elbil XJE

Framtidens bil

Om elbilar, laddhybrider, bränslecellsbilar, batteriutveckling, navmotorer, elbussar, elflygplan, mm,
med betoning på miljöaspekter.

http://www.xje.se/ebil/Framtidens-bil.html

Introduktion

Av flera skäl vill vi ju minska användningen av fossilt bränsle, så även för våra bilar.

När jag såg följande nyhet: Elbilen Tesla Model S är Norges mest sålda bil i september 2013 blev jag väldigt glad. Den visar att när det finns elbilar med bra prestanda, så kan omställningen till elbilar gå väldigt fort. Tesla kan gå 480 km på en laddning med batteri på 85 kWh, accelererar 0 - 100 km/h på c:a 5 sekunder, är 5+2 sitsig och har 1795 l bagageutrymme. Tyvärr är den dyr, typ 700 kSEK. Mer glädjande är att VW e-Up elbil såldes mer än Up med förbränningsmotor.

Under 2014 kommer det att finnas flera elbilar att välja mellan som är betydligt billigare än Tesla, typ 250 - 400 kSEK minus supermiljöbilspremien på 40 kSEK och 5 års skattebefrielse. De har vanligen en räckvidd på 100 - 200 km per laddning. Det gör att de är lämpligast för jobbpendling och stadskörning. Eller som andrabil som komplement till en bränsledriven bil som används på längre sträckor. Har man en elbil som enda bil kan man hyra en bränsledriven bil för enstaka längre resor. Vissa firmor, t.ex. Nissan och Volkswagen, ger rabatt på sådant. En elbil har betydligt lägre driftskostnader än en bensin/diesel-bil, 1,50 kr/10 km jämfört med 9 kr/10 km. Har man egna solceller kan elförbrukningen bli gratis. Även servicekostnaden blir lägre; man behöver inte byta olja, oljefiler, luftfilter, ljuddämpare, mm. Jag tror även att man på sikt kommer att flytta ut elmotorerna till hjulnaven. Det ger bättre plats i kupén, vilket bl.a. kan användas för större deformationszon som ger bättre krocksäkerhet. Det ger en enkel lösning för 4-hjulsdrift och kursstabilisering (torque vectoring). De flesta el- och hybridbilar tillåter inte montering av dragkrok. Det är synd, jag vill ha åtminstone en som kan dra ett släp på 500 kg, så att man t.ex. kan utnyttja IKEAs erbjudande om gratis lån av släp när man köpt en bokhylla.

Om det funnits ett lagom tätt utbyggt nät med snabbladdningsstationer så skulle man kunna åka halvlångt även med en elbil med ovanstående data. Nyare elbilar kan ofta laddas till 80 % på 30 minuter. Men ännu finns det inte så många snabbladdningsstationer. Dock är det ganska lätt att bygga ett snabbladdningsnät eftersom vi redan har eldistribution som täcker hela landet överallt. Staten borde se till att det snarast byggs ett sådant snabbladdstationsnät med tillräcklig täthet, det skulle väsentligt påskynda övergången till fossilfri biltransport. Det är bråttom, installera nu, låt bränsletörstiga bilar sen betala notan i efterhand.

En lösning på den begränsade räckvidden för elbilar är att köpa en laddhybridbil. Den kan köra kortare sträckor på el, vanligen 20 - 50 km. Sen tar en bränsledriven motor över. Eftersom de flesta körningar är korta blir det mest el som förbrukas och man får låga driftskostnader, men man kan köra 500 - 1000 km på en tank om det behövs. Det kommer flera sådana bilar under 2014 och är tills vidare ett väldigt bra val för de flesta, man får supermiljöbilspremie på 40 kSEK och 5 års skattebefrielse även för dessa.

