av ultrasnabb laddning i ett labb, men att få det att fungera i verkligheten är mycket svårare. Det finns helt enkelt för många faktorer att ta hänsyn till vid så höga laddhastigheter, sa han.
En nyckelfråga för Porsche är batteriets livslängd. Företaget vill att deras bilar ska erbjuda samma körglädje även efter 20–30 år som de gör när de lämnar fabriken. Trots att andrahandsvärdena på Porsches elbilar kan diskuteras, är modellerna fortfarande eftertraktade och många blir samlarobjekt.
– Alla litiumjonbatterier tappar 2–5 % kapacitet de första åren, men vårt jobb är att hantera batterihälsan under resten av bilens livslängd, tillade Cordova Tineo.
En av de faktorer som kan leda till plötslig batteridöd – alltså när prestandan snabbt faller under acceptabla nivåer – är upprepade laddningar i extrem hastighet. Det kan leda till litiumbeläggning och kraftigt försämrad batteriprestanda.
– Det är därför vi använder steglös laddning, där effekten gradvis ökas tills batteriet nått optimal laddningsnivå, för att sedan minska när det når 70–80 procent och bromsas in mot slutet, förklarade han.
Resultat från verkliga tester
Porsche utesluter inte framtida innovationer inom laddning, men är inte snabba att hoppa på Megawatt-tåget.
Otmar Bitsche, senior rådgivare inom batteriutveckling och en av företagets mest erfarna elbilstekniker, menar att siffrorna från Kina visserligen är bra PR, men inte alltid praktiskt genomförbara i verkligheten.
– Fysiken bakom är komplicerad och det är innan vi ens har tagit hänsyn till infrastrukturen som krävs, sade han.
I ett verkligt test i Kina rapporterade Inside EVs att BYD:s Han L – den första bilen med deras Super e-plattform och nya Flash Battery – drog 767 kW upp till 40 % laddning, höll 633 kW upp till 50 %, och sjönk till 463 kW vid 60 %. Totalt laddade bilen upp 262 miles på omkring fem minuter – imponerande siffror.
Trots BYD:s försäkran om att den snabba laddningen inte påverkar garantin, har tekniken inte funnits tillräckligt länge för att vi ska veta hur batteriet mår efter fem eller tio år – långt efter att garantin löpt ut.
Dessutom använder de flesta av dessa kinesiska ultrasnabbladdade batteripaket litium-järnfosfat (LFP), till skillnad från Porsches nickel-mangan-kobolt (NMC) i Taycan- och Macan-modellerna.
Porsche arbetar i dagsläget med att återvinna omkring 90 % av råmaterialet i sina NMC-batteripaket, för att minska beroendet av gruvdrift. Att återvinna LFP-batterier anses däremot vara mer komplicerat och har ett svagare affärscase på grund av det lägre ekonomiska värdet i materialen.
Körupplevelse är avgörande
En annan nyckelfaktor för Porsche är köregenskaper – en av märkets mest centrala värderingar. Till och med den vardagliga eldrivna SUV:en Macan är rolig att köra och kan ge moderna sportbilar en match på banan.
Enligt Otmar Bitsche handlar det om att balansera totalvikt, energitäthet och laddningshastighet – en perfekt mix som kommer att utgöra grunden för Porsches kommande eldrivna sportbilar.
Både den kommande 718 Boxster och Cayman förväntas använda nästa generations eldriv från Porsche. Bitsche uppger att en räckvidd på cirka 370 miles (knappt 600 km) på en laddning borde vara ”tillräckligt” för de flesta sportbilsägare.
Porsches nuvarande 800V-arkitektur möjliggör en maximal laddhastighet på 270 kW, vilket räcker för att ladda Taycans större batteri från 5 till 80 procent på 22,5 minuter. Boxster och Cayman väntas få mindre batterier och ny laddteknik, vilket troligen innebär ännu snabbare laddning.
Bitsche återkommer till begreppet "tillräckligt" när det gäller laddhastigheter. Han menar att den extra hårdvara och teknik som krävs för Megawatt-laddning – både från biltillverkaren och laddinfrastrukturen – kan få negativa konsekvenser både för körupplevelsen och företagets ekonomi.
En ultrasnabb framtid
Den amerikanska organisationen Society of Automotive Engineers (SAE) har nyligen lanserat den nya standarden SAE J3400/2. Den definierar hur ett laddningsuttag och fordon med stöd för 1 000 kW enligt den nordamerikanska laddningsstandarden ska se ut – ett tydligt tecken på branschens tilltro till tekniken.
Men som vissa kritiker påpekar, visar även de kinesiska realtidsdemonstrationerna att bilar bara når upp till 1 000 kW i några sekunder innan effekten snabbt sjunker till runt 600 kW, för att sedan fortsätta minska ytterligare under laddningen.
Detta har lett till att vissa branschexperter menar att det vore mer fördelaktigt – och billigare – att bygga ett pålitligt nätverk av 500 kW-laddare som kan leverera hög effekt under en större del av laddningstillfället. Det skulle innebära laddstopp på 8–10 minuter för många användare – alltså inte så stor skillnad jämfört med hur lång tid det tar att tanka bensin eller diesel.
Slutligen, och kanske viktigast av allt för ett märke som Porsche, är att Megawatt-laddning fortfarande är ett relativt okänt område. Det finns lite forskning om hur batterierna håller över många års användning eller hur tekniken påverkas av extrema väderförhållanden.
– Att öka laddningseffektiviteten och minska laddtider är ett av våra prioriterade områden, förklarar Dr. Matthias Goldsche, fysiker och batteriexpert på Porsche.
– Men det är inte allt. Vi tror att nästa generation bilar kommer att kunna uppnå en perfekt balans mellan tillräcklig räckvidd i vardagen för de flesta av våra kunder, snabba laddningstider, körglädje samt förmågan att erbjuda långlivade, pålitliga och återvinningsbara batterier, tillägger han.
Läs vidare
