211service.com
Er GM's Volt klar til at rulle?
General Motors (GM) løftede sløret for produktionsdesignet af deres Chevrolet Volt elbil i tirsdags, som en del af dets 100 års jubilæumsfejring. Men der er stadig betydelige forhindringer, før bilen kan begynde at rulle ud af samlebånd, og heriblandt behovet for fortsat udvikling af bilens hovedbatteripakke.
Volt afsløret: GM har afsløret, hvordan dens nye elbil kommer til at se ud.
Volt er en elbil, der kan genoplades ved at sætte den i en stikkontakt eller ved at køre en lille indbygget benzin-, ethanol- eller dieselgenerator. Den 16-kilowatt-timers lithium-ion batteripakke gemmer nok energi til 40 miles af kørsel - nok til at dække næsten 80 procent af den daglige kørsel i USA, siger virksomheden. På længere ture starter generatoren for at genoplade batteriet, hvilket giver Volt lige så stor rækkevidde mellem påfyldninger som en typisk benzindrevet bil. I mere end et år har GM vist konceptbilversionen af Volt i annoncer. Den nye produktionsversion ser betydeligt anderledes ud - den har en mere aerodynamisk form - men den vil have de samme præstationsspecifikationer, som bilproducenten har annonceret for.
Plug-in hybridbiler som Volt begyndte at virke mulige på grund af ny teknologi, der gjorde lithium-ion-batterier sikrere, mere holdbare og billigere. Men mens individuelle battericeller, der bruger teknologien, ser ud til at fungere godt, har det vist sig udfordrende at samle næsten 300 af dem i en batteripakke. Det tvinger til gengæld GM til at designe systemer, der gør køretøjet dyrere. På celleniveau ser tingene godt ud, siger Mark Verbrugge, direktør for materiale- og proceslaboratoriet på GM's forsknings- og udviklingscenter. Der er stadig problemer på pakkeniveau, som vi forsøger at afhjælpe, hvilket bliver ret nervepirrende, efterhånden som vi kommer tæt på produktionen.
En batteripakke til et elektrisk køretøj er kompleks. Cellerne skal kobles sammen for at levere strøm pålideligt på trods af de hårde vibrationer og stød, man støder på på vejen. (For et eksempel på, hvad der kan ske, når tingene går galt, se Elbiler 2.0.) Selv nogle få defekte celler eller forbindelser kan dramatisk sænke pakkens ydeevne. Derudover inkluderer pakken komplekse elektroniske kontroller til opladning af hver celle, levering af strøm og indfangning af energi fra bremsning for at forbedre køretøjets effektivitet. Og at maksimere batteriets levetid kræver et godt kølesystem. For at gøre ondt værre udvikles der først nu metoder til at teste, om en batteripakke holder hele bilens levetid.
Der er kun så meget kendt om, hvordan man accelererer test af batterier, siger Greg Cesiel, GM's programdirektør for E-Flex Vehicle Team, som udvikler Volt og relaterede elektriske køretøjer. Der er stadig spørgsmål om, hvordan man simulerer at køre bilen og oplade pakken, og hvordan man bekræfter, at pakken vil overleve vibrationer og udsættelse for varme og kolde temperaturer i løbet af et køretøjs levetid.
Den store risiko, når det kommer til at sætte disse på vejen, er, at vi ikke har accelereret livstest, siger Verbrugge. Vi har nogle på celleniveau, hvilket giver os selvtillid nok til at sige, at vi vil gøre denne ting. Men jeg vil påstå, at det stadig er den store risiko.
Verbrugge siger, at en af de største udfordringer er at sikre, at batterierne ikke svigter i ekstreme klimaer, såsom Arizonas ørkener. Konventionelle startbatterier giver allerede bilproducenter problemer i varme områder, siger han. I dag er de den bildele, der oftest fejler under garantien i sydvest. Batterier kan ikke lide varme temperaturer, siger Verbrugge. Men vi vil ikke sige til folk i Arizona: 'Vi vil ikke sælge dig vores Chevy Volt. Du kan køre en, men vi vil ikke give dig en garanti.’ Det er ikke en mulighed.
For at råde bod på usikkerheden om batteripakkernes levetid planlægger GM at putte dem, pakke dem ind i isolering og inkludere varme- og kølesystemer for at holde dem ved optimale temperaturer. Der er stadig spørgsmål om, hvornår disse systemer skal fungere, da de kan tære på de energibesparelser, som elbiler formodes at give. Lad os sige, at du oplader, siger Verbrugge. Kører du dit kølesystem nu for at holde dit batteri køligt over sort asfalt? Så ser din energieffektivitet ikke så varm ud. Gør du det kun i Arizona? Disse bliver kritiske tekniske spørgsmål.
GM overdimensionerer også pakkerne og tilføjer flere kilowatt-timers ekstra celler for at kompensere for potentiel nedbrydning i løbet af køretøjets levetid. Det gør pakkerne og køretøjet meget dyrere. Omkostninger er et stort problem for os nu, siger Verbrugge. Vi er ikke sikre på, at folk er villige til at betale.
Faktisk forventes Volt og andre foreslåede biler som den at koste tusindvis af dollars mere end konventionelle biler, hvilket kan begrænse deres appel, siger Paul Werbos, programdirektør for National Science Foundation (NSF), som har fremmet forskning i bedre, billigere batterier. Det forventer jeg ikke, at de fleste kommer til at betale, siger han.
Werbos og Verbrugge talte i sidste uge på en NSF-sponsoreret workshop med fokus på at forbedre batterierne til den næste generation af hybrid- og elbiler. Talere på workshoppen understregede, at bedre test for batterilevetid, kombineret med forbedringer af batteridesign for at få dem til at holde længere, vil give bilproducenter mulighed for at bruge færre batterier og reducere omkostningerne.
På trods af de resterende udfordringer er Cesiel opmuntret over de fremskridt, som virksomhedens ingeniører har gjort indtil nu, og tror på, at Volt vil være klar til produktion til tiden. Baseret på dets laboratorietest indtil videre, siger han, er virksomheden tilfreds med batteriernes kapacitet og ydeevne. GM ved også, hvordan kølesystemet vil se ud og har fysisk integreret pakken i køretøjet. Desuden blev hele fremdriftssystemet, inklusive batteripakken, elmotoren og generatoren, indbygget i et testkøretøj og leveret til virksomhedens testplads i Milford, MI i slutningen af august, kun to dage efter tidsplanen. sat sidste år. Jeg vil ikke sige, at batteriet er klar, siger Cesiel, men vi er på rette vej.