Varmelager skal give elbilen ekstra vinter-rækkevidde
more_vert
close

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

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Varmelager skal give elbilen ekstra vinter-rækkevidde

En prototype af batteriet, hvor cellerne er pakket i faseskiftmateriale, og kassen er bygget med isolerende sandwichmateriale Illustration: teksomolika / Bigstock

En af ulemperne ved elbiler er, at batteriet er temperaturfølsomt. Det er særligt et problem ved lave temperaturer.

En prototype af Fraunhofer-instituttets batteri. Illustration: Fraunhofer Institut

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.

En prototype af batteriet, hvor cellerne er pakket i faseskiftmateriale, og kassen er bygget med isolerende sandwichmateriale. Illustration: Fraunhofer LBF

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.

Artiklen er fra tu.no.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Metersystemet blev indført i Danmark i 1912 :-)
Utroligt at man stadig bruger betegnelsen "mil" i Ingeniører over 100 år senere.
Det er åbentbart gået meget hurtigt med at oversætte fra den oprindelige norske artikel til dansk ;-)

  • 3
  • 2

Tjah, om det er mange mil kommer vel an på hvor man ikke nåede hen.

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.

6,3 henholdsvis 4,4 mil.

  • 0
  • 0

Når bilen holder hjemme, kan man så programmere den til at varme sig ekstra op, inden de skal af sted om morgenen. Både så batterierne er godt varme, og varmeanlægget ikke starter med at gå i max, når køreturen starter.

  • 3
  • 0

Som jeg har forstået det, så handler det om en ekstra "varmekapacitet" omkring batteriet. Hvis den kan indeholde x kJ, og er billigere og vejer mindre end ekstra batteri med x kJ, så er det måske en god ide.
På den anden side, så er det vel død vægt resten af året, og derfor er "ekstra" batteri måske bedre.

En interessant optimeringsopgave med pris, masse og kørselsdistance som parametre.
Er 100 km ekstra om sommeren (større batteri) lige så meget værd som 100 km om vinteren (varmt batteri).

  • 2
  • 0

Der var tilsvarende tanker for "almindelige" biler, hvor noget af det varme kølevand blev gemt til opvarmning af motor og andet før man skulle bruge bilen.
Steder med lave vintertemperaturer (koldt klima) har nogle en dyppekoger i olien, som kan holde motoren varm. Men det er vel ikke nødvendigt mere med denne globale opvarmning.

  • 3
  • 4

På hybrider opvarmer man nogle gange kølevand med udstødningen, for at få en hurtig opvarmning.
På min tidligere bil lå catalysatoren direkte under bundkaret, om det var tilfældigt eller med vilje, for at opvarme olien hurtigt ved jeg ikke, når olien blev varm, åbnede thermostaten og olien blev kølet af en køler ude forand.

Man burde kunne rute el motor vandkøling ned i batteriet, sammen med andre varmekilder, som den varme side af aircon, effekt elektronik eller lignende.
Eventuelt kan man måske placere bremser inde ved diferantialet, så man lettere kan rute spildvarmen ind i batteriet.
De fleste elbiler bliver dog produceret i lande, hvor det største problem er køling, så tror det har højest preoritet, et godt stykke tid endnu.

  • 1
  • 0

Sjovt som elbiler er godt på vej til at blive komplicerede på samme måde som fossilbiler er blevet, med masser af væsker og ventiler og pumper der flytter varme hid og did. "uh men elbiler er simple der er så få bevægelige dele og ingenting der kan gå i stykker" - det tror jeg vi skal til at vænne os af med at påstå.

  • 2
  • 1

Jeg er helt enig. Hvis løsningen af opvarmningsproblemet skaber et varmeproblem er man næsten lige vidt. Man er nødt til at kunne køle et EV batteri, også om vinteren. Hvis man er på langtur i en elbil om vinteren så skal bilens batteri af med overskydende varme når man har hurtiglader tredje eller fjerde gang på turen, også selv om der er 10 graders frost udenfor.

  • 1
  • 0

Det er en af årsagerne til at det er attraktivt med FCEV.

At holde batteriet i det perfekte termiske vindue er ikke trivielt og tilsvarende skal effekt elektronik og motorer samt kabine også holdes i perfekte termiske vinduer.

Også ICE biler får kortere rækkevidde i køligt vejr, da det koster på vindmodstand med større densitet i luften og med mere fedtet føre og med mere forbrug til kabine og med mere brug af lygter og med lidt anden sammensætning af brændstof osv. osv.

Når på et tidspunkt elbilers rækkevidde bliver attraktiv ved realistiske priser med afgifter, så vil der blive mere fokus på opladning og der er trenden at man bygger superchargers med kølede kabler og lokalt batterilager. Målsætningen er 6C hvor man kan oplade et batteri på 10 minutter.

Lionsmart har udviklet en batteripakke baseret på 21700 celler, der vejer 2/3 af Teslas ditto og som inkluderer køling af effektelektronik og motor og aircon til kabinen.

Ps. Det er stadigt sådan at fx MHI Vestas vindmøllerne fra MHI Vestas til Triton Knoll projektet i løbet af et års drift vil fortrænge ca. fire gange så meget CO2 som samtlige Tesla biler på vejene hele kloden rundt har opnået ifølge Tesla's egen hjemmeside. Elbiler er kun een mulighed mellem mange andre og skal ikke have subsidier, da det bare ikke er en særligt effektiv strategi til fortrængning af CO2.

Ps. Ps. Jeg har selv et firma, der udvikler batteriteknologi og er for elbiler, men imod fanatikere.

  • 2
  • 3

Er vel blot have et vinter og et sommer batteri hvor vinterbatteriet er kraftigt isoleret.

  • 0
  • 5

MHI Vestas vindmøllerne fra MHI Vestas til Triton Knoll projektet i løbet af et års drift vil fortrænge ca. fire gange så meget CO2 som samtlige Tesla biler på vejene hele kloden rundt har opnået ifølge Tesla's egen hjemmeside.

Den tankegang forstår jeg ikke helt. Vindmøller fortrænger jo intet CO2, hvis ikke der er en aftager til den producerede el.
Så vi skal jo have samfundet elektrificeret (transport, varme, produktion m.m.) samtidig med at vi bygger vindmøller. At vi bygger vindmøller giver jo ingen CO2-gevinst i transportsektoren, hvis vi fortsætter med at køre med fossilmotorer.

Elbiler er kun een mulighed mellem mange andre og skal ikke have subsidier, da det bare ikke er en særligt effektiv strategi til fortrængning af CO2

Da alle analyser peger på, at elbiler et sted omkriong 2024-2025 bliver billigere end fossilbiler, hvordan kan det så være en samfundsmæssig udgift at skifte til fossilbiler? Når elbilen er billigere at fremstille må det da være en samfundsmæssige gevinst at skifte til elbiler?

  • 1
  • 1

En interessant optimeringsopgave med pris, masse og kørselsdistance som parametre.

Jeg har arbejdet med motorvarmerløsninger som udnytter bilens overskudsvarme, både passivt lagrende af termokandeprincippet og nogen hvor det handler om kemisk lagring, hvor det er ligegyldigt om bilen har stået stille i måneder. Den her foreslåede idé falder primært på at den ekstra volumen som kræves, ikke er tilstede ifølge bildesignerne!

John Larsson

  • 1
  • 0