En annan lösning på begränsad räckvid och långsam laddning är en bränslecellsbil. Den tankas med vätgas lika snabbt som en bensin/diesel-bil och kan gå lika långt. Men idag är den väldigt dyr och det finns inget nät av vätgasstationer. Och dessa är också väldigt dyra och man behöver tillverka vätgas till dem. Det jag tycker är allvarligast är att verkningsgraden både på bränslecellerna och vätgasproduktionen är långt sämre än verkningsgraden för batterier. Det gör att det inte blir en energieffektiv lösning och bränslekostnaden kommer därmed att bli högre (4,50 - 6 kr per 10 km). Miljömässigt vore det bäst att producera vätgas genom elektrolys av vatten, men det kommer ingen att göra för det är 6 ggr dyrare än att producera det från naturgas. Även med denna effektiva elektrolys blir det dyrare än att producera från naturgas. Så bränslecellsbilar är heller inte lösningen om vi vill köra fossilfritt.

I gengäld sker en enorm forskning på bättre batterier, se nedan. Med succesiva förbättringar år för år av dagens litium-jon-batterier kommer man om 5 - 7 år att kunna halvera kostnaden och därmed dubbla räckvidden. Det finns också redan idag batterier som kan laddas till 90 % på 5 minuter. Om c:a 6 - 10 år kommer det troligen att ske en språngvis förbättring av batterier som ger minst 10 ggr bättre kapacitet än dagens. En elbil av idag skulle med sådant batteri kunna gå 1000 - 2000 km på en laddning. Verkningsgraden från elkälla till drivhjul blir över 80 %, vilket är långt högre än vad ett bränslecellssystem kan ge (28 %). När det finns sådana elbilar, vem vill köpa något annat då?

Så jag anser att vi inte skall satsa pengar på vätgasstationer och bränsleceller. Den dag som det är väl utbyggt kommer det att dö ut då alla kommer att köpa batteridrivna elbilar som är minst lika bra men med betydligt lägre driftskostnad. Då har bränslecellerna hamnat i en återvändsgränd och vi har kastat pengar i sjön. BMW säger om bränsleceller: "advances in battery technology may render them obsolete before they reach production". Det finns ett litet hopp för vätgas genom att extrahera vätgas ur luft eller tillverka det med solljus. Om det skulle fungera praktiskt är det en vinnare, men då behövs inte de dyra vätgasstationerna.

Nedan finns mycket information som bildat underlag för ovanstående slutsats.

Typ av drivlina

Förbränningsmotorer

Energimässigt har förbränningsmotorer (Internal Combustion Engine, ICE) blivit mycket effektivare. För 10 år sedan var en förbrukning på 8 - 10 l /100 km inte ovanlig. Idag ligger ganska många dieselmotorer på 3 - 4 l /100 km och bensinmotorer runt 5 l/100 km. Ur miljösynpunkt har koldioxidutsläppen minskat i samma grad som bränsleförbrukningen om man använder fossilt bränsle. Men det finns också möjlighet att köra på biobränslen. Bäst är biogas, det ger noll-utsläpp och konkurerar inte med matodling eller orsakar skövling av tropisk skog (som etanol kan göra).

Den teoretiska maximala verkningsgraden för en bensinmotor (av Otto-typ) är 56 %, för en dieselmotor något högre. Men i praktiken kan man som bäst få 45 % för en dieselmotor och 35 % för en bensinmotor. Och det gäller vid optimal effekt och varvtal, t.ex. för en räckviddsförlängare i en seriehybrid. En motor som används med varierande varvtal, som i en vanlig bil, har c:a 10 procentenheter lägre verkningsgrad. Det är alltså väldigt mycket lägre än den över 90 % verkningsgrad som en elmotor har. I transmissionen förloras ytterligare effekt, så verkningsgraden tank - hjul är typiskt 13 % i fallet förbränningsmotor, att jämföra med över 88 % batteri - hjul för fallet elmotor.

