Batterier til elbiler

Lithium

Det ser ud til at lithium-baserede batterier kan overholde RoHS, og ikke indeholder tungmetaller, og der findes da firmaer der kan bearbejde udtjente batterier så materialerne (især metallerne) kan genbruges. Så det behøves vel ikke at blive et svært eller ubetaleligt problem af håndtere den kraftigt øgede mængde batterier.

http://www.green-energy-news.com/arch/nrgs2009/20090035.html

Bilproducenten Tesla fortalte i marts 2008 hvordan deres batteripakker skal genanvendes i USA (med fotos): http://www.teslamotors.com/blog4/?p=66

Her er en introduktion til lithium-ion-batterier i elbiler: http://www.autobloggreen.com/2009/05/07/greenlings-can-we-build-a-better-battery-with-lithium/

GM har (som mange andre store bilproducenter?) gjort meget ud af at teste og udvælge hvilke batteri-celler de vil anvende, og det er beskrevet i denne artikel om deres test-lab:

http://www.autobloggreen.com/2009/06/09/general-motors-opens-new-global-battery-test-lab-in-warren-mich/

Råvarer til lithiumbatterier

At udvinde og skaffe ltihium nok til nogle milliarder batteripakker til el-biler, siges at være muligt. Se især:

Der er sådan set meget lithium i jordskorpen, men det meste er i lave koncentrationer og svært/dyrt at udvinde. Men der er væsentlige forekomster/miner, som det er rentabelt at udvinde fra, i 9 lande (og så har der været rygter om Afganistan). Indtil videre kender man til 9,9 mio. ton lithium-reserver, og USA regner med at der bruges mere lithium på at lave glas og keramik end til batterier [ http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lithium/mcs-2010-lithi.pdf ].

Udbud og efterspørgsel: I 2009 blev der lavet en undersøgelse (betalt af Mitsubishi med henblik på bilbatterier) af lithium-efterspørgslen ift. den mulige produktion.

http://trugroup.com/Lithium-Market-Conference.html Eftersprøgslen i 2009 og 2010 var lav ift. 2008, lithiumprisen faldt og der kan produceres mere lithium end der er afsætning for.

Opsummerende artikel: http://green.autoblog.com/2009/01/28/got-lithium-lots/ Hvis analysen fra "TRU" gætter rigtigt, vil lithiumproduktionen kunne øges i takt med efterspørgslen (og lidt til).

Relateret artikel om hvor lithium kan komme fra:

http://www.thedailygreen.com/living-green/blogs/cars-transportation/lithium-batteries-electric-cars-460209

Desuden hjælper det jo at genanvende materialerne fra brugte batterier, og mon ikke de store bilproducenter vil have planer for genanvendelse, og gerne vil tage imod brugte batterier? Hvis en batteripakke skiftes, vil det vel typisk foregå på et bilværksted, der kan håndtere fragt at batteripakker.

Indtil videre er det et langt større problem at skaffe platin nok til brændselsceller, hvis en relevant del af klodens biler skal have sådan en.

Stabilitet og fejlrater

Angående holdbarhed og faren for eksplosioner, som nogen åbenbart stadig frygter, så husk på at bortset fra Tesla Roadster, så bruges der mere stabile kemiske sammensætninger til bilbatterier end Cobolt-baseret Li-ion, fx Li-Ion med Jernfosfat (LiFePO4, et godt søgeord)

http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery (se "safety" afsnittet).

Forskellen i brandfare ligger også i hvor høj en temperatur, der skal til før en celle bryder i brand.

Når først lithiumbatterier er brudt i brand, vil de kunne brænde af sig selv uden ekstern tilførsel af ilt, så en lithiumbrand kan ikke kvæles ved at blokere lufttilførslen. I stedet må man primært bruge en kraftig nedkøling til at hæmme en brand i at sprede sig.

Noter fra 2007 - generelt om elbiler

Billedet herover er af en ladestander + tilsluttet elbil i København, Nørre voldgade.

