23948sdkhjf

Här är batteriet som kan revolutionera elbilen

| Av Daniel Östlund | Tipsa redaktionen

Elbilar som lagrar sin energi direkt i bilens kaross kan bli verklighet inom några år. I Sverige pågår forskning om så kallade strukturella batterier och resultaten så här långt är lovande.

Även om batteritekniken utvecklats med stormsteg under senare år är just batteriet fortfarande elbilens svagaste länk. De är komplicerade och dyra att tillverka, de är behäftade med specifika risker och de har inte alls samma energitäthet som vanliga, fossila bränslen, varför ett batteri som ska räcka till längre resor blir väldigt tungt.

Det är en problembild som kanske kanske kan vara på väg mot en lösning, tack vare spjutspetsforskningen som Leif Asps forskargrupp tillsammans med kollegor vid KTH bedriver inom området multifunktionella kompositer för energilagring. Deras idé är att man skippar det separata batteriet helt och hållet och i stället använder bilens struktur – karossen, alltså – för att lagra elektricitet.

– Det är en svensk paradgren, det är här de stora programmen finns, berättar Leif och refererar till utvecklingen av så kallade strukturella batterier, alltså konstruktionsmaterial som kan lagra elektrisk energi. Eller om man vänder på det, batterier som också kan bära mekanisk last.

Leif Asp är professor inom komposita lättviktsmaterial och strukturer på avdelningen Material- och beräkningsmekanik vid Institutionen för industri- och materialvetenskap på Chalmers Tekniska Högskola i Göteborg och har forskat om strukturella batterier sedan 2007. I grunden handlar det om att få kolfiberarmerad plast att kunna lagra elektricitet.

– Kolfiberarmerade plastmaterial liknar batterier till sin arkitektur, de är laminerade lager på lager. Och kolfiber är centralt, eftersom kolet kan utgöra elektrod samtidigt som materialet är väldigt styvt och starkt, med höga specifika mekaniska prestanda.

Men för att det ska fungera som ett batteri behöver man ytterligare en elektrod och därför dopar man delar av kompositen med exempelvis litiumjärnfosfat, som kan utgöra den andra elektroden. Sedan behöver matrismaterialet, plastdelen i kompositen, inte bara överföra mekaniska laster utan också låta joner diffundera mellan elektroderna. En variant är att belägga kolfibrerna med en solid polymer elektrolyt, en tunn hinna som släpper igenom joner.

– Men det är mycket svårare för jonerna att simma i plast än vad det är att simma i vätska. Därför är beläggningen bara 500 nanometer tjock, lite mer än en tusendel så mycket som det är mellan elektroderna i ett vanligt litiumjonbatteri.

Kollegorna på KTH i Stockholm har därför utvecklat en annan princip, där man låter plastmaterialet polymerisera i en lösning av vätskeelektrolyt. Då får man ett plastmaterial med två olika faser, en fast fas och en vätskefas.

– Det blir som en tvättsvamp, men där svampen är fylld med vätskeelektrolyt. Då för vi över lasterna via svampens plastdelar och diffunderar joner genom kanalerna fyllda med elektrolyt. Det är ett effektivt sätt att göra ett batteri, med de distanser som man normalt har mellan elektroderna i ett batteri, förklarar Leif.

I och med att man blandar in främmande komponenter i materialet påverkas också dess egenskaper. Men enligt Leif ska man fortfarande ligga på nivåer som duger som konstruktionsmaterial. Framför allt får man en styvhet som ligger nära den hos konventionell kolfiberkomposit.

Och som batteri betraktat har man en bit kvar till samma energitäthet som man har hos ett modernt litiumjonbatteri. Men det är inte långt därifrån. Enligt analyser som gjorts räknar man med att hamna på en energitäthet på mellan 70 och 100 wattimmar per kilogram. Som jämförelse håller ett elbilsbatteri kring 200 wattimmar per kilogram, om man räknar på själva cellen. När kringutrustning som höljen och metallkopplingar liksom anslutningar till elektroderna räknas in faller den siffran.

