En av ulempene med elbiler er at batteriet er følsomt for temperatur. Det er særlig et problem ved lave temperaturer.
Kort sagt øker den indre motstanden i batteriet når temperaturen faller, slik at mer energi går tapt som varme. Resultatet er at rekkevidden blir kortere enn om batteriet var varmt.
Forskere ved Fraunhofer Institut i Tyskland har utviklet en metode som bidrar til å redusere problemet. Som en del av EUs forskningsprogram OPTEMUS har de utviklet et batteri som kan lagre termisk energi.
Cellene omsluttes av et materiale som ved hjelp av faseforandring kan lagre energi. Denne energien kan frigjøres, slik at cellene kan holdes ved optimal temperatur så lenge som mulig.
- Elbil i kulde: Dette skjer med batteriet i vintertemperatur
Unngår aktiv oppvarming
Dette skal gjøre det mulig å unngå bruk av aktiv kontroll av batteritemperaturen, slik mange biler i dag har. Dette innebærer som regel å varme opp og sirkulere et kjølemedie. Det krever energi, og om bilen ikke er koblet til strøm må denne energien hentes fra batteriet.
Materialet sørger også for å ta opp varme fra cellene, for eksempel mens batteriet hurtiglades.
Materialet kan selektivt lagre energi, slik at resultatet skal bli en bil som har en mer forutsigbar rekkevidde uavhengig av utetemperatur.
Faseforandringsmaterialer er i seg selv kjent teknologi. Det innebærer at varme absorberes eller frigis når materialet går fra fast til flytende eller gassfase, eller motsatt. Det finnes en mengde materialer som har disse egenskapene, og bruksområdet er stort. For eksempel drives kjøleanlegget på Bergen Lufthavn med dette prinsippet.
Enkelte materialer kan være i fast form i begge faser. Da er det krystallstrukturen i materialet som endrer seg.
Isolert kasse
Fraunhofer-løsningen tar også i bruk en isolert batterikasse, slik at det skal holde på varmen over lengre tid. Isolasjonsmaterialet er et polymerskum, som utgjør midten av en sandwich med termoplast. Dette utgjør selve batterikassen, som skal være motstandsdyktig når det kommer til bøying og punktering.
En annen fordel er at det har lav vekt, noe som bidrar til å redusere energiforbruket ytterligere.
Batteriet brukes i et prosjekt hvor ulike grupper jobber med å energieffektivisere en Fiat 500e. Her er det i tillegg tatt i bruk blant annet solceller og støtdempere som genererer energi.
Løsningene er utviklet for å kunne masseproduseres, så batteriløsningen kan potensielt settes i produksjon om noen kommersielle aktører finner den interessant.
Vil øke rekkevidde med mange mil
OPTEMUS-prosjektets mål er å komme frem til løsninger som kan bidra til å øke rekkevidden på elbiler. I tillegg til å pøse på med større batterier, er det mulig å finne frem til løsninger som er mer energieffektive, og å høste energi fra flere kilder.
Til slutt skal de redusere energiforbruket på en Fiat 500e på en rekke områder. Til kjøling av komponenter skal forbruket reduseres minst 32 prosent, for passasjerkomfort 60 prosent og fremdrift 15 prosent.
Når utetemperaturen er lav skal rekkevidden økes minst 63 kilometer, eller 70 prosent. Ved høye temperaturer skal rekkevidden økes minst 44 kilometer, eller 38 prosent.
Prosjektet startet 1. juni 2015, og avsluttes 29. februar neste år.
- Les mer om elbil på TU Elektrisk.
