Sådan forbereder Volvo sig på helelektrisk produktion
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Teknologiens Mediehus kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Sådan forbereder Volvo sig på helelektrisk produktion

Dette er S60 i plugin-hybridversionen. Den har traditionel forbrændingsmotor mellem forhjulene, batteripakke i midten og elmotor mellem baghjulene. Illustration: Volvo

I Torslanda uden for Gøteborg producerer 6.500 ansatte 60 biler i timen. Produktionen er i gang 24 timer i døgnet, bortset fra i weekenderne. Sidste år rullede der 291.000 Volvoer ud fra anlægget. Men da Teknisk Ukeblad besøgte Torslanda, så de en fabrik under forandring. På produktionslinjerne rullede en blanding af traditionelle biler med forbrændingsmotor og plugin-hybrider forbi. Og fra næste år kommer også rene elbiler i produktion, først fra fabrikker i Belgien og Kina og senere fra alle produktionsanlæg.

Det er ambitiøse mål, svenskerne har sat sig, særligt i betragtning af, at der fortsat er ringe salg af elbiler ud over i nogle ganske få lande. Ud over i Norge er der gang i salget af elbiler på Island, og i Holland er cirka 10 procent af nysalget elbiler.

»Ja, udviklingen går hurtigt. Både med tanke på vores egen udvikling og den tilgængelige ladeinfrastruktur. Inden udgangen af 2025 skal vi have solgt mere end en million elbiler og plugin-hybrider,« siger Karin Thorn, viceadministrerende direktør for Vehicle Propulsion Engineering.

Ingeniørerne forstår

Den afdeling, hun leder, har 1.700 ansatte. FoU-indsatsen (forsøgs- og udviklingsmidler, red.) knyttet til elektrificering er øget gennem flere år, og den vil fortsætte med at stige fremover. Men hos de enkelte kunder og internt i bilindustrien er det ikke alle, der er begejstrede over udviklingen. Konservative holdninger er udbredte. Hos Volvo er entusiasmen derimod stor.

»Når man arbejder sammen sammen med ingeniører, er det jo så let at blive enige om tekniske fakta. Fordelene ved elektrificering er klare, logiske og godt dokumenteret. Det forstår ingeniører. Der er delte meninger i resten af verden, men hos os er entusiasmen ‘megastor’.«

Volvo har valgt at bruge eksterne motorleverandører frem for at bygge deres egne elmotorer. Indtil nu har det bl.a. været Siemens, der har leveret. Selv om der er mange ligheder mellem elbiler og biler med forbrændingsmotor, kræver overgangen nye kompetencer. Karin Thorn fortæller, at virksomheden i høj grad benytter efteruddannelse.

»De, der har grundlæggende ingeniørkompetencer, klarer omstillingen. Der er ikke så stor forskel på at lave et aluminiumshus til en gearkasse og at lave huset til en elmotor. Strømdreven elektronik kræver høj specialkompetence, og når vi ansætter nye, ser vi efter en lidt anden kompetence end tidligere.«

I praksis betyder dette, at Volvo gradvist får en højere andel af ingeniører med kompetencer inden for de forskellige områder af elektrificering og en lavere andel, som har ekspertise inden for stempelmotorer og gearkasser.

Volvo har valgt at bruge samme platform til sine hybrider og elbiler som til biler med benzin- og dieselmotorer. Dermed kan de bruge eksisterende produktionslinjer uden omkostningstunge ombygninger. Illustration: Sverre Chr. Jarild

Batteriforskning

Til batteripakkerne har svenskerne valgt at investere 600 millioner i at forny og udvide test- og forskningsafdelingen.

»Vi ser på batterikemi og opbygger kompetencer. Ikke for at lave vores egne batterier, men for at kunne handle med leverandørerne og vælge de bedste løsninger,« siger Karin Thorn.

For Volvo betyder ‘bedste løsninger’ mere end blot høj kapacitet og lav pris. Svenskerne stiller krav til grøn og bæredygtig produktion af råmaterialer. Genanvendelse er vigtigt, og her samarbejder bilproducenten med Chalmers Tekniska Högskola. Sikkerhed er også et tema; batterier kan nemlig være brandfarlige.

Bilproducenter over hele verden sætter nu alt ind på at finde batterielektriske alternativer til forbrændingsmotoren. Der har været udtrykt frygt for, at produktionskapaciteten for batterier vil ramme loftet om kort tid, og at også råvarer kan blive en mangelvare. Men Karin Thorn frygter ikke batterimangel.

»Råvaremangel fører altid til ny og bedre teknologi og andre alternativer. Det er jo derfor, det er så interessant at arbejde med udvikling. Det er svært at sige, om der kan opstå batterimangel, men jeg frygter det ikke,« siger hun.

