Laddförlust

Laddförlust under högpresterande DC-laddning är skillnaden mellan den energi som levereras av laddstationen och den energi som slutligen lagras i fordonets batteri.

Skillnaden indikerar normalt inte en felaktig laddare. Offentliga DC-laddare använder reglerade mätsystem för debitering, men de mäter laddtransaktionen — inte den slutliga mängden kemisk energi som lagras i battericellerna.

En del energi blir värme i kablar, anslutningar, fordonshårdvara och själva batteriet. En del förbrukas medvetet av batterivärme, kylning, pumpar, fläktar, styrenheter och andra system som är igång under sessionen.

I den här artikeln omfattar laddförlust båda:

• fysiska förluster som omvandlar elektrisk energi till värme
• hjälpkraft som fordonet använder under laddning

Hjälpförbrukning är inte nödvändigtvis bortkastad energi. Batteriförvärmning och kylning kan krävas för snabb, säker och repeterbar laddning. Den energin lagras dock fortfarande inte i batteriet.

Beräkning av laddförlust

Laddförlust uttrycks normalt som en procentandel:

Laddförlust = (Levererad energi - Lagrad energi) / Levererad energi

Om en laddare levererar 70 kWh och batteriet lagrar 66 kWh är den uppskattade laddförlusten:

(70 kWh - 66 kWh) / 70 kWh = 5.7%

Laddningseffektivitet är det omvända uttrycket:

Laddningseffektivitet = Lagrad energi / Levererad energi

I det här exemplet är laddningseffektiviteten cirka 94.3%.

Svårigheten är inte formeln, utan att få fram ett exakt värde för den energi som faktiskt lagras i batteriet.

Vad laddaren mäter

En offentlig DC-laddare mäter den elektriska energi som överförs under laddstoppet. Det är detta värde som används för att beräkna fakturan och som normalt visas på laddarens display eller laddkvitto.

Det är viktigt att skilja på fyra olika värden:

• Debiterad energi mäts av laddaren i kWh.
• Laddareffekt är den momentana laddningshastighet som rapporteras av laddaren i kW.
• Fordonets laddningseffekt mäts eller uppskattas av fordonet.
• Tillförd batterienergi måste normalt beräknas från batteridata eller uppskattas från förändringen i laddningsnivå.

Laddaren mäter inte den slutliga kemiska energin som lagras i cellerna. Ett laddstopp kan därför mätas korrekt samtidigt som batteriet lagrar färre kilowattimmar än laddaren rapporterar.

Vad fordonsdisplayen visar

Laddningseffekten som visas inne i bilen kan vara något lägre än effekten som visas av laddaren.

Laddaren och fordonet använder separata sensorer och beräkningar. Laddaren mäter enligt sitt godkända mätsystem, medan fordonet beräknar ett värde utifrån mätningar i sitt eget högspänningssystem.

Den exakta mätpunkten på fordonssidan varierar mellan tillverkare. Beroende på konstruktionen kan den visade effekten representera:

• effekt som går in i fordonet
• effekt på den interna högspänningsskenan
• effekt som når batteripaketet
• ett värde beräknat av batterihanteringssystemet

Siffran som visas i bilen bör därför inte automatiskt tolkas som nettoeffekt som lagras i cellerna. Batteriets inre resistans, energiförbrukning för termisk hantering, lågspänningslaster och andra förluster kan fortfarande förekomma utanför eller efter det värde som visas.

Detta förklarar varför tre olika siffror alla kan vara korrekta:

1. laddaren visar högsta effekt eller energi
2. fordonet visar ett något lägre laddningsvärde
3. batteriet lagrar mindre energi än vad något av värdena antyder

Laglig mätning och certifiering

Offentlig laddutrustning som används för kommersiell debitering omfattas av krav på legal metrologi. Principen är jämförbar med en bränslepump: kunden måste debiteras med ett mätsystem som håller sig inom definierade noggrannhetsgränser.

I Europeiska unionen ändrade direktiv (EU) 2026/706 direktivet om mätinstrument för att omfatta mätsystem för laddutrustning för elfordon. Det trädde i kraft den 9 april 2026. Medlemsstaterna måste införliva kraven senast i april 2028 och tillämpa sina nationella åtgärder från oktober 2028, med övergångsbestämmelser för utrustning och certifikat som redan finns på marknaden.

Direktivet definierar överföringspunkten som den punkt där energi överförs mellan EVSE och fordonet. Även om den fysiska mätaren kan vara installerad inne i laddskåpet, måste det godkända EVSE-mätsystemet ta hänsyn till den energi som levereras vid den definierade överföringspunkten. Kabelvärme bör därför inte bara antas vara fullt inkluderad i kundens debiterade energi.

