Sekunneissa ladattava litiumioni-akku - Sähköautot - Nyt!

Mahtavaa! Toivottavasti tuo saadaan toimimaan sähköautoissa kunnolla. Tiede-lehti uutisoi myös samasta: http://www.tiede.fi/uutiset/uutinen.php?id=3700

"Akku latautuu hyvin nopeasti ja sen tehotiheys on noin sata kertaa suurempi kuin tavallisessa litiumioniakussa." Pitääköhän tosiaan paikkansa? Ovatko sähköautojen akut näitä ns.tavallisia? Sehän mullistaisi koko homman, jos ne uudet niin paljon parempia olisivat :O

Pakko olla vähän skeptinen. Akun tehotiheys on satakertainen, ei sen energiatiheys. Tämä on tietysti hyvä juttu ajatellen esimerkiksi kiihdytyksiä tai regeneratiivisen jarrutuksen tehokkuutta.

Sen sijaan latauspuolella ilo voi olla vähän pienempi, koska siellä rajoittava tekijä on pistokkeeseen tulevan tapsin paksuus. Kunnollisen sähköauton lataaminen minuuteissa vaatii megawattiluokan tehoa. Ja muutenkin resistiivisillä häviöillä on ikävä taipumus mennä virran neliössä, jolloin kiloampeerien latausvirrat ovat vähän hankalia siinäkin suhteessa.

Eli ihan hyvä juttu, jos tuo saadaan teolliseen kuntoon ja kestäväksi. Saa sillä helpompaa käytettävyyttä ja pienempiä häviöitä parissakin tilanteessa. Ei kuitenkaan ihan niin satakertainen ilo kuin miltä uutinen näyttää. (Kännyköissä tilanne on eri, koska siellä virrat jäisivät käsiteltävälle tasolla, ja minuuttilataus onnistuisi käytännössäkin.)

Sekuntipatterikeskusteluunkin on pakko työntää nenäni.

Muulitoimiston hevosmiesten harjausapulaiset tiesi kertoa, että on sellaista sekunnissa känniin viinaa. Sitten saa ostaa kovalla rahalla sellaista sekunnissa yli krapulan mixtuuraa.

Aulis

Joo meni tuossa innostuksessa ja väsymyksessä tehotiheydet ja energiatiheydet sekaisin niin oli sen takia aika leuan loksauttava uutinen, mutta nyt kun sitä katsoo niin eihän se niin hienoa sitten ollutkaan.

Kuitenkin ei se välttämättä niin yksinkertaista ole. Googlailin akkujen tehotiheyksistä ja nappasin wikipediasta seuraavanlaisen sitaatin:

"Most other EVs are utilizing new variations on lithium-ion chemistry that sacrifice energy density (often resulting in batteries with 100Wh/kg or less) to provide extreme power density, fire resistance, environmental friendliness, very rapid charges (as low as a few minutes), and very long lifespans."

Tuon mukaan siis energiatiheydestä tingitään, jotta saadaan mm. tehotiheyttä ja nopeaa latausta aikaan. Nykyisellä litiumioniteknologialla on mahdollisuus sitoa 160Wh/kg, mutta tästä on siis jouduttu tinkimään alle 100Wh/kg:aan. Voisiko olla, että se uusi teknologia mahdollistaisi paremman energiatiheyden, jos ei tarvitsisikaan tinkiä tehotiheyden ja latausnopeuden takia?

Viimeksi muokattu 12 Mar 2009 11:02 luonut Deriv Näytä lisää

Sen sijaan latauspuolella ilo voi olla vähän pienempi, koska siellä rajoittava tekijä on pistokkeeseen tulevan tapsin paksuus. Kunnollisen sähköauton lataaminen minuuteissa vaatii megawattiluokan tehoa.

Jos näitä laitteita sijoitettaisiin huoltoasemille (no ehkä utopiaa vielä), päästäisiin periaateessa samaan "mukavuuteen" ja nopeuteen kuin bensa autoissa ?