Der er, groft sagt, tre formfaktorer, bilfabrikanterne kan vælge mellem, når de skal designe batteripakkerne. Cylindriske celler er den ældste variant, og dem kender alle fra standard A-, AA- og AAA-batterier. De er solide og rimeligt prissat grundet høj produktion. Tesla benytter cylindriske celler af typen 18650; den nye Model 3 bliver udstyret med 2170, også cylindriske.

Det andet alternativ er prismatiske celler, hvis design stammer fra tidligt i 1990-tallet. De er tynde og kræver mindre plads end cylindriske celler. De har kortere levetid end de cylindriske og kræver god indkapsling for at kontrollere ekspansion under opladning. BMW i3 bruger prismatiske celler.

Her bliver battericeller udsat for hård behandling i batterilaboratoriet. Volvo investerer 600 millioner svenske kroner i udvidelse og opgradering af laboratoriet. Illustration: Sverre Chr. Jarild

Valgte poseceller

Volvo har indtil videre valgt den tredje og nyeste formfaktor, poseceller, eller pouch cells på engelsk. De er også monteret i Nissan Leaf, Jaguar I-Pace og Opel Ampera-e. De kom i 1995, de vejer meget lidt, de er fleksible og mindre pladskrævende end de to øvrige alternativer. Dette gør dem velegnede til at bruge i biler.

»Poseceller blev udviklet til bilindustrien, men vi har ikke låst os fast på dem. For os har det været en helhedsvurdering, og de levede bedst op til vores krav. Alle alternativerne har både fordele og ulemper. Valget af formfaktor afhænger delvis af, hvilken batterileverandør vi vælger,« siger Magnus Johansson, direktør for drivlinjer og ansvarlig for Volvos udvikling af batterier.

Magnus Johansson påpeger, at energitætheden er blevet øget de seneste år og kun vil fortsætte med at øges. Plugin-hybriderne får nu en opgradering, som skal give dem 15 procent længere rækkevidde. Han er dog ikke villig til at konkretisere, hvilken udvikling han forventer. I Volvo kender man godt til udviklingen af silicium til batterier i de to norske selskaber Cenate og Elkem.

»Vi er jo et teknologitørstigt foretagende. Udviklingen, som sker hos de to, du nævner, er vældig interessant,« siger Magnus Johansson, men afviser at kommentere, om der er et samarbejde mellem Volvo og et af de to norske selskaber.

Omfattende udvikling og brug af batterier er fortsat et nyt område for bilindustrien. Indtil nu har det kun været startbatterier, de har været nødt til at bekymre sig over. For industrien er der langt flere forhold end ydelse og pris, som det er vigtigt at få kontrol over.

»Vi står jo også foran en udvikling inden for love og regler. Mekanisk påvirkning kan føre til brand, og vi må se på, hvor stort et fald et batteri skal kunne tåle under transport. Så er der ladesystemer; i dag bruges både AC- og DC-opladning. Det er områder, hvor bilfabrikanterne samarbejder, og der sker også meget i EU-regi,« siger Magnus Johansson.

Derudover er der valgt forskellige standarder for stik og opladning i USA, Europa og Asien. Set fra Volvos synspunkt, og det gælder sikkert også den øvrige bilindustri, er tre standarder to for meget.

Fra Torslanda kommer plugin-hybriderne ind på samlebånd. Her sørger Thanh Nhuyen for, at endnu en bil kan køre delvis elektrisk. Illustration: Sverre Chr. Jarild

Battericellerne testes

Testanlægget, Volvo nu installerer, består af et stort antal kamre, hvor battericeller kan stå i op til tre år – selv om det i praksis næsten aldrig sker. I kamrene kan temperaturen stilles fra minus 30 til plus 70 grader, og luftfugtigheden kan justeres op til 95 procent.

»Vi kan tappe batterierne for strøm, oplade dem og køre forskellige cyklusser. Vi kan udsætte dem for hårde påvirkninger og måle med forskellige sensorer,« fortæller Rebecka Tonnvik, som er gruppechef for batteritests.

Hun viser os et testkammer, hvor en komplet batteripakke, færdigindkapslet og klar til montering i den kommende helelektriske XC40, har været udsat for nogle hårde strabadser. Den bærer præg af at være blevet arbejdet meget med. Desværre må vi ikke tage billeder af batteriet.

Oftere end komplette batteripakker er det celler, som bliver testet.

»Det er forskning, og der er meget af det, vi tester, som aldrig kommer i produktion,« fortæller Magnus Johansson.