Elbil

elbilsbatteri En elbil (Electric Vehicle, EV, eller Battery Electric Vehicle, BEV) har en, två eller fyra elektriska motorer som driver bilen och ett någorlunda stort batteri som driver motorerna. Trots att både batterier och motorer har över 90 % verkningsgrad så blir räckvidden på en laddning begränsad. Med några undantag hamnar den vanligen mellan 100 och 200 km. Det beror på att dagens batterier har låg effekttäthet, ungefär 150 Wh/kg medan bensin har 13000 Wh/kg. Vinterväder medför dessutom behov av mer ström p.g.a. högre rullmotstånd och för att värma kupé och annat, vilket i värsta fall kan ge en halvering av räckvidden. Eftersom det behövs mycket batterikapacitet svarar batteriet för en stor del av elbilens kostnad. Men batterierna förbättras för varje år och räckvidden kommer att öka och priset minska. Tekniskt är en elbil enklare än en förbränningsbil att tillverka, så när man fått erfarenhet och storskalighet så kommer elbilen att bli billigare än en förbränningsbil.

Kringutrustning som strålkastare, strålkastarrengörare, vindrutetorkare, radio, uppvärmning av batteri, kupéluft, stolar och rutor, mm. drar också ström och påverkar därmed räckvidden. Det har visat sig att om man inte värmer kupéluften så mycket men har uppvärmning av ratt och stolar så kan man spara ström för samma upplevda komfort. Några få bilmodeller sparar ström vid uppvärmning genom att använda värmepump, smart! Andra värmer med en etanolbrännare, då blir det en del koldioxidutsläpp. Kanske skulle man kunna använda värme/kyla-batterier. Här en lista på elbilarna med längst räckvidd.

Elmotorer har mycket bra vridmoment redan vid låga varvtal vilket ger mycket bra acceleration vid låga hastigheter. En elbil känns därför pigg i stadsmiljö. Om bilen känns pigg vid motorvägsfart beror på vilken effekt elmotorerna har. Även elmotorer för hög effekt väger inte så mycket, så det är onödigt av fabrikanterna att snåla med effekten och få en slö bil. När man bromsar med en elbil så fungerar elmotorn som generator och lagrar rörelseenergin i batteriet och det kan sen användas för att accelerera bilen efter stoppet. En elbil orsakar inga koldioxidutsläpp om den laddas med svensk el. Bränslekostnaden blir låg, c:a 1,5 SEK/10 km. Här är en lista på aktuella elbilar. En intressant elbil som skall komma år 2017 är Tesla Model 3 som är en enklare variant av Tesla Model S men för halva priset (c:a 350000 kr). Audi skall komma med en bil som går 500 km på en laddning.

Hybridbil

En hybridbil (Hybrid Electric Vehicle, HEV), även kallad fullhybrid, har, som namnet antyder, både en förbränningsmotor och en elmotor. Båda hjälper till att via kuggväxlar driva hjulen. Det finns också ett litet batteri som elmotorn jobbar mot. Även här kan batteriet vid bromsning tillgogöra sig rörelseenergin. Elmotorns stora vridmoment ger pigg acceleration vid lägre farter och förbränningsmotorn kan i st. optimeras för högre verkningsgrad vid högre hastigheter. Man kan inte köra några längre sträckor på el med en hybridbil, vanligen mindre än 2 km. Finnessen med en hybridbil är att bränsleförbrukning minskar en aning. Då principen bara behöver ett litet batteri så blev hybridbilar första tillämpningen av batteri i bil eftersom stora batterier har varit så väldigt dyra.

Laddhybridbil

laddhybridbil En laddhybridbil (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) är som en hybridbil fast med lite större batteri, dock ej så stort som i en elbil. Bilen har även en laddare så att batteriet kan laddas från det fasta elnätet. För sträckor upp till vanligen 20-50 km kan man då köra på enbart el. När batteriet blir tomt tar förbränningsmotorn vid och man kan därigenom köra långa sträckor och slipper den räckviddsångest som körning med elbil ofta ger. Om majoriteten av körningarna är korta kommer kostnaden per mil att bli mycket lägre än för en vanlig bil. Här är en lista över aktuella laddhybrider. Observera att Toyota Prius laddhybrid ej går på el över 86 km/h. Det kan ev. gälla någon annan laddhybrid också, kolla före köp! Några kommande laddhybrider: Audi A3 e-tron, Audi A3 Sportback e-Tron Plug-In Hybrid, Audi Q7 e-tron quattro diesel PHEV, BMW i8, BMW X5 eDrive(?), BYD f3DM(?), BYD Qin(?), Ford Mondeo(?), Hyundai Sonata, Kia Optima, Mazda, Mercede C-klass, Mercedes S 500, Peugeot 3008 HYbrid4 laddhybrid, Porsche Cayenne SUV, Porsche Panamera, Porsche 717 EV, Range Rover, Subaru’s VIZIV2 plug-in diesel-hybrid, Volvo XC90, VW Golf plug-in hybrid, VW Polo plug-in hybrid, VW Passat plug-in hybrid, VW Twin-Up(?), VW CrossBlue Coupé(?). Man borde göra laddhybrider som kan gå på gas, helst biogas, men det finns såvitt jag vet ej nu. Laddhybrider kan göras efter två olika principer: parallellhybrid eller seriehybrid.

Parallellhybridbil

parallellhybrid

I en parallellhybrid (ofta också kallad PHEV) jobbar både förbränningsmotor och elmotor via kuggväxlar mot hjulen. Fördelen är att det blir summan av deras effekt som påverkar hjulen. Nackdelen att förbränningsmotorn måste jobba med variabelt varvtal och därigenom sämre verkningsgrad, samt att vikten ökar p.g.a. kuggtransmissionen. Trots detta är de flesta av dagens och kommande laddhybrider parallellhybrider. Undantagen är bl.a. Chevrolet Volt/Opel Ampera, BMW i3 med räckviddsförlängare och kommande Mazda. En seriehybrid behöver oberoende av accelerationsprestanda en förbränningsmotor på mindre än 40 hk (en av dess fördelar), har laddhybridbilen mer är det ganska sannolikt en parallellhybrid.

Seriehybridbil

seriehybrid

I en seriehybrid (extended Range Electric Vehicle, eREV) är det bara elmotorer som driver hjulen. Förbränningsmotorn driver med konstant varvtal en generator som laddar batteriet när det behövs. Detta kallas en räckviddsförlängare (Range Extender). Det ger högre verkningsgrad, d.v.s. det går åt mindre bränsle när man kör längre sträckor. Förbränningsmotorns effekt behöver inte vara större än vad som genomsnittligt går åt för motorvägsfart. Det räcker med en liten motor på bara 30 hk. En sådan liten motor har mindre friktionsförluster än en större motor, ytterligare en anledning till att en seriehybrid kan ha låg bränsleförbrukning. Examensarbetet här tar fram just en sådan bil: Nytänkande inom miljöbilsområdet. Precis en sådan bil skulle jag vilja ha, stor som en Toyoya Prius med 440 l bagage. Dock vill jag ha möjlighet att montera dragkrok, 4 navmotorer och lite mer elmotoreffekt för piggare acceleration.

Här en orginell, mycket kompakt, bränsledriven räckviddsförlängare: DLR researchers unveil a new kind of range extender for electric cars. En sådan frikolvsmotor har en teoretisk verkningsgrad upp mot 65 % och experimentellt har man nått 56 %. Frikolvsmotorer kan använda bensin, diesel, biogas och vätgas. Med de senare två kan även räckviddsförlängaren köra fossilfritt. Toyotas frikolvsmotor har 42% verkningsgrad. Libertines frikolvsmotor påstås vara mindre, lättare och effektivare än övriga. En mer traditionell räckviddsförlängare från MAHLE med 35 % verkningsgrad (motor+generator). En vibrationsfri räckviddsförlängare från KSPG. Det finns också turbindriven räckviddsförlängare från Wrightspeed. Man skulle också kunna använda ett aluminium-luft-batteri som räckviddsförlängare, det kommer år 2017.

Bränslecellsbil

seriehybrid En bränslecellsbil (Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) är ungefär som en seriehybridbil men räckviddsförlängningen består av bränsleceller i st.f. förbränningsmotor+generator. En bränslecell gör el av vätgas och luft varvid det bildas vatten. Fördelen med tekniken är att den inte ger avgaser och det går fort att tanka fullt. Men tekniken är väldigt svår. Att lagra tillräckligt med vätgas kräver att den förvaras under mycket högt tryck i tankar. Och bränslecellerna åldras lätt av de föroreningar som finns i luften. Bilarna kostar idag väsentligt mer än andra jämförbara bilar. Sen behöver man bygga ut ett nät av tankställen för vätgas. Detta är också väldigt dyrt, de kostar 10 MSEK per styck, 20 ggr dyrare än en snabbladdningsstation för elbil. Och man behöver tillverka denna vätgas. Enklast görs detta lokalt av vatten och el, men verkningsgraden för detta är bara 70 %. Central produktion i stor skala kan göras effektivare, men det faller på att distribution av vätgas är ineffektiv och dyr. Även om bränslecellerna har högre verkningsgrad, 40 %, än förbränningsmotorer, så är den väsentligt lägre än för batterier. Totalverkninsgraden blir då 28 % och det gör att det även på sikt kommer att vara dyrare per mil att köra på vätgas än batteri, 4,50 kr/10 km i st.f. 1,50. Här är en grundlig genomgång av hela vätgas-kedjan från produktion till bil.

Batterier

batteri Det pågår en mycket intensiv forskning huvudsakligen i Korea, Japan, USA, Kina, Tyskland, Schweiz och Israel för att få bättre batterier för elbilsbruk. Det är både grundforskning och tillämpad forskning. T.ex. vad händer på molekylnivå när man laddar och urladdar och vad orsakar degradering (MAX-4 och ESS kommer att kunna användas bl.a. för detta). Man vill ha högre kapacitet, lägre kostnad, längre livslängd, och det får inte ske på bekostnad av säkerheten. Dagens elbilsbatterier är av litium-jon-typ. Här sker små successiva förbättringar år för år. Men helt nya batterityper verkar kunna ge drastiskt ökad kapacitet, 10 ggr eller mer. Det tar dock troligen 6 - 10 år att utveckla dem för praktisk användning, men sen går det fort. Vissa firmor lovar sådana redan 2015 - 2017. Här en lista med intressanta batteriutvecklare.

Alla batterier för elbilsbruk har ett Battery Management System (BMS) som håller reda på batteripaketets status och ser till att det inte överbelastas vid laddning eller drift. Ett avancerat BMS kan få ut väsentligt längre räckvidd ur batteripaketet än vad ett enkelt BMS kan. Exempelvis har denna demo Volvo C70 konverterad av ElectroEngine en räckvidd av 400 km per laddning med batteri på endast 56 kWh. Tesla Model S är nästan lika bra.

Alla laddningsbara batterier förlorar en del av sin kapacitet med tiden. När de kommit ner till 80 % kapacitet vill man nog byta batteriet för att inte tappa för mycket räckvidd. De flesta firmor lovar att batteriet håller i 8 år, men de brukar hålla längre. Intressant är att det finns en ny marknad för dessa begagnade batterier, vilket gör det billigare att byta.

Beroende på vad batterier skall användas till är det olika egenskaper som är viktiga. Batterier för att utjämna tillgången på el från solceller eller vindkraftverk bör ha låg kostnad per energikapacitet, kronor per Watt-timme (kr/Wh eller $/Wh). För bärbara datorer och mobiler är det även viktigt med hög energikapacitet i förhållande till vikt och volym (Wh/kg resp. Wh/l). För borrmaskiner skall batteriet intermittent klara höga strömstyrkor. Man vill också att batterierna skall klara många laddcykler (upp- och urladdningar) innan kapaciteten har gått ner till 80% . Batterier för elbilar har högst krav, de skall samtidigt vara bra på alla ovanstående egenskaper och även klara sommar- och vinterklimat.

Litium-jon-batterier

Teknisk beskrivning av olika typer av litium-jon-batterier och deras egenskaper: Battery white paper och Materials utilised in lithium batteries. Det finns många olika varianter med olika material. Litiumtillgången i världen lär räcka till elbilar, men det kan bli problem att öka produktionen av kobolt. Batterier kan optimeras för bästa energitäthet, flest laddcykler, minsta självurladdning, etc., men inget material är bäst i alla egenskaperna samtidigt. Litium-jon-batterier har en del problem som forskning och utveckling behöver åtgärda. Som nämnts sker för det successiva förbättringar år för år. Det har resulterat i 60 % lägre kostnad och 2,5 ggr större kapacitet jämfört med för 5 år sedan. Det finns olika gissningar hur fort det går i fortsättningen, men dubbel energitäthet i Wh/kg och halva kostnaden i kr/Wh om 5 - 7 år verkar rimligt. Fast enligt nedan kan det uppnås redan år 2015. Inte många projekt angriper problemet med dålig laddning i stark kyla.

Uppskattade successiva förbättringar

Forecasted battery cost Halva kostnaden om 4 år: DoE forecasts far cheaper, lighter, longer-lasting EV batteries by 2015
Kostnaden 1/3 om 8 år: Study Forecasts Lithium Battery Costs to Drop 70 Pct by 2025
Halva kostnaden om 6 år: THE PRICE OF BATTERIES
Halva kostnaden om 13(?) år: Battery Status and Cost Reduction Prospects
Halva kostnaden om 6(?) år: Deutsche Bank revises li-ion battery cost forecasts downward to $250/kWh by 2020
Lite dyrare än halva kostnaden om 6 år: Batteries for electric cars
Fem ggr billigare från 2012 till 2030: Winfried Hoffmann: Stored Electricity As Low As $0.06/kWh By 2030
14 % billigare per år: EV Battery Costs Already ‘Probably’ Cheaper Than 2020 Projections
Hur Tesla halverar batterikostnaden för batterier till kommande Model-3 elbil: Tesla: Gigafactory Tipping Point

Drastiska förbättringar

Flow battery Den princip som blir först att öka energitätheten minst 3 ggr och komma i produktion är troligen litium-svavel. Kommer i en elbil år 2020 enligt Uppsalaforskare. Här är några projekt som skall öka energitätheten för litium-jon-batterier 2-5 ggr eller öka maximalt antal laddcykler :
 
Optimering av det som är utanför cellerna ger 41% viktreduktion och 63% lägre kostnad: EV-Lite project develops lighter and cheaper battery pack
Säkrare och bättre med fast elektrolyt: Säkrare litiumjonbatteri med keram som elektrolyt
Dubbel kapacitet, halva priset, och säkrare med fast elektrolyt, klar 2016: Sakti3's Big Claim: EV Batteries with Double the Energy Density and Half the Weight and Cost  Sakti3 demonstrates impressive energy density with solid-state battery cells   CEO berättar om fördelarna med Sakti3:s batterier   intervju med CEO   Dyson invests in Solid-State battery firm Sakti3
1143 Wh/l med fast elektrolyt: Secretive Company Claims Battery Breakthrough
Kapacitet 3 ggr med fast elektrolyt: TOYOTA RESEARCHERS DEVELOP ALL-SOLID-STATE LI-ION BATTERIES
Fast elektrolyt ger hög effektivitet och mer än 10000 laddcykler: ORNL team demonstrates high-voltage solid-state battery with impressive cycle life
Kapacitet 4 ggr med fast elektrolyt och tål 200 °C: PATHION Announces Breakthroughs in Safe High-Energy Lithium Ion Batteries
Fast elektrolyt har bara fördelar: Going solid-state could make batteries safer and longer-lasting
En fast elektrolyt med många fördelar: Researchers use superionic conductors as electrolytes for solid-state batteries
Svensk elektrolyt som är säkrare och billigare: Nytt svenskt