Glem batteriskift: Tesla sigter mod at oplade elbiler på fem minutter

Elbiler tager for lang tid at lade op. At oplade en Tesla Model S kun halvvejs tager fem timer ved et typisk hjem eller en offentlig ladestation. Men i sin bestræbelse på at gøre elbiler mere praktiske, reducerer Tesla Motors hurtigt opladningstiderne. I september sidste år afslørede den en netværk af superladestationer - designet eksklusivt til sin Model S og fremtidige elektriske køretøjer - der kunne oplade et batteri halvvejs på 30 minutter. I maj annoncerede den en opgradering, der reducerede den tid til 20 minutter. Nu siger Teslas teknologichef, JB Straubel, at virksomheden i sidste ende kunne reducere den tid, det tager at oplade batteriet helt, til kun fem minutter - eller ikke meget længere, end det tager at fylde en benzintank.

Hurtigere service: En Tesla-ladestation i Hawthorne, Californien.

Straubel refererer ikke til batteribytteteknologien, som Tesla for nylig afslørede (se Hvorfor Tesla tror, ​​det kan få batteribytte til at fungere). Det system oplader ikke batterier hurtigt. Den tager simpelthen et afladet batteri ud og erstatter det med et fuldt opladet. Han taler om, hvad der kunne være en mere tiltalende mulighed for chauffører: genopladning af batteriet i din bil, mens du venter.

Det kommer ikke til at ske om et år fra nu. Det bliver svært. Men jeg tror, ​​vi kan komme ned på fem til 10 minutter, sagde Straubel i et interview med MIT Technology Review . Han bemærkede, at de nuværende superladere, som leverer 120 kilowatt elektricitet, virkede ret skøre selv for 10 år siden. Konventionelle offentlige ladestandere leverer godt under 10 kilowatt.

Tesla er langt foran sine konkurrenter med sin supercharge-teknologi. Eksempelvis er den mest populære hurtigopladningsteknologi i dag baseret på den japanske Chademo-standard, som muliggør 50 kilowatt-opladning. Selv SAE Internationals splinternye hurtigopladningsstandard, som blev færdiggjort i oktober og bliver vedtaget af store bilproducenter som GM, topper med 100 kilowatt.

En af grundene til, at Tesla har skubbet teknologien så aggressivt, er, at dens batteripakker lagrer mere end tre gange energien i forhold til konkurrenternes elbilbatterier. Som et resultat kræver de mere strøm for at oplade hurtigt, siger Arindam Maitra, en senior projektleder hos Electric Power Research Institute .

Straubel siger, at Tesla har været i stand til hurtigt at forbedre opladningen, fordi den selv designer og bygger alle nøglekomponenterne, inklusive opladere, elektronikken til overvågning af batteripakken og et kølesystem til batteriet. De er alle optimeret til at arbejde sammen på en måde, der ikke er let for systemer, der er bygget til at rumme mange forskellige modeller af elektriske køretøjer.

Hvis en elbil er sat direkte i en stikkontakt, tager indbyggede opladere vekselstrøm fra væggen, konverterer den til jævnstrøm og regulerer den strøm, der leveres til batteriet. Hurtig opladning eller superladning omgår den indbyggede oplader; AC-til-DC-konverteringen sker uden for køretøjet.

En udfordring ved hurtig opladning er, at levering af strøm til et batteri meget hurtigt kan få det til at overophedes. For at undgå at beskadige batteriet skal den udvendige oplader kommunikere med elektronikken, der overvåger batteriernes tilstand, inklusive deres spænding og temperatur, og hurtigt justere opladningshastighederne i overensstemmelse hermed. For at udføre den slags opladning skal alt designes og fungere i perfekt synkronisering, siger Straubel.

At opnå fem-minutters opladninger kræver ikke kun yderligere forbedring af ladesystemet, men også en forbedring af grænsefladen til det elektriske net. Som det er, er det kun nogle steder på nettet, der kan klare 120 kilowatt opladning. At trække store mængder strøm fra nettet medfører også efterspørgselsafgifter fra forsyningen, hvilket øger omkostningerne ved systemet.

Men Straubel siger, at Tesla planlægger at komme uden om disse problemer ved at udstyre superladestationer med solpaneler og batterier.

Opbevaring af solenergi i batterier i ladestationen kan også være nyttigt for operatører af elnettet (se vindmøller, batteri inkluderet, kan holde strømforsyninger stabile). De kunne give forsyningsselskaber en måde at moderere udsving på nettet, noget der bliver vigtigere, efterhånden som mere intermitterende strømkilder, såsom sol og vind, tilføjes. Tesla planlægger at teste et sådant system snart i Californien. Det kunne opkræve forsyningsselskaber for denne service, som, siger Straubel, kunne hjælpe med at kompensere for omkostningerne ved stationerne.

Selvom disse hurtigopladningsgennembrud kun ville være nyttige på Teslas biler, kan de stadig være vigtige for at udvide EV-markedet. Tesla planlægger at introducere biler i intervallet $30.000 til $35.000 i de næste par år.

skjule