Batterileverandørerne kan tilbyde celler, de mener passer til Volvos behov, eller Volvo kan lægge bestillinger på celler lavet efter deres specifikationer. Fra ingeniørerne bestemmer sig for kravene, som skal opfyldes, til beslutningen om bestillingen bliver taget, går der fra to til tre år.

Hverken Magnus Johansson eller Karin Thorn mener, at overgangen er dramatisk, selv om industrien står foran store forandringer.

»Med batterier arbejder vi omtrent som med andre komponenter, vi køber fra underleverandører. Vi stiller krav til leverandøren, men ikke eksakte parametre. Hvis de ikke formår at levere, må de ændres,« siger Magnus Johansson.

Elmotorer er meget enklere bygget op end stempelmotorer, og virkningsgraden ligger langt over 90 procent. Ifølge Karin Thorn står både Volvo og den øvrige bilindustri over for en kraftig udvikling på motorsiden.

»Selv om motoren er en veletableret konstruktion, så er brugen i personbiler ny. Vi skal udvikle gode løsninger til masseproduktion. Forudsætningerne for installation er helt anderledes end for anden brug af elmotorer. Sidst, men ikke mindst er der stort behov for udvikling af styringssystemer til elbiler.«

Foreløbig benytter Volvo sine eksisterende produktionslinjer til både traditionelle biler og hybrider.

Stefan Elfström fra kommunikationsafdelingen siger, at på mellemlangt sigt kommer Volvos elbiler til at dele arkitektur med hybridbilerne, som også har forbrændingsmotor.

»Om, eller hvornår, vi kommer med vore egne platforme til elbiler, kan jeg ikke sige noget om lige nu,« siger Stefan Elfström.

Artiklen er fra tu.no

Emner : Elbiler
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Volvo's konceptbil ECC fra 1992 (omtalt i faktaboksen) var en seriel hybridbil og altså noget ganske andet end de tåbelige parallelhybrider som har sin oprindelse i den meningsløse Formel 1-cirkus. Det var synd at Volvo ikke greb chancen for at præge udviklingen den gang. Den rene elbil vil aldrig kunne dække hele markedet for personbiler, så den serielle hybridbil vil uden tvivl igen komme på banen, når markedet har indset at de meget vedligeholdelseskrævende parallelhybryder var et fejlskud!

John Larsson

  • 1
  • 11

Og hvad er det så for analyser og analytikere?
Jeg er aldrig stødt på nogen.

Jeg har diskuteret elbilsprojekter i 40 år (bl.a. med Volvo før deres udmærkede ECC!) og har aldrig mødt nogen der har troet på at rene elbiler vil kunne overtage hele markedet. I VW's tidligere testprojekt på Rügen (med åbne NiCd-akkumulatorer) for ca 20 år siden var der heller ikke nogen der drømte om andet end en brøkdel af markedet. Jeg er godt klar over at andre akkumulatorteknologier og navnlig computerstyret overvågning af akkumulatorerne har ændret billedet, men der vil altid være et marked for biler som kan køre vedvarende, blot der løbende kan fyldes brændstof på tanken til brændselsceller, ice-motor eller anden kraftmaskine. Mht hybridbiler er det bare synd at bilfabrikanterne ikke fra starten forstod at vælge den fornuftige hybridteknologi, den serielle!

John Larsson

  • 2
  • 10

der vil altid være et marked for biler som kan køre vedvarende, blot der løbende kan fyldes brændstof på tanken til brændselsceller, ice-motor eller anden kraftmaskine.

Hvorfor vil der altid være et marked for det? Vil folk ikke være ligeglade om der fyldes, en vædske, en gas eller strøm på, bare prisen per kørt km er god og kørslen behagelig?

Du tænker sikkert på opladnings-versus optankningstid. Men også du har vel fulgt udviklingen i opladningstider. De er faldet hurtigere end selv jeg i mine mest optimistiske øjeblikke havde troet. Audi har annonceret at alle elbilsmodeller de introducerer fra 2020 vil kunne oplade til 80% op maksimalt 12 minutter. Og som altid, med teknologi der starter i de dyre modeller, vil det nok hurtigt sprede sig ned til de billigere biler.
Og Daimler har annonceret, at de arbejder på opladere til deres el-lastbiler med en effekt på 3 MW. Det er dælme meget, men det er hvad de siger...3 MW! Så vil selv en stor langturs lastbil kunne oplades på omkring 15 min.

  • 8
  • 2

Og Daimler har annonceret, at de arbejder på opladere til deres el-lastbiler med en effekt på 3 MW. Det er dælme meget, men det er hvad de siger...3 MW! Så vil selv en stor langturs lastbil kunne oplades på omkring 15 min.