Internationellt ger OIML G 22 vägledning som omfattar de metrologiska och tekniska kraven för både AC- och DC-EVSE, inklusive godkännande, verifiering, testning, metrologiska data och komplett mätsystemsuppförande.

I USA innehåller NIST Handbook 44 specifikationer och noggrannhetstoleranser för laddsystem för elfordon. NIST publicerar också testförfaranden för att utvärdera kommersiell EV-laddutrustning mot dessa krav.

Dessa regler säkerställer att den kommersiella transaktionen mäts rättvist. De betyder inte att varje debiterad kilowattimme lagras i fordonets batteri.

Var laddförlust uppstår

Under HPC-laddning omvandlar laddstationen nätets AC till reglerad DC-effekt och levererar den till fordonets högspänningssystem. Fordonets ombordladdare för AC förbikopplas, men flera andra förlust- och förbrukningspunkter finns kvar.

De viktigaste bidragen är:

• kabel- och kontaktresistans
• fordonets inlopp och kontaktresistans
• kontaktorer, samlingsskenor, sensorer och högspänningskablar
• spänningsomvandling där det krävs
• inre resistans i battericellerna
• batterivärme och kylning
• kylmedelspumpar, fläktar, ventiler och kompressorer
• batterihantering och annan styrselektronik
• DC/DC-försörjning för lågspänningssystemet

Skillnader som orsakas av avrundning av SoC eller kapacitetsuppskattningar är inte fysiska laddförluster. De är osäkerhetskällor när man försöker beräkna förlusten utifrån offentligt tillgängliga ladddata.

Förluster i kabel och kontakt

Hög ström skapar värme i ledare och elektriska kontakter. HPC-kablar är därför ofta vätskekylda, vilket gör att de kan föra flera hundra ampere utan att bli alltför tjocka, tunga eller varma.

Den fysiska energimätaren kan vara placerad inne i laddskåpet, före den fast monterade kabeln. Men legal metrologi beaktar beteendet hos det kompletta mätsystemet och dess definierade överföringspunkt, inte bara placeringen av mätkomponenten.

Förluster i kabel och kontakt är fortfarande tekniskt viktiga. De påverkar termiska gränser, kabelkylning, laddarens effektivitet och den maximala ström som utrustningen kan upprätthålla.

Dessa förluster blir allt mer relevanta vid 500–800 ampere. Vid sådana strömmar kan små förändringar i kontaktresistans, ledartemperatur, kabelkonstruktion och kontaktorkylning märkbart påverka värmeutvecklingen.

Elektriska förluster på fordonssidan

Efter att strömmen kommit in i fordonet passerar laddströmmen genom inloppet, kontaktorer, strömsensorer, samlingsskenor, högspänningskablar och eventuellt spänningsomvandlingshårdvara innan den når batteriet.

Varje ledare och varje anslutning har viss resistans. Resistansen kan vara mycket låg, men strömmen under HPC-laddning är hög.

Elektrisk uppvärmning följer:

Effektförlust = Ström² × Resistans

Eftersom strömmen kvadreras ger en fördubbling av strömmen fyra gånger så stor resistiv förlust om resistansen förblir oförändrad.

Som en ungefärlig jämförelse:

• 200 kW vid 400 volt kräver omkring 500 ampere
• 200 kW vid 800 volt kräver omkring 250 ampere

Detta är en orsak till att högspänningsarkitekturer är användbara för snabbladdning. De kan leverera samma effekt vid lägre ström, vilket minskar resistiv uppvärmning i kablar, kontakter och högspänningsledare.

Faktisk batterispänning förändras med SoC och belastning, så “400-volts” och “800-volts” är arkitekturkategorier snarare än fasta driftspänningar.

Inre förlust i batteriet

Litiumjonceller har inre resistans. När laddström passerar genom cellerna blir en del av inkommande energi värme i stället för lagrad kemisk energi.

Intern batteriförlust varierar med:

• cellkemi
• cellformat och elektrodutformning
• batteritemperatur
• laddström
• laddningsnivå
• batteriets ålder
• tillverkarens laddningsstrategi

Förlusten är inte konstant under ett laddstopp. Celler kan generera mer värme under laddning med hög ström, medan laddning nära full SoC använder lägre ström men tar längre tid.

Om batteritemperaturen stiger över det föredragna driftsområdet minskar fordonet laddningseffekten eller ökar kylinsatsen. Om batteriet är för kallt kan fordonet använda en del av den inkommande energin för att värma det.

Två elbilar med samma angivna toppeffekt för laddning kan därför ha olika laddningseffektivitet och termiskt beteende.

