Ihan asiaahan tuossa puhuttiin.
Edelleen, vaikka on mahdollista tehdä auto li-ion akuilla, niin niiden hinta on todella suuri suhteessa muuhun autoon. Vielä tarvitaan akkutekniikan kehitystä ennenkuin sähköautoista tulee joka kansalaisen autoja.
Mutta se ei tarkoita etteivätkö edelläkävijät voisi tehdä/ostaa niitä sähköautoja jo nyt!
Huomattavasti pätevämpi kriittinen artikkeli, kuin mitä aiemmin on tullut suomalaislehdissä vastaan. Akkuihin kaikki lopulta kiteytyy. Periaatteessa siis hyvä artikkeli, mutta taas saa lukea rivien välistä. Ainakin nämä huomasin:
1) Nopea lataaminen verkkovirralla on arveluttavaa ja se lyhentää käyttöikää. Tavallisella teholla ladattaessa akku ei kuitenkaan rasitu, tätä artikkeli ei tarpeeksi selvästi tuo esiin vaan luo harhakuvan.
Sivuhuomiona voisi esittää, että jonkun pitäisi antaa kättäpidempää kuinka paljon sitten on turvallista pikaladata ilman että käyttöikä silmittömästi lyhenee. Esitän tätä osaksi eCorollan testiohjelmaa. Joka toinen, kolmas lataus tjsp?
Entä Voltin strategia käyttää vain puolet akkutehoista? Voidaanko luottaa auton loppukäyttäjän älliin säästellä akkuja pitämällä ne koko ajan täysinä tai vähintään puolillaan? Oliko eCorollassa tarkoitus rajata esim. 20-30 % akkutehoista, jotta tietty käyttöikä turvataan huolimatta kuinka huonosti omistaja niistä huolehtii?
2) Toyota oli otettu esimerkiksi siitä, etteivät autonvalmistajat vielä usko Litium-akkuihin. Huono esimerkki kun Toyotan strategia rakentuu NiMH-akkujen varaan.
Eiköhän Li-ioni-akun käytön este ole patenttia-asia "patentin omistaa, tai ainakin yhden version omistaa Chevron." Tarvitaan enemmän tuotekehitystä, jotta saadaan kilpailua…
2) Toyota oli otettu esimerkiksi siitä, etteivät autonvalmistajat vielä usko Litium-akkuihin. Huono esimerkki kun Toyotan strategia rakentuu NiMH-akkujen varaan.
Toyota oli huhujen mukaan jo siirtymässä litiumeihin hybrideissään, kun Cobasys (Chevron-Texacon omistuksessa) säikähti ja alkoi dumpata NiMH-akkujen hintoja. Ihanteellinen strategia pitää LiPo:t mahdollisimman pitkään poissa "varteenotettavasta" ajoneuvokäytöstä.
NiMH:hän olisi aivan kelpo akku sähköautoihin, mutta koittakaapa ostaa niitä siihen käyttöön… (Saati valmistaa: Panasonic ja Toyota kävivät aiheesta oikeutta aikansa Cobasysiä vastaan, mutta myöntyivät sitten lisenssiehtoihin, jotka kielsivät akkujen valmistuksen puhtaisiin sähköautoihin.) :(
Hassua sinänsä, ettei artikkeli ottanut juurikaan tuohon NiMHiin kantaa, se on kuin unohdettu kokonaan. Ajomatkaa saa niillä helposti 150-200 km (kun auto suunnitellaan alun perin sähköautoksi) eikä pikalatauskaan ole ongelma (20 min = 200 km).
t. Santeri
Ja paljonko on paino?
30–80 Wh/kg wikipedian mukaan. Autosta tulee melkoinen tankki. Tämänkin projektin arvioitu 25 - 35 kWh akku painaisi stetson-sleeves menetelmällä tuosta arvoalueen puolesta välistä napatulla 55 Wh/kg arvolla noin 455 - 640 kiloa, eli puolet jopa puolet tavallisen henkilöauton massasta. Litiumeilla taas päästään helposti alle 300 kilon.