Ja, fascinerende, men hvis du nu bruger lidt tid på at forstå hvilke infrastrukturløsninger og -udbygninger som kræves, så kan jeg love dig for at problemerne er helt andre end den forholdsvis enkle infrastrukturudbygning, som ice-motoren i køretøjer krævede i sin tid! Nu har jeg som sagt erfaring med at diskutere ikke bare selve elbilen som sådan, men også de nødvendige infrastrukturløsninger.

Er du klar over hvor mange 'megawatt' man 'lader' en tank på en lastvogn med, når man fylder 600 l diesel på på 2 minutter? Der har bl.a. været tyske forskere med forbindelse til VW, som har været inde på at 'tankstationer' med mange standere (og der skal jo et antal ekstra til, når man skal bruge 12 minutter i stedet for 2 minutter!) skulle forsynes med en lokal 'kemisk' converter som bruger metaller, fx Al, i en omvendt elektrolyseproces lige som i elektricitetens barndom (før en fungerende elektrisk generator blev opfundet)!

Og så er der i øvrigt anden ting som mange elbilsentusiaster tilsyneladende totalt overser lige som kernekraftsoptimisterne efter krigen, affaldsproblemet og udvindingen af de særlige metaller som de moderne akkumulatorer kræver!

John larsson

  • 2
  • 6

Er du klar over hvor mange 'megawatt' man 'lader' en tank på en lastvogn med, når man fylder 600 l diesel på på 2 minutter?

Ja, men hvad er relevansen af dette? Hvad der betyder noget er om man fylder hurtigt nok. I en kommerciel sammenhæng som med lastbiler betyder hurtigt nok i et tempo, så den totale omkostning per kørt km bliver lavere end for lastbiler med konkurrerende motorteknologier.

Der har bl.a. været tyske forskere med forbindelse til VW, som har været inde på at 'tankstationer' med mange standere (og der skal jo et antal ekstra til, når man skal bruge 12 minutter i stedet for 2 minutter!) skulle forsynes med en lokal 'kemisk' converter som bruger metaller, fx Al, i en omvendt elektrolyseproces lige som i elektricitetens barndom (før en fungerende elektrisk generator blev opfundet)!

Hvem har nævnt det? Det er ikke noget der er i anvendelse ved de nye ladestationer med 350 kW ladere. Det er hellere ikke noget man benytter sig af ved elfærger, og elfærgen ved Helsingør oplader da ellers med 10 MW.

Og så er der i øvrigt anden ting som mange elbilsentusiaster tilsyneladende totalt overser lige som kernekraftsoptimisterne efter krigen, affaldsproblemet og udvindingen af de særlige metaller som de moderne akkumulatorer kræver!

Det er tilsyneladende ikke andet end en myte. Det er ikke specielle affaldsproblemer ved denne udvinding. Og batterierne kan genanvendes i to omgange. Først som stationære batterier, og siden ved genanvendelse af materialerne.
Derfor giver det iøvrigt heller ikke mening at belaste en elbil med hele CO2 omkostningen fra batteriproduktionen.

  • 4
  • 2

Batteribiler kan klare det meste af markedets behov, især til hverdag. Langtur i familiebiler nærmer sig menneskets biologiske grænse, hvor batteriet klarer transport og opladning med samme præstation som en person forsvarligt kan med køretid og afslapning/påfyldning af kulhydrater.

Nichetilfældene er fx langtur med påhæng (flyttetrailer, hestetrailer, campingvogn) som har betydeligt højere energiforbrug. Man kan også nævne multi-fører, hvor flere personer skiftes til at køre bilen på ferie mellem Nordeuropa og Sydeuropa. Det er en lille del af markedet.
I USA er der også de storslugende pickup-trucks som ikke kan få lav vindmodstand, og som derfor kompenserer med meget store batteripakker (Rivian m.fl) og dermed endnu højere pris. Det vil kræve dobbelt cellehøjde at placere tilsvarende kapacitet i familiebiler, da der er en hård grænse for energiindholdet i LiOn.

Elnettets største udfordring er at få transporteret strømmen fra de 4-5 havområder ind til CentralEuropa.

  • 1
  • 0

Når/hvis jeg kommer med udsagn så kategoriske som dit "elbil vi aldrig..." så lægger jeg også et link der underbygger påstanden.
Det er dét, jeg søger fra dig, John!
Eller i det mindste egne argumenter.

Jo John, fint med net-viden, men der findes også anden viden som man får af personlige erfaringer; den slags viden bør du nok også tage til dig, eller i det mindste bare vurdere!

John Larsson
(P.S. det er ikke mig der har givet dig en uheldig tommelfinger; det er bare et princip jeg har her på Ing.dk!)

  • 1
  • 3