Energiförbrukning för termisk hantering

Högpresterande laddning är också en process för termisk hantering.

Under ett laddstopp kan fordonet driva:

• kylmedelspumpar
• kylarfläktar
• köldmediekompressor
• kylvätskeventiler
• batterikylare
• högspänningsvärmare
• värmepump
• batteri- och laddningsstyrenheter

Dessa system förbrukar elektrisk energi, men deras syfte är att hålla cellerna och laddningshårdvaran inom ett acceptabelt temperaturområde.

Den uppdaterade Porsche Taycan illustrerar skalan på det termiska system som krävs för uthållig HPC-laddning. Porsche specificerar laddning upp till 320 kW på lämplig 800-voltsutrustning, med mer än 300 kW tillgängligt i upp till fem minuter under lämpliga förhållanden. Porsche har också uppgett att den reviderade batterikylplattan ökade kylkapaciteten från 6 till 10 kW.

Värdet 10 kW beskriver värmeavledningskapacitet, inte nödvändigtvis 10 kW elektrisk förbrukning. Ett kylsystem med köldmedium kan flytta mer termisk energi än den elektriska effekt som förbrukas av kompressor, pumpar och fläktar.

Ändå minskar den elektriska energi som används av termiska system mängden som är tillgänglig för lagring under sessionen. Dess effekt är relativt liten medan batteriet tar emot mer än 300 kW, men den blir mer betydande när laddningseffekten avtar eller när uppvärmning eller kylning fortsätter under en längre tid.

Hur temperatur påverkar laddförlust

Kallt batteri

Ett kallt batteri kan normalt inte ta emot sin maximala laddningseffekt. Fordonet kan därför värma batteriet före ankomst, under laddstoppet eller båda.

När batteriuppvärmning sker medan fordonet är anslutet till laddaren används en del av den levererade energin av värmaren och kylsystemet i stället för att öka SoC.

Detta kan göra den effektiva skillnaden mellan debiterad energi och tillförd batterienergi avsevärt större än under en laddsession i varmt väder.

Ruttbaserad batteriförkonditionering kan förbättra resultatet. Fordonet använder energi under körning för att föra batteriet mot dess föredragna laddningstemperatur, vilket gör att laddningen kan börja snabbare efter ankomst. Förkonditionering gör inte uppvärmningsenergin gratis, men den ändrar när och var den energin förbrukas.

Varmt batteri

Ett varmt batteri kan kräva aktiv kylning under laddning. Detta kan ske efter:

• långvarig körning i hög hastighet
• körning i bergsterräng
• upprepade HPC-sessioner
• hög omgivningstemperatur
• hård acceleration strax före laddning

Kompressorn, kylmedelspumparna och kylarfläktarna kan då arbeta med hög effekt. Om termiska systemet inte kan hålla nödvändig celltemperatur minskar fordonet laddningseffekten.

Föraren kan märka högljudda kylfläktar, varm luft som lämnar fordonet eller en laddkurva som ligger under förväntad nivå.

Hur SoC påverkar laddförlust

Laddförlusten är inte konstant längs laddkurvan.

Vid låg och medelhög SoC kan ett varmt batteri ta emot mycket hög ström. Detta ger mer resistiv värme i cellerna och i högspänningskomponenterna.

Vid högre SoC avtar laddningseffekten och strömmen minskar. De momentana resistiva förlusterna kan då vara lägre, men den återstående sessionen tar längre tid. Pumpar, fläktar, styrenheter och andra system fortsätter att förbruka effekt under hela den tiden.

Laddning från 80 till 100% kan därför vara relativt ineffektiv i fråga om tid och hjälpenergi, även om strömmen är lägre än under sessionens högpresterande del.

Detta är en orsak till att 10–80% har blivit det vanligaste intervallet för att jämföra DC-snabbladdningsprestanda.

Uppskattning av batterienergi från SoC

Laddtester uppskattar ofta lagrad energi utifrån förändringen i SoC och fordonets angivna användbara batterikapacitet.

Till exempel:

80 kWh användbar kapacitet × 70% SoC-ökning = 56 kWh uppskattad tillförd batterienergi

Om laddaren rapporterar 59 kWh under samma 10–80%-session skulle den beräknade förlusten vara:

(59 kWh - 56 kWh) / 59 kWh = 5.1%

Den här beräkningen är användbar, men den är inte en exakt mätning.

Möjliga osäkerhetskällor inkluderar:

• avrundade SoC-värden
• icke-linjär SoC-rapportering
• okänd batteritemperatur
• användbar kapacitet som ändras med temperaturen
• hantering av övre och nedre buffer
• batteriets åldrande
• BMS-kalibrering
• hjälpförbrukning under sessionen
• små tidsskillnader mellan avläsningar

Till exempel bevisar en visad förändring från 10% till 80% inte att batteriet har ökat exakt 70.00% av sin aktuella användbara kapacitet.

