Χωρητικότητα μπαταρίας

Η χωρητικότητα μπαταρίας εκφράζει πόση ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να συγκρατήσει η μπαταρία κίνησης ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου όταν είναι πλήρως φορτισμένη, σε κιλοβατώρες. Μία κιλοβατώρα αντιστοιχεί στην ενέργεια ισχύος ενός κιλοβάτ που διατηρείται για μία ώρα, οπότε μια συστοιχία 60 kWh θα μπορούσε καταρχήν να αποδώσει 60 κιλοβάτ για μία ώρα ή μικρότερη κατανάλωση για αναλογικά περισσότερο χρόνο. Είναι το βασικό τεχνικό χαρακτηριστικό στο οποίο στρέφονται οι περισσότεροι αγοραστές όταν εκτιμούν την απόσταση που θα διανύσει ένα αυτοκίνητο μεταξύ δύο φορτίσεων.

Το μέγεθος αυτό αντανακλά τη συνδυασμένη αποθήκευση εκατοντάδων ή χιλιάδων μεμονωμένων κελιών ιόντων λιθίου που συνδέονται σε υπομονάδες και συναρμολογούνται στη συστοιχία. Η χωρητικότητα καθορίζεται από την τάση των κελιών και την αποθήκευση φορτίου τους σε αμπερώρες, ενώ οι κατασκευαστές την αυξάνουν προσθέτοντας κελιά, υιοθετώντας πυκνότερες χημικές συνθέσεις ή βελτιώνοντας την αποδοτικότητα με την οποία τα κελιά διατάσσονται στον διαθέσιμο χώρο κάτω από το δάπεδο. Οι συστοιχίες των σύγχρονων οχημάτων καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα, από περίπου 40 kWh σε μικρά μοντέλα έως 100 kWh ή και περισσότερο σε μεγάλα αυτοκίνητα μεγάλης αυτονομίας.

Η χωρητικότητα είναι ο μεγαλύτερος μεμονωμένος παράγοντας που επηρεάζει την αυτονομία, καθώς η αυτονομία είναι ουσιαστικά η αποθηκευμένη ενέργεια διαιρεμένη με τον ρυθμό κατανάλωσης του αυτοκινήτου. Μια μεγαλύτερη συστοιχία μεταφέρει περισσότερη ενέργεια και επομένως διανύει μεγαλύτερη απόσταση, με όλα τα άλλα ίσα, γι' αυτό και η αυτονομία με τη χωρητικότητα συζητούνται τόσο συχνά μαζί. Ωστόσο, η χωρητικότητα από μόνη της δεν καθορίζει την αυτονομία: ένα βαρύ και μη αποδοτικό όχημα μπορεί να μη διανύσει μεγαλύτερη απόσταση με μια μεγάλη μπαταρία απ' ό,τι ένα ελαφρύ και αποδοτικό με μια μικρότερη συστοιχία.

Μια σημαντική λεπτομέρεια είναι η διάκριση μεταξύ ολικής (μικτής) και ωφέλιμης χωρητικότητας. Η ολική, ή ονομαστική, τιμή περιγράφει τη συνολική ενέργεια που θεωρητικά μπορούν να συγκρατήσουν τα κελιά, αλλά οι κατασκευαστές δεσμεύουν σκόπιμα ένα περιθώριο ασφαλείας στο πάνω και στο κάτω άκρο του εύρους φόρτισης, το οποίο ο οδηγός δεν μπορεί ποτέ να αξιοποιήσει. Το περιθώριο αυτό αποτρέπει την πλήρη φόρτιση ή πλήρη εκφόρτιση των κελιών, καταστάσεις που επιταχύνουν τη φθορά, και έτσι προστατεύει τη διάρκεια ζωής. Η ωφέλιμη χωρητικότητα, που είναι αυτή που πραγματικά κινεί το αυτοκίνητο, είναι κατά συνέπεια λίγο μικρότερη από την ολική τιμή που αναγράφεται σε ορισμένες προδιαγραφές.

Η πραγματική αυτονομία εξαρτάται επίσης σε μεγάλο βαθμό από παράγοντες πέρα από τη μπαταρία, όπως η θερμοκρασία περιβάλλοντος, η ταχύτητα οδήγησης, η μορφολογία του εδάφους, η χρήση θέρμανσης ή κλιματισμού, το φορτίο και η επιλογή ελαστικών. Ο ψυχρός καιρός ειδικότερα μειώνει τόσο τη διαθέσιμη χωρητικότητα όσο και την απόδοση του οχήματος, οπότε μια ονομαστική τιμή πρέπει να αντιμετωπίζεται ως ιδανική περίπτωση και όχι ως εγγύηση.

Η χωρητικότητα μπαταρίας συνδέεται στενά με την ωφέλιμη χωρητικότητα, που εκφράζει το προστατευμένο, προσβάσιμο τμήμα· με την κιλοβατώρα, τη μονάδα μέτρησής της· με την αυτονομία του ηλεκτρικού, την οποία σε μεγάλο βαθμό καθορίζει· και με τη μπαταρία υψηλής τάσης, τη φυσική συστοιχία όπου ενυπάρχει αυτή η ενέργεια.