Periaatteessa kyllä. Tarvitaan vain hervottoman suuria jännitteitä lataamiseen. Toinen vaihtoehto nopeuttaa lataamista on nostaa sähkövirran suuruutta, mutta kuten nimim. Pakokaasu jo mainitsi, hävikki johtimessa nousee neliöön sähkövirran noustessa.

Sähkövirran aiheuttama johtimen kuumeneminen pitää rajoittaa siten, että se ei aiheuta vaaratilanteita tai materiaalivahinkoja esim. sulattamalla eristeitä. Jännitteen kasvattaminen taas kasvattaa riskiä läpilyönteihin ja siten aiheuttaa sekin vaaratilanteita. Eriste- ja johdintekniikka siis ainakin määrää lopullisen lataustehon maksimin.

Ainiin, johtimessa tapahtuvaan energiahävikkiin vaikuttaa myös johtimen paksuus; mitä paksumpi, sitä vähemmän hävikkiä ja kuumenemista. Latauspiuha huoltsikalla tulisi todennäköisesti siis olemaan aika paksu.

Huoltsikalla voisi varmaan olla muutama hirmuisen kokoinen litiumakku, jota sitten ladataan jatkuvasti. Tälläisellä akkutekniikalla ja käsivarrenpaksuisella kaapelilla (ei ne bensaletkutkaan niin ohuita ole) voisi tipauttaa melkoisen wattituntimäärän nopeastikin. Ja kun huoltiksellakin on akku, niin syöttöjohdon sinne ei tarvitse olle aivan hirvittävä kunhan riittää lataamaan sitä mukaan kun autoja käy keskimäärin. Ruuhka-asemilla toki tarvittaisiin järeämmät akut.

Ranteen paksuista sähköjohtoa ei taida ihan käsipelillä liikutella, eller hur? Tarvitaan myös järeät suojaukset, että vältytään syövältä. Että olisiko tuo omimmillaan utopistisen latausaseman puolella, joka kerää yöllä halvat sähköt verkosta ja purkaa päivän mittaa voitolla 20 min pikalatauksina?

Kyllä 20 minuutin pikalatauksen kanssa pystyy elämään, kunhan sähköautojen litium-akut vain kestäisivät jatkuvaa pikalatausta. Korjatkaa jos olen väärässä, mutta väitän että tällä hetkellä eivät kestä. Jos tällä MIT:n ratkaisulla akku kestää jatkuvaa pikalatausta niin sitten tosi hieno homma! Teslan muuten huhutaan pykäävän Model S sedaniin peräti 440 voltin laturin (mikähän akkuratkaisu). Koittavatko laukaista muna-kana asetelman: pikalatausta ei tule ennen kuin on autoja, jotka siihen soveltuu. http://www.autobloggreen.com/2009/03/12/tesla-rumor-roundup-hq-move-440-volt-charging-in-model-s/

Mutta jos olisin Bernie tai Max niin olisin jo luurissa kiinni ja neuvottelemassa KERS-testejä F1-talleille. Ottaisipa sarja samalla vanhan roolinsa potentiaalisesti kuluttajamarkkinoille tulevan teknologian testikenttänä.

Viimeksi muokattu 13 Mar 2009 10:00 luonut Sahkoautoilija Näytä lisää

Ei huoltsikalla olevan hirmuisen akun tarvitse olla LI-ion. Koska noita akkuja ei tarvitse kuljettaa mukana, voi niiden energiatiheys olla vaikka 10 tai 100 kertaa huonompi. Hinta ja käyttökustannus on ainoat jotka määrää. Kiinteisiin asennuksiin sopisi esim.V-redox -kemia. Sillä on cycle-life erinomainen (> 10000 wikipedian mukaan).

Sen huono puoli on heikko energiatiheys.

Pete S.

Sen hukkaan menneen sekunnin, kun "tankkaatte" sähköä voisitte varmaan istua kiekkomatsissa KUPS-KÖPS ja sitten syödä koko sukunne kanssa burgereita?

