Hvordan kan elbiler komme længere uden flere batterier?

Nogle elektriske køretøjer kan gå så langt på en opladning, som en traditionel bil kører på en tank med gas. Men de kommer til en høj pris. Top-of-the-line Tesla Model S, som kan køre omkring 265 miles per opladning (ifølge U.S. Environmental Protection Agency), har en basispris på $80.000; en Nissan Leaf med en basispris på $29.000 kan kun køre omkring 84 miles pr. opladning. Det skyldes, at Teslaen har en større pakke batterier.

Teslas Model S opladning.

I betragtning af, at tilføjelse af batterier til elbiler (eller isætning af større) hurtigt kan øge prisen langt ud over, hvad den gennemsnitlige forbruger har råd til, forfølger forskere også andre måder at udvide rækkevidden på. Her er nogle eksempler.

Kompakt motorcykel

En ny motor udviklet af Nanyang Teknologiske Universitet og German Aerospace Center kunne øge rækkevidden af ​​elbiler med 15 til 20 procent. Forøgelsen er mulig blandt andet fordi denne enhed vejer mindre end traditionelle motorer. Det er også mere effektivt, fordi klimaanlægskompressoren kan bruge energi, der regenereres fra bremsning. Dette design vil gavne bilister i tropiske byer som Singapore, hvor bilens aircondition kan spise så meget som halvdelen af ​​batteristrømmen, siger forskerne. Teknologien er i tidlige stadier; holdet søger om midler til at lave en prototype, der skal testes i Tyskland.

Forudsigelse af rækkevidde

North Carolina State University forskere mener, at bedre dataanalyse kan hjælpe chauffører af elbiler til at tilslutte mindre hyppigt. Mange ejere af elbiler kører måske ikke så langt som muligt, fordi de er bange for, at de løber tør for strøm, før de når en passende stikkontakt. De får signaler om deres resterende rækkevidde fra en aflæsning på instrumentbrættet, men softwaren i nutidens biler undervurderer muligvis tallet. Den software estimerer rækkevidden baseret på mængden af ​​energi, bilen har forbrugt over en vis periode, siger Habiballah Rahimi-Eichi fra North Carolina State, som mener, at han og hans kolleger har udviklet en mere præcis tilgang. Forskerne har udviklet software, der analyserer, hvor meget energi det vil tage at nå frem til en chaufførs destination, når realtidsforhold som trafik, vejr, køreadfærd og den resterende opladning i batteriet tages i betragtning. Rahimi-Eichi (hovedforfatteren af ​​en papir beskriver softwaren) og Mo-Yuen Chow præsenterede forskningen på en konference for Institute of Electrical and Electronics Engineers i november.

Raffineret routing

Et nyt navigationsværktøj fra ingeniører ved University of California, Riverside, kunne halvere elbilers energiforbrug på visse ruter. Forskerne bruger realtidsinformation om trafikafvikling og medregning af vejtype og -grad til at beregne den mest batterivenlige tur. De fortæller, at de i nogle simuleringer kan få en bil til at bruge mellem 25 og 51 procent mindre energi, end den ville have, hvis chaufføren bestemte en rute ud fra den korteste rejsedistance eller den korteste rejsetid. Forskningen er skitseret i en rapport præsenteret for Californiens energikommission .

Strømpaneler

Australske og amerikanske forskere har udviklet karosseripaneler, der kan drive biler. Disse fleksible film-superkondensatorer er lavet af grafenelektroder med en gelelektrolyt imellem dem. Materialet kan indlejres i bilens ramme for at give hurtige stød, når bilen accelererer, og de kan genoplades inden for få minutter med energi fra bremsning. I første omgang kunne teknologien bruges udover lithium-ion-batterier i biler, som en ekstra strømforsyning.

Holdet håber, at en bil en dag kan blive fuldstændig drevet af superkondensatorer, der kan lagre mere energi end et lithium-ion-batteri og køre mere end 300 miles. Men først skal forskerne finde de rigtige materialer for at øge den ladning, som disse superkondensatorer kan lagre, siger Nunzio Motta, en ledende forskningsstipendiat ved Australiens Queensland University of Technology . Forskerne skal også finde en ny måde at producere grafenfilmene hurtigt nok til masseproduktion, tilføjer han. Forskningen blev offentliggjort i Journal of Power Sources og Nanoteknologi .

Takeaway:

Batterier er den dyreste del af et elektrisk køretøj, så at gøre dem billigere vil fortsat være den mest omkostningseffektive måde at udvide rækkevidden på. (Forskere forfølger også adskillige metoder til at øge batteriernes kraft og forlænge deres levetid; se et tidligere ugens spørgsmål, Kan vi få bedre batterier? ) Tesla Motors bygger en gigafabrik for at øge produktionen af ​​lithiumbatterier og vurderer, at den kan halveres prisen på dens $70.000 Model S. Alligevel ville den billigere bil kun have en rækkevidde på 200 miles.

Tak til Brendan Raftery for ideen. Har du et stort spørgsmål? Send forslag til [email protected].

skjule