Onko paino tässä jokin ongelma? Eipä ole ollut ainakaan näissä NiMH-akuilla varustetuissa autoissa:
http://en.wikipedia.org/wiki/Honda_EV_Plus
http://en.wikipedia.org/wiki/Toyota_RAV4_EV
http://en.wikipedia.org/wiki/Ford_Ranger_EV
http://en.wikipedia.org/wiki/Chevrolet_S-10_EV
Noita voi spotata myös EvAlbumista (http://evalbum.com/battt/NIMH/32). Omistajilta voi kysellä onko painosta ollut ajossa haittaa - eipä ole näkynyt ainakaan valituksia tuolla saatikka EVDL-postilistalla (http://www.evdl.org/).
Hmmm… keskustelu meni taas tähän NiMH-haikailuun. Ehkä jatkossa asian noustessa esiin riittäisi viittaus sopiviin lähteisiin Big Oil & autoteollisuus kuvioista? Niin kauan kuin NiMH pysyy menetettynä mahdollisuutena, on ehkä hedelmätöntä sen enempää asiaa märehtiä. Kun korvaavat Litiumitkin on käsillä.
Mennään siis eteenpäin. Keskitytään selvittämään millaista sähköautoilu nyt saatavilla olevalla teknologialla tulee olemaan. Mitä teknisiä esteitä on olemassa, miten ne kierretään tai vaikutuksen minimoidaan? Se ei riitä ratkaisuksi, että tekniikan kehitys ratkaisee ne kuitenkin tulevaisuudessa. Tällä logiikalla autonhankkijakin ostaisi sähköautonsa mieluummin myöhemmin kuin heti vai mitä?
Mutta siis Litiumeista…. tässä säikeessä on nyt noussut jo useita kiinnostavia näkökohtia, jotka jäivät selvittämättä:
- pikalataus: saadaanko sitä toimimaan, edes rasitukset minimoimalla vai siirrytäänkö kasetti-kuvioon kuten tuossa toisessa threadissa esitetään?
- akkujen latauksen optimointi: pyritäänkö varmistamaan akkujen ~10 vuoden kestävyys vai ajetaanko ne muutamassa vuodessa loppuun ja vaihdetaan sitten uusiin?
- akkujen ja auton yhteispaino: missä menee raja, että tietyn painoiseen koriin ei enää ole kustannustehokasta (€/lisäkm) lastata lisää akkukiloja?
On käsittämätöntä, kuinka sähkötekniikasta perillä olevatkin uskovat lataustekniikan olevan jo ratkaistu. Kuvitellaan, että suuria virtamääriä sysätään johonkin kemiallisen ilmiön rakenteeseen korkealla jännitteellä minuutissa parissa! Se nyt vain on mahdotonta tällä hetkellä ja se on mahdottomuus vielä vuosia ja vuosia.
Kirjoiteltiin tuosta akkujen vaihtotekniikasta, joka on tämän hetken ainut järkisyihin perustuva akkuhuoltosysteemi. Huoltoverkostolla täytyy olla vuokralle täydessä latauksessa oleva vaihtoakusto. Vaihtohuollon ei pidä olla monimutkainen, tai aikaa vievä toimenpide. Huoltoverkosto lataa niitä kaupallisesti sellaisella virralla, joka on käyttöikään ja latausnopeuteen järkevä. Autoilijan ei tarvitse tässä toimenpiteessä, kuin nousta autosta maksamaan akkujen vuokrahinta. Akut pitää standardisoida mitoiltaan, kiinnikkeiltään ja kytkennöiltään.
Akut ovat kuin kirjaston kirjat. Kukaan ei niitä omista, mutta jokainen ostaessaan auton ostaa akut mukana ja saa oikeuden vuokravaihtoon. Akkusyndikaatti voisi olla vaikka osuustoiminnallinen liike, joka saa tuottaa voittoa omaan kehittymiseensä.
Kertokaa minulle pikalatauksiin uskovat, missä on näitä Li-akkuja todellisessa elämässä! Missä ovat taulukot purkautumiskyvystä, pikalatauksista ja akkujen mekaanisesta kestämisestä? Oletan, että kysymys on mainosmaailmasta ja suunnittelun asteesta. Samoin kuin oma kylmäfuusioreaktorinikin olohuoneemme pöydällä. Vaimo ei sitä pidä ja itse uskon siitä vielä puuttuvan sysäyksen vaimentimen.
Aulis
Almost there:
http://www.forbes.com/technology/2008/01/12/electric-cars-nanotech-tech-sciences-cz_as_0112nano.html
http://www.businesswire.com/portal/site/google/?ndmViewId=news_view&newsId=20070530005396&newsLang=en
Näytön ongelma vähän siinä, että tuoreimmat akkukemiat ovat vain vuoden pari vanhoja, elli kunnon käyttökokeet on vasta menossa.
Tod.näk. tästä syystä esim. AeroVironment lupaileekin kaupallistaa oman sähköautojen pikalataus-sydeeminsä vasta 2010:
http://www.avinc.com/fleetcharging.asp
Eikä pikalatauksen tartte tuupata minuutissa koko satsia, meikäläiselle 20 min kahvipaussi kävisi ihan ok.
NiMHiä ei tartte haikaillla sen enempää, on vain hyvä esimerkki siitä, ettei homma ole oikeasti akkuteknoogiasta kiinni, vaan ihan muusta. (BTW: NiMHin patentit vapautuu huhujen mukaan jo joskus 2012-2013…)
Meidän hankkeen kannalta on aika paljon kiinni siitä, kenen valmistajan akkuja autoihin tulee. Valmistaja kyllä sitten kertoo, minkälaista latausta heidän akkunsa pystyvät ottamaan vastaan (ja millä ehdoin akkupakan takuut pysyvät voimassa).
Nikkeliakku on muutenkin latauskäyttäytymiseltään aika mulkku. Pitää seurata kaikenlaisia delta-käyriä jotka muuttuvat kuun asennon mukaan, ja akun varaustason seurantakin on hankalaa. Niitä voi yliladata ja aliladata olosuhteista riippuen ja kapasiteetin määritteleminen on epämääräistä. Itsepurkautuminenkin on ongelma: halvimmat kennot vuotavat kymmeniä prosentteja viikossa, ja vaikka NiMh onkin päässyt irti muisti-ilmiöstä, siinä esiintyy silti ns. voltage depression joka on vaikutuksiltaan hyvin samanlainen: vanha akku vaikuttaa olevan puoliksi täynnäkin tyhjä, koska käytössä sen jännite notkahtaa normaalia alemmas.
Litiumakut ovat helppoja: Jännite X on täysi akku, jännite Y on tyhjä akku. Varaustila tiedetään kun on kertaalleen mitattu tyypillinen jännitekäyrä.
Yleensä 4,3 V on täysi ja 2,5 on tyhjä. Pikalataus tehdään vakiovirralla kunnes jännite saavuttaa ylärajan, jonka jälkeen lataus muutetaan vakiojännitteeksi jolla varataan loput sisään. Asiassa ei ole mitään sen ihmeellisempää.
Ja on se painokin ongelma kun tehdään konversiota. Energiankulutus nousee, kun heitetään kyytiin 300 kiloa ylimääräistä painoa, koska kiihdytyksiin menee enemmän energiaa ja vierintävastus kasvaa. Suorituskyvyssä on selvä ero kun on kyydissä kolmen riskin miehen verran lisäpainoa.
Mitä pikalataukseen tulee, niin kaikki litiumakut voidaan ladata täyteen tunnissa, ja useimmat voidaan ladata täyteen puolessa tunnissa ilman erityisiä haittavaikutuksia. Tietyt kemiat kuten litium-rautafosfaatti kestävät jopa 5C suuruista latausvirtaa, joka tarkoittaa että kennon voi ladata täyteen noin 12 minuutissa, joskin tässä täytyy ottaa huomioon se että iso latausvirta nostaa kennojännitettä, joka ei koskaan saa ylittää kennolle määriteltyä maksimijännitettä. Se tarkoittaa että lataus täytyy pysäyttää noin 85% kohdalla ja jatkaa siitä eteenpäin pienemmällä virralla.
Käytännössä 20 minuutin lataus ei ole ongelma millekään modernille litiumkennotyypille. Se on ongelma lähinnä sille huoltoasemalle joka joutuu tarjoamaan niin suurta virtaa, varsinkin kun akkujen kapasiteetit kasvavat nykyisestä suuremmaksi.
Sähkön siirtäminen autoon induktiivisesti on kohtalaisen helppoa ja turvallista. Autoon tarvitaan eräänlainen muuntajasydän jonka väliin voi pujottaa latauslaitteen induktiokapulan, joka on ikään kuin irroitettava muuntajan ensiö. Tässä kapulassa on monta kierrosta ohutta kuparilankaa jossa kulkee korkeataajuinen korkeajännite, ja auton vastineessa puolestaan on vähemmän kierroksia ja jämerämpää johdinta joka kestää latausvirran.
Tällä tavalla latauslaitteesen ei tarvitse ranteen paksuisia kaapeleita, eikä siihen tarvita kuluvia ja vikaherkkiä metallikontakteja. Tekniikka on ollut käytössä EV1:ssä ja muissa.
…."Mitä pikalataukseen tulee, niin kaikki litiumakut voidaan ladata täyteen tunnissa, ja useimmat voidaan ladata täyteen puolessa tunnissa ilman erityisiä haittavaikutuksia. Tietyt kemiat kuten litium-rautafosfaatti kestävät jopa 5C suuruista latausvirtaa, joka tarkoittaa että kennon voi ladata täyteen noin 12 minuutissa, joskin tässä täytyy ottaa huomioon se että iso latausvirta nostaa kennojännitettä, joka ei koskaan saa ylittää kennolle määriteltyä maksimijännitettä. Se tarkoittaa että lataus täytyy pysäyttää noin 85% kohdalla ja jatkaa siitä eteenpäin pienemmällä virralla."……..
Tarkoitatko sinä nyt sellaista akkukapasiteettia, jolla voidaan Corollaa ajaa 250 km? Onko nämä akut todellista konkretiaa, jotka voin ostaa kaupan hyllyltä? Miksi olen niin tumpelo, etten näitä löydä, tai akkumaahantuojat vino hymy naamallaan kertoo "niitä ehkä olevan Kiinassa"?
Aulis
OFF-TOPIC:
Heipä hei kaikki.
Muistakaahan mahdollisuus rekisteröidä käyttäjätunnus tänne saitille. Keskusteluakin on kaikkien helpompi seurata, kun ip-osoitteen sijaan näkyy nimimerkki. Nimimerkin saattaa myös muistaa vielä seuraavalla viikolla, jonkin toisen keskustelun yhteydessä, jolloin kaikin tavoin keskustelu on selkeämpää.
Toki keskustelua voi jatkaa ilman nimimerkkiäkin. Mieluummin keskustelua ilman nimimerkkiä, kuin ei keskustelua ollenkaan. Ei oo pakko, jos ei taho. :)
Mukavaa keskustelun jatkoa.
- Reima
- pikalataus: saadaanko sitä toimimaan, edes rasitukset minimoimalla vai siirrytäänkö kasetti-kuvioon kuten tuossa toisessa threadissa esitetään?
-kumpaakin tullaan käyttämään. uskoisin.
* akkujen latauksen optimointi: pyritäänkö varmistamaan akkujen ~10 vuoden kestävyys vai ajetaanko ne muutamassa vuodessa loppuun ja vaihdetaan sitten uusiin?
- tavoite kanattaa ottaa realistisesti jonnekin 5-8 vuoden paikkeille ensimmäisissä autoissa. Jatko määräytyy sitten opituista yksityiskohdista.
* akkujen ja auton yhteispaino: missä menee raja, että tietyn painoiseen koriin ei enää ole kustannustehokasta (€/lisäkm) lastata lisää akkukiloja?
- Ei pelkästään akkujen määrää lisäämällä vain myös ihan vaihtamalla sitä energiatiheämpään ja kalliimpaan akkuun. Tilavuus on ehkäpä ennemmin se ongelma. Ei paino.
-Jukka
"Tarkoitatko sinä nyt sellaista akkukapasiteettia, jolla voidaan Corollaa ajaa 250 km? Onko nämä akut todellista konkretiaa, jotka voin ostaa kaupan hyllyltä?"
Kyllä. Se on yksittäisten kennojen ominaisuudesta kiinni.
Kaikki litiumkennot on suunniteltu vähintän 1C suuruiselle latausvirralle, missä C tarkoittaa kennon kapasiteettia yhdessä tunnissa. Jos sinulla on 2 Ah litiumkenno, sitä voi ladata 2 A virralla, jolloin sen lataamiseen menee yksi tunti. Se että niitä kennoja laitetaan useampi kappale yhteen ei muuta tätä ominaisuutta miksikään, eli koko paketti voidaan ladata yhtä nopeasti kuin yksittäinen kenno.
1C = 1 tunti
2C = 1/2 tuntia
3C = 1/3 tuntia
jne…
Kokonaisia akkupaketteja ei ole, kun niitä ei kukaan valmista. Ne pitää kasata itse yksittäisistä kennoista. Valmistajalta täytyy kysyä että minkä verran latausvirtaa se kenno kestää.
Tämä oli siis teoriaa. Raaka arkielämä on sitä, että luvattua onnnen akkusaarta ei ole olemassa.
Aulis
Mihin saakka lie mainosmiesten puheita, mutta mm. tuollaista akkua markkinoivat…
Energiatiheys ei taida olla niitä aivan parhaita, eikä hinnastakaan tietoa…
336V / 100Ah (eli n. 33,6Kwh)
Energiatiheys 165mAh/g (Wh/kg -??)
Käyttöikä 2000 sykliä
Lataus 2C 85% saakka
Toimintalämpötila-alue -45C - +70C
http://www.alibaba.com/product-free/100218434/Sell_336v_100ah_Li_Ion_Power_Battery.html
Tälle Heterille olen laittanut sähköpostia kolmasti. Tiedustelin ko akkujen saantia Euroopaan ja ehdoista hintoineen. Ei ponnahtanut vastausta. Eivät kai halua myydä noin upeaa kamaa?
Aulis
Ohhoh!
165mAh/g sehän tekee 165Ah/kg eli tuo 33,6kWh:n akku painaisi siis n. 606g eli 0,6kg
Ei taitane pitää paikkaansa, olisikohan 165mAh/kg, josta tulisi akun painoksi n. 606kg.
- Jari W
PS. Jotenkin alkaa firma aina hieman epäillyttää, kun teknisissä spekseissä on yksiköiden isot ja pienet kirjaimet miten sattuu.
miten musta tuntuu ettei ampeeritunteja pitäis sotkea painoihin, varsinkaan kun ei kerrota mihin jännitteeseen siinä vertaillaan.. jos toi olis ajateltu yhtä volttia kohti (eli sama lopputulos 165mWh/g), niin siitä tulis oikeammalta kuullostava 204 kiloa
"Käytännössä 20 minuutin lataus ei ole ongelma millekään modernille litiumkennotyypille. Se on ongelma lähinnä sille huoltoasemalle joka joutuu tarjoamaan niin suurta virtaa, varsinkin kun akkujen kapasiteetit kasvavat nykyisestä suuremmaksi."
Enemmän se on akkutekniikasta kiinni kuin sähkönjakelusta. Akkujen elinikä putoaa liikaa pikalatauksella. Jotkut akkutyypit kestää pikalatausta paremmin, mutta silloin ongelmana on hinta, saatavuus tai tehotiheys. Mitään hyvää ja kohtuuhintaista pikalatausta kestävää akkua ei kaupan hyllyltä vielä löydy, mutta kehitys menee kyllä lujaa eteenpäin.
Sitten kun tarpeeksi hyviä ja halpoja akkuja löytyy, niin latauspisteet huoltoasemille kyllä järjestyy. Esimerkiksi 50 kWh paketin lataus 20 minuutissa ottaa 150 kW akkuun menevää tehoa ja häviöineenkin varmaankin 200 kW riittää. Tämä tekee 400V kolmivaihesähköllä latauslaitteen ottovirraksi vähän alle 300 ampeeria. Tuollaisen 300A kolmivaiheliittymän saa mistä vaan paikalliselta sähkölaitokselta helposti tilattua. Maksaa tietysti kohtuu paljon, mutta niinhän se huoltamoiden infrastruktuuri aina maksaa. Ei ne bensapumput ja säiliötkään halpoja ole.
Sitten kun sähköautot todella yleistyy, niin isoille huoltamoille tarvitaan pitkä rivi latauspisteitä. Tässä vaiheessa kannattaa jo vetää 20 kV keskijännitelinja huoltamon omalle muuntamolle. Nykyäänkin keskijännite liitetään suoraan isompien firmojen ja rakennusten omiin muuntamoihin. Sähköverkon- ja tuotannon kapasiteettia joudutaan lisäämään sitä mukaa kun autokanta sähköistyy, mutta se on jo pitkän aikavälin muutos.
Oikeastaan isoin pelko mulla on, että tulee eri akku- ja autovalmistajilta kilpailevia pikalatausasema standardeja. Vaikeuttaa huoltamoiden mukaan lähtöä, jos tarvitaan monenlaisia laitteita. Parasta nopean yleistymisen kannalta olisi yksi yhteinen ja avoin standardi.
Yksittäisen kennon lataaminen ei varmaankaan ole ongelma, mutta autossa onkin suuri määrä tiukasti pakattuja kennoja.
Arvelit, että 200 kW tehosta 150 kW menisi akkuun. Mihin se loppu menee ? Jos siitä tulee lämpöä, mihin se menee? 400 V x 300A on tyypillinen teho hitsauslaitteelle. Valokaaria yms. ei esiinny?
Lienevät nämä sähkötekniset laskut aivan mahdottomia ihmiselle? Tästä akkujen latauksestakin pelkästään tällä saitilla esiintyy n+viisikahdeksatta (se on 75!) mielipidettä. Suoli24, tai tiede.fi saitteja lukiessa tulee mieleen, että vaikka monella kirjoittajalla on Otaniemen Polilta saatu tieto, niin minne se on häipynyt tupsulakin alta? On niin erikoisia laskelmia ja väittämiä lukeneilta miehiltä pelkistä perussähköopin tiedoista!
Tekisipä joku viisas helppotajuisen taulukon vaikka pdf-muotoon akkujen tehoista, latauksista, moottorien tehoista ja kulutuksista varmasti oikeilla tiedoilla. Luulen, että sitä lukiessa monelta loppuisi turhat haaveet Pelle Pelottoman akuista.
Aulis
"400 V x 300A on tyypillinen teho hitsauslaitteelle. Valokaaria yms. ei esiinny?"
Minulla on 250A Kemppi MIG ja siinä esiintyy valokaari aina kun hitsaan.
Vaikuttaa kuin puurot ja vellit olisi sekaisin… Eli pitää erottaa hitsauksessa sisään menevä jännite ja virta sekä varsinainen hitsausvirta ja siinä oleva jännite.
Kun / jos hitsatessa puikosta menee läpi menee 300A niin ei siinä ole 400V jännitettä vaan jotain luokka 1/8… ehkä n. 68V.
Jos hitsausvirta on 300A ja jännite n. 68V niin tehoa tarvitaan n. 20,4kW eli sisään menevä virta on n. 3x30A jännitteen ollessa 230/400V. (Siis noin niinkuin suurinpiirtein…)
Käytännössä itse kennon lataus/purkuhyötysuhde on yli 95%. Wikipedia väittää että litium-ionin kennohyötysuhde on 99,9% eli kennoja ei tarvitse jäähdyttää niinkään paljon. 150 kW teholla ladatessa täytyy huolehtia alle kilowatin lämmöstä.
Suurin osa hukkatehosta tapahtuu muuntolaitteen regulaattorissa, eli siinä pikalaturissa.
Tuo 200 kW oli tosiaan karkea arvio, ja huomattavasti pienemmilläkin häviöillä saattaa päästä. Sen verran vaihtelevia arvioita hyötysuhteesta on näkynyt, että paha sanoa.
Häviöt menee lähes kokonaan lämmöksi muuntajissa, tehoelektroniikassa, johtimissa ja itse akussa. Akkuja lukuunottamatta osat voitaisiin sijoittaa mahdollisimman paljolti auton ulkopuolelle latausasemaan, jolloin niissä on vara käyttää isojakin jäähdytyselementtejä ilman liikuteltavaa lisäpainoa. Akun lämpeneminen saattaa olla merkittävä kompastuskivi tässä asiassa, mutta maallikon on paha sanoa, kun akun hyötysuhteesta pikalatauksen vastaanotossa on niin vaikea löytää luotettavaa tietoa.
Valokaaria ja kipinöintiä ei synny, kun on riittävän tukevat ja eristetyt johtimet ja hyvät liitokset.












