En af ulemperne ved elbiler er, at batteriet er temperaturfølsomt. Det er særligt et problem ved lave temperaturer.
Kort sagt øges den indre modstand i batteriet, når temperaturen falder, så mere energi går tabt som varme. Resultatet er, at rækkevidden bliver kortere, end hvis batteriet var varmt.
Forskere ved Fraunhofer Institut i Tyskland har udviklet en metode, som bidrager til at reducere problemet. Som en del af EU’s forskningsprogram Optemus har de udviklet et batteri, som kan lagre termisk energi.
Cellerne omsluttes af et materiale, som ved hjælp af faseskift kan lagre energi. Denne energi kan frigøres, således at cellerne kan holdes ved optimal temperatur så længe som muligt.
Undgår aktiv opvarming
Dette skal gøre det muligt at undgå brug af aktiv kontrol af batteritemperaturen, sådan som mange biler i dag har. Dette indebærer som regel opvarmning og cirkulering af et kølemedie. Det kræver energi, og hvis bilen ikke er koblet til strøm, skal denne energi hentes fra batteriet.
Materialet sørger også for at optage varme fra cellerne, for eksempel mens batteriet hurtigoplades.
Materialet kan selektivt lagre energi, så resultatet skulle blive en bil, som har en mere forudsigelig rækkevidde uafhængig af udetemperatur.
Faseskiftmaterialer er i sig selv kendt teknologi. Det indebærer, at varme absorberes eller frigives, når materialet går fra fast til flydende eller gasfase – eller modsat. Der findes en mængde materialer, som har disse egenskaber, og brugsområdet er stort. For eksempel drives køleanlægget i Bergen Lufthavn med dette princip.
Enkelte materialer kan være i fast form i begge faser. Så er det krystalstrukturen i materialet, som ændrer sig.
Isoleret kasse
Fraunhofer-løsningen bruger også en isoleret batterikasse, så den kan holde på varmen over længere tid. Isolationsmaterialet er et polymerskum, som udgør midten af en sandwich med termoplast. Dette udgør selve batterikassen, som skal være modstandsdygtig, når det gælder bøjning og punktering.
En anden fordel er, at det har lav vægt, hvilket bidrager til at reducere energiforbruget yderligere.
Batteriet bruges i et projekt, hvor forskellige grupper arbejder med at energieffektivisere en Fiat 500e. Her er der desuden brugt blandt andet solceller og støddæmpere, som genererer energi.
Løsningerne er udviklet med henblik på at kunne blive masseproduceret, så batteriløsningen kan potentielt sættes i produktion, hvis der er nogen kommercielle aktører, der finder den interessant.
Vil øge rækkevidde med mange kilometer
Optemus-projektets mål er at komme frem til løsninger, som kan bidrage til at øge elbilers rækkevidde. Ud over bare at smide større batterier i er det muligt at finde frem til løsninger, som er mere energieffektive, og at høste energi fra flere kilder.
Til slut skal de reducere energiforbruget på en Fiat 500e på en række områder. Til køling af komponenter skal forbruget reduceres mindst 32 procent, for passagerkomfort 60 procent og fremdrift 15 procent.
Når udetemperaturen er lav, skal rækkevidden øges mindst 63 kilometer, eller 70 procent. Ved høje temperaturer skal rækkevidden øges mindst 44 kilometer, eller 38 procent.
Projektet startede den 1. juni 2015 og afsluttes 29. februar næste år.