Elbiler er seje!

  • De kan køre godt
  • Billige i drift
  • Ingen udstødning, og kan forhåbentlig aftage noget overskuds-vindmølle-energi.

Denne side er tænkt som en opsummering af markedet for elbiler i juni 2007.

Indtil videre har de fleste folk nok kun set små og langsomme elbiler, men nu er nogle af de bedste sportsbiler drevet af elmotorer og Lithium-batterier.

Der er lavet mange gode prototype-biler, men kun få modeller serieproduceres.

Teknologirådet har lige udgivet et nyhedsbrev om elbiler (informationen er målrettet til Folketinget).

I 2005 lavede miljøstyrelsen denne rapport om elbiler i DK.

De kører godt!

Der er en del fine videoer på youtube, der viser hvad de kan.

  • Gearkassen og koblingen kan (næsten altid) undværes! Det er simplere og bedre end automatgear.
  • Trækkraften/momententet fra en elmotor er meget jævnt, fra få til mange tusinde omdrejninger/min, så de kan levere en høj effektved de lave omdrejninger. Det giver en god, meget jævn acceleration (men motorens peak-effekt sætter naturligvis en begrænsning)
  • Pålideligheden og levetiden af elmotorer er normalt meget høj (selv uden service), bl.a. fordi der er meget få bevægelige dele.
  • "Regenerative bremser", hvor der bremses med motor og energien lades over på batteriet. I Ital-Car's nye elbil kan 85 % af bremse-energien genbruges. Det virker så godt, at der ikke er behov for mekaniske bremser, og dermed er der en sliddel mindre. (generelt er mekaniske bremser altid påkrævet, og de skal slides jævnligt)
  • Motorstøjen er meget lille

Man kan altså få en god acceleration og en nemmere styring af hastigheden. Nogle modeller kan bremse i takt med at man slækker speederen, og så kan bilen køres uden brug af bremsepedalen.

Batterier

Den største tekniske begrænsning for eldrevne biler har været energilageret, der har været for stort/tungt/dyrt ift. kapaciteten. Af batterier, brændselsceller og kondensatorer, ser det ud til at lithium-ion bliver moden først.

Det siges nemlig at prisen forventes at falde støt de næste år (Kilde: bl.a. Ivan Loncarevic, CTO i Lithium Balance). Andre anslår at energitætheden forbedres med 9 % per år. (kilden er glemt.)

Her er detaljerede beskrivelser af forskellige batteri-typer.

Lithium-batterier indeholder ikke tungmetaller, og kan lades mere effektivt end fx NiMH fordi den indre modstand er mindre. Dermed bliver Li-Ion heller ikke så varme som NiMH når man trækker en given strøm igennem dem.

LG Chem (se FAQ hos Compact Power) mener at Lithium vil erstatte NiMH i hybridbiler i løbet af 3-4 år.

MIT's Technology review har nogle artikler om batteriteknologi: 1 2

Min mavefornemmelse: Mange batteriproducenter er ved at forbedre levetiden, energitætheden og stabiliteten/sikkerheden af lithium-ion-celler, produktionen øges og priserne falder. Dermed kan den sidste tekniske forhindring forsvinde i løbet af 1-2 år, og de bilproducenter, der gider, kan lave attraktive, salgsbare biler drevet af el.

Links

Foreninger og interesse-sider

Nyhedssider

Ellerter

Gammel link-samling

*** Producenter af elbiler ***

  • http://acpropulsion.com/
    • http://www.teslamotors.com
  • http://think.no/
  • http://www.milesev.com
  • http://italcar.com/
  • http://www.lionev.com/
  • http://www.zapworld.com
  • http://www.phoenixmotorcars.com
  • http://www.cityel.de/

Batterier og BMS

  • http://lithiumbalance.com/
  • http://code.google.com/p/freebms/ elektronik og software til BMS
  • www.phet.com.tw (omtalt på v is for voltage, cycle9.com)
  • http://www.gebattery.com.cn/product/power-b.asp (dålig kvalitet ifølge visforvoltage.com ?)
  • http://www.lifebatt.com i USA (5 000 $ for en ellert-pakke)
  • http://www.valence.com/ laver pakker og bly/syre-batteri-erstatningspakker (group 24)
  • http://lithiumtech.com
  • http://www.airenergy.de/
  • http://www.dlgbattery.com
  • http://www.a123systems.com/
  • http://www.headway-cn.com
  • http://www.thunder-sky.com/
  • http://www.altairnano.com
  • http://www.lightweight-energy.com nystartet, Østrig
  • http://www.forsenusa.com/batteries.html
  • http://www.electricrider.com/batteries/eonyx.htm Små pakker (40 A spids)
  • http://www.yuasa-battery.co.uk burde sælge Lithium?
  • http://www.everspring.net/txt/product-battery-pricing.htm Dette er også Thundersky

Batteri-info

Kits og dele

  • http://www.kruspan.ch/ Forhandler i schweitz! både dele om ombygning af Hotzi Electric Ca.
  • http://www.metricmind.com
  • http://www.electroauto.com
  • http://www.evparts.com
  • http://e-volks.com
  • http://www.thunderstruck-ev.com/etek-r.htm

Diverse

http://www.solarvan.co.uk ombygget ev, ac-motor solceller

http://www.storyofstuff.com/ om materialisme og miljøsvineri

http://www.nive.dk/ Nordvestjysk Initiativ Vedvarende Energi

http://www.youtube.com/watch?v=v7gANJWRWIs michelin tweel

http://www.lithium-power.de Li-ion ellert, batterier købt fra Air energy.

http://www.zapworld.com/node/281 samarbejde mellem ZAP og Lithium Balance

http://forum.ecomodder.com/

http://www.greencar.com

http://www.fleets.doe.gov byers guide?

http://www.hypercar.com/ Et princip om effektive biler

Nyhedssider

http://www.greenermachine.com

http://www.electrifyingtimes.com/

http://evworld.com/

Hjemmebyggede biler er i høj grad baseret på gaffeltrucksteknologi, som historisk har være DC. Nedenstående er andres kommentarer fra en teknisk debat.

AC bliver løsningen men en AC controller har højere kompleksitet så det holder også igen.

I en DC->AC-inverter skal der bruges seks switch-transistorer (fx IGBT) mod én i en simpel DC->DC-converter.

> DC er også lidt hæmmet af omdrejningshastighed pga. børsterne og diverse induktive koblinger så AC er løsningen på sigt.

---- Jegt på løse lithium-celler ----

de to bedste kandidater jeg har fundet er først kinesiske DLG (kendt som

K2 i usa) der har en 26650 3.2V 2.5Ah LiFePO4 celle med meget høj

effekt, næsten identisk med A123 (9mOhm), til 5$ per styk. Den anden er

kinesiske Headway som har en 38120 (Ø38x120mm) celle i en 8 og 10Ah

version til samme pris omkring 17.5$ igen ved ganske høj effekt. 8Ah er

2.5mOhm og 10Ah er 3.5mOhm. du kan se et billede af Headway cellen her:

http://www.zev.dk/misc/headway.jpg (en fik dem tilbudt til 16$ stykket

ved 225 celler)

100 af de 10Ah celler giver efter tommelfingerregel ca 25km rækkevide

for en typisk bil og de vejer 33kg

Headway-cellerne til ellert (90 styk) koster 1 440 $

4 kr/Wh

DLG cellerne er testet, Headway ikke endnu men snart.

Batteri-opsummering

-Lithium-marked (link til producenter, typer, størrelser)

-BMS-marked (hvad skal de varetage, hvilke beskyttelser er nødvendige, salgssteder)

-Udregning af spec for batteripakke (middelstrøm, spidsstrøm, behov for kapacitet, mulighed for parallelkobling)

-Konkrete strømtræk til ellerter (Rød TT-motor m. speed-kit 36 V, lynch 48 V)