Varför ett laddstopp inte kan mäta batteriets SOH

Ett offentligt laddkvitto kan inte användas som ett direkt test av batterikapacitet eller SOH.

Anta att en elbil laddas från 10% till 80%, och att laddaren rapporterar 63 kWh levererat. Om man delar 63 kWh med 70% skulle det antyda en batterikapacitet på 90 kWh.

Den slutsatsen skulle vara opålitlig eftersom 63 kWh innehåller mer än den energi som lagras i batteriet. Den kan också innehålla:

• elektriska förluster och batteriförluster
• batteriuppvärmning eller kylning
• pumpar, fläktar och styrsystem
• energi som tillförs lågspänningssystemet
• energi som förbrukas medan fordonet är vaket

SoC-värdena introducerar ytterligare osäkerhet genom avrundning, BMS-estimering, temperaturberoende användbar kapacitet, bufferhantering och möjlig omkalibrering.

En enskild session innehåller därför för många okända faktorer för att isolera batterinedbrytning.

Upprepade sessioner under liknande förhållanden kan visa en bred trend, men de är fortfarande inte likvärdiga med ett kontrollerat kapacitetstest. Bättre källor för att utvärdera SOH är:

• batterihanteringssystemdata
• tillverkarens diagnostikverktyg
• upprepade kontrollerade urladdnings- och laddningstester
• uppmätt batteriström och spänning över en definierad cykel
• långsiktiga trender för användbar kapacitet under jämförbara förhållanden

Även dessa metoder måste ta hänsyn till batteritemperatur, SoC-kalibrering och tillverkarens bufferstrategi.

Laddarens kWh visar hur mycket energi laddaren levererade. Det avslöjar inte direkt hur mycket användbar batterikapacitet som återstår.

Hur EVKX hanterar laddförlust

EVKX-laddkurvor baseras på laddningseffekt från laddaren. Detta speglar vad föraren upplever vid en offentlig laddare: levererad effekt, laddtid och energi som tillförs av laddaren.

För att konvertera laddarlevererad energi till uppskattad batterienergi tillämpar EVKX för närvarande ett fast antagande om 5% laddförlust.

Uppskattad batterienergi = Laddarlevererad energi × 0.95

Till exempel:

50 kWh × 0.95 = 47.5 kWh

EVKX skulle därför uppskatta:

• 50 kWh levererat av laddaren
• 2.5 kWh laddförlust och hjälpförbrukning
• 47.5 kWh lagrat i batteriet

Värdet 5% är ett beräkningsantagande, inte ett uppmätt värde för varje fordon eller laddstopp.

Den faktiska laddförlusten kan vara lägre eller högre beroende på:

• batteri- och omgivningstemperatur
• laddström
• laddningsnivå
• batterikemi och paketdesign
• kabel- och laddutrustning
• aktivitet i termiska systemet
• fordonets hjälpförbrukning

Att använda ett konsekvent antagande gör EVKX-jämförelser av laddning lättare att reproducera mellan fordon. De resulterande värdena bör tolkas som jämförande uppskattningar, inte laboratoriemätningar av batterienergi.

Samma begränsning gäller för beräknad räckvidd per minut. Den beror både på uppskattad batterienergi och på ett antaget förbrukningsvärde.

Vad laddförlust betyder för förare

Laddförlust märks normalt indirekt snarare än som ett separat värde.

Det kan visa sig som:

• fler debiterade kWh än väntat utifrån SoC-ökningen
• olika effektvärden på laddarens och fordonets displayer
• ökad energiförbrukning vid vinterladdning
• högljudda kylsystem vid varm väderlek eller upprepad laddning
• högre kostnad per användbar kWh än vad laddarpriset ensamt antyder

Laddförlust är bara en del av den praktiska laddupplevelsen. För långfärdskörning är laddkurvans form, tillgång till laddare, batteriförkonditionering, tillförlitlighet och laddstoppets varaktighet oftast mer märkbara.

För detaljerade laddjämförelser är dock skillnaden mellan levererad och lagrad energi avgörande. En laddare kan vara korrekt och fakturera sessionen rätt samtidigt som batteriet lagrar mindre energi än vad laddaren levererade.

Relaterade termer

• HPC
• snabbladdning DC
• Laddkurva
• Batteriförkonditionering
• Laddningseffektivitet
• Laddningsnivå
• SOH
• Användbar batterikapacitet
• Batteriets termiska hantering
• Legal metrology