Kiinteisiin asennuksiin sopisi esim.V-redox -kemia.

Sillä on vain hirmuinen hinta. 300 dollaria per kWh.

Isolla huoltoasemalla voi olla päivässä satoja tankkaavia asiakkaita, ja jos jokaiselle pitää varata se 50 kWh niin koko toosa maksaa miljoonia.

Ero akkujen latauksen ja bensan tankkauksen välillä ei ole hirvittävän suuri. Voidaan väittää että sähköautoa ladataan enimmäkseen kotona, mutta toisaalta taas bensaa ei tankata joka päivä vaan otetaan pari kertaa kuukaudessa tankki täyteen. Vähemmän ajavat vielä harvemmin. Jos sähköauton omistaja ajelee pari kertaa kuussa mummolaan, tuttaville tai lähikaupunkiin ostoksille, niin se on suurinpiirtein yhtä iso asiakasmäärä huoltoasemille.

Eipä V-Redox kemian hinta taida vielä olla lukkoon lyöty kun sitä ei vielä sarjatuoteta.
Ainakin netistä lukemani perusteella nykyinen käyttö on lähinnä tutkimusprojekteja.

P.S. V-redox akku ajoneuvossa olisi yhdessä suhteessa mielenkiintoinen: Sen "pikalataus" olisi vain "puretun" litkun vaihto "ladattuun", jonka voisi tehdä tankkausasemalla bensan tankkauksen nopeudella. Vahinko, että toimintasäde yhdellä latauksella olisi 150km:n sijaan n. 30-40km olettaen että akkupaketti olisi saman painoinen kuin

e-corollan 150km:n akusto. (V-redox energiatiheys vain 25 Wh/kg).

Pete S.

Vadaniumakun hinta suuremmissa asennuksissa on alimmillaan 150 dollaria per kWh, ja se tulee suoraan vanadiumin maailmanmarkkinahinnoista, koska riittävän suurella kapasiteetilla muut laitteistokustannukset tippuvat marginaaliseksi. Ikävä puoli siinä on se, että jos niitä aletaan tosissaan rakentamaan niin vanadiumin hinta pompsahtaa koska sitä on suht rajallinen määrä saatavilla ja köyhempien esiintymien hyödyntäminen vaatii aina enemmän kapitaalia. Sama ongelma kuin vetyautojen ja platinan kanssa.

Isolla huoltoasemalla voi olla päivässä satoja tankkaavia asiakkaita, ja jos jokaiselle pitää varata se 50 kWh niin koko toosa maksaa miljoonia.

Ero akkujen latauksen ja bensan tankkauksen välillä ei ole hirvittävän suuri. Voidaan väittää että sähköautoa ladataan enimmäkseen kotona, mutta toisaalta taas bensaa ei tankata joka päivä vaan otetaan pari kertaa kuukaudessa tankki täyteen. Vähemmän ajavat vielä harvemmin. Jos sähköauton omistaja ajelee pari kertaa kuussa mummolaan, tuttaville tai lähikaupunkiin ostoksille, niin se on suurinpiirtein yhtä iso asiakasmäärä huoltoasemille.

Aivan yhtä hyvin voidaan väittää vastaan, että isollekaan huoltamolle ei riitä sähköä "tankkaavia" asiakkaita asiakkaita nimeksikään.

Aluksi sähköautot tulevat olemaan täyssähköautoja n. 30% (150+ km akut) ja ladattavia hybridejä 70% (50-100 km akut). Nämä molemmat ryhmät tulevat aivan hyvin toimeen käymättä koskaan lataamassa akkuja huoltamolla. Täyssähköautoryhmässä voi tietysti olla osa sellaisia, jotka ovat valinneet paikallisauton ideologisista syistä, mutta haluavat ajaa pidempääkin matkaa. Näillä tietysti olisi tarve ladata akkuja nopeasti huoltamolla, mutta onko se liiaan pieni ryhmä, että ko. infraa syntyisi?