– Ser man till hela batterisystemet ligger vi ungefär på par med de lägre presterande litiumjonbatterierna, säger Leif och förklarar att också säkerheten ska kunna bli bättre med den här typen av material.

– I alla fall om man använder de här coatade eller belagda kolfibermaterialen, då finns inga flyktiga ämnen som kan antändas. De skulle vara möjliga att använda i en krockzon, förklarar Leif och hänvisar till studier som gjorts i USA.

Ett annat skäl till att strukturella batterier skulle kunna betraktas som säkra är att energitätheten kan hållas under gränsen för vad som krävs för att skapa termisk rusning, även om de skulle vara konstruerade efter andra principer.

Nu ska man börja leverera komponenter till flygplanstillverkaren Airbus för att testa att principen fungerar i verkligheten. Men det är fortfarande långt kvar innan strukturella batterier kommer att bli vanliga i vardagen.

– För flyg tror jag att det tar 15 år. För bil kanske det tar fem år. Flygindustrin, de är jäkligt noga med att ha metoder för allt från dimensionering och provning till certifiering. Men för mig är det helt otänkbart att det här inte skulle bli en teknik som är kommersiellt gångbar.

När det sker lär man också ha säkerställt att komponenterna behåller sin funktion över tid. Livslängden är nämligen någonting Leif ofta får frågor om.

– Det är klart, har man en bil med ett batteri integrerat i strukturen och så plötsligt har den slut på batteri. Det är ju inte bra. Kollegorna på KTH har kört cykler på fibersidan och där funkade det fint, men vi måste ha fler grupper som är med och jobbar med det här.

Och att potentialen är enorm visas inte minst av att forskningen inom området har fått en enorm uppmärksamhet även internationellt.

– Det blev framröstat av Physics World, det största fysikmagasinet i världen, som ett av de topp tio största genombrotten i fysik i fjol. Så det ger verkligen avtryck, avslutar Leif.

Håll dig uppdaterad med Motor-Magasinet
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.

Kommentarer (0)
Startsidan just nu

Biljouren i Åkersberga klar för Godkänd Bilverkstad

Godkänd Bilverkstad är en vattendelare för branschen mot konsument – de seriösa verkstäderna med fokus på kvalitet och kundtrygghet kontra de oseriösa. Det menar Lasse Treser, vd på den fristående verkstaden Biljouren i Åkersberga som nyligen klarat årlig kontroll för Godkänd Bilverkstad.

Gunars Kalkis mästare i 2019 års Yrkesprov i fordonslackering

SFVF/Verkstadsföretagarna i möte med Europeiska Socialfonden

Benny Wallin från Sveriges Fordonsverkstäder (SFVF), har nu träffat den regionala samordnaren för Europeiska Socialfonden, Anna-Lena Wettergren-Wessman och diskuterat ett fondprojekt från Europeiska socialfonden. Det här handlar om att få resurser för att både kompetensutveckla personalen på verkstäder och nyutbilda personer som idag går arbetslösa till ett jobb inom fordonsbranschens verkstäder.

Orio AB:s vd lämnar företaget

2

MotorMagasinet på plats på Autopromotec i Bologna

Glasmästarnas egen snilleindustri

Nyhetsbrev

Ynnors Stora Elbilsdag - Vi ska inte vara rädda för att köpa en el- eller gasbil

-Men vi ska vara medvetna om riskerna. Det sade Bo Ericsson, vd för Sveriges Fordonsverkstäders Förening SFVF, när han talade på Ynnors Elbilsdag.

Arkiv

HRF söker politisk korrigering av husbilsskatten

Maptun stärker verksamheten genom tillväxtinkubator

Nu är Autopromotec igång och MotorMagasinet är på plats

Appen säkrar kompetensen i bilverkstäderna

ProMeister Academy har utvecklat en app för verkstadspersonal att se sin kompetensnivå inom fordonsteknik. Appen hjälper verkstaden att säkra kvaliteten genom att visa aktuell kompetensnivå samt vilken den kunskap som behöver tillgodoses.

Kraftig minskning av antalet stölder av bildelar

Under första kvartalet 2019 har 404 stölder av airbags, navigationsenheter och huvudstrålkastare (xenon) inträffat. Det kan jämföras med samma period 2018 då 913 stölder inträffade. Det visar den senaste kvartalsstatistiken från Larmtjänst över bildelsstölder.

Unikt samarbete ska säkra kvalitet på fordonsutbildning

Gymnasium Skövde - Kavelbro har ingått ett unikt trepartsavtal med Volvo Car Sverige och Bilia i Skövde. Samarbetet ska bland annat säkra kvaliteten på Fordons- och transportprogrammet, öka intresset och matcha branschens verklighet.

Hur väl representerar dagens krockdockor befolkningen?

SAFERs Fordons- och Trafiksäkerhetscentrum på Chalmers har fått i uppdrag av näringsdepartementet att genomföra en kartläggning av eventuella brister i hur väl krockdockor representerar befolkningen som helhet.

Formel 1-legendaren Niki Lauda är död

Ford Mustang firar 55 år som nummer ett

Konceptdäck för Citroëns nya konceptfordon Citroën 19_19 Concept

Citroën 19_19 Concept är ett självkörande och uppkopplat elfordon som markerar varumärkets 100-årsjubileum. Konceptet är utvecklat med fokus på exklusivitet, komfort och integritet. Konceptdäcket Goodyear C100 är framtaget med extra stor dimension och estetik som matchar den spektakulära designen hos 19_19 Concept.

1

Körtillstånd för fordonslyft blir webbkurs

ProMeister Academy lanserar en webbkurs för anställda på bilverkstäder som ger fordonstekniker kunskap och verkstadschefen möjlighet att utfärda körtillstånd för personbilslyft.

Motormagasinet söker reporter

”Våga anställa de som inte passar in”

Mekonomen och Meca tar greppet om fleet-kunderna

Verkstaden som ger Saabar ett andra liv

Med entusiasm, yrkesskicklighet och lite hjälp från Orio har Saab-entusiasten Marcus Wighs verkstad hunnit laga många legendariska Saabar som andra skadeverkstäder dömt ut.

Svarta verkstäder och Framtiden i fokus på Inspirationsdagen

Volvo omkörd av VW Golf på topplista för begagnade bilar

Grundvattenbristen värst i Stockholms län

Ferrari har inlett året kanonstarkt

Snillrik hjullyft gör bytet enkelt

Här är Hedin Bils expansion 2018

Koppla greppet med Kamasa

Ny fjäderspännare kräver ingen demontering av axeln

Nya hjulvårdsprodukter från Seab

Ökade priser på begagnade bilar med störst lyft på hybrider

Ny försäljningsdirektör på Volvo Car Sverige

Läs en årsredovisning och få veta mer om branschen

Volvo Car Sverige får ny vd

Här är hjulvagnen som skonar ryggen

Se alla Företagens egna nyheter

Unikt hörnblixtljus - Panorama sprider ljuset över 150°

Våra Vagnar

TIP Trailer Services i Jönköping har genomfört stor renovering av tanktrailer för Air Liquide

Trådlös kamera - WIFI HD

GT80 MINI - stötsäker och IP-67-klassad diagnos baserad på Windows10.

MAHA firar 50 år

HBA Solutions - Kundunika lösningar

Produktnyhet från Purflux!

Produktnyhet från Purflux!

Utmana oss på mässan

LED-läcksökningslampa med fokuserbar lins

ACM 34002GP

Lazer extraljus - Toyota monteringskit

PRO-versionen av INFOFLEX PERSONALLIGGARE, ett smartare verktyg!

Cuby Shuttlesystem hos OneMed

KW Parts förstärker sin kundtjänst!

LED arbetsljus - tål tuffa tag

Drivaxel till Porsche Boxster S

Aircon Ready Refresh

ACM 3400 Hfc/Hfo

Tärnö - Varningsljusramp 944 mm

Direct Vision Standard (DVS) – Säkerhet för ”osynliga” cyklister och trafik...

Autoglass Restore har nu tillverkat ytterligare ett nytt tillbehör

Ny Luftbälg bak till BMW X5 E70 F15 & X6 E71 F16

Inverter 12V 1000W

Sänd till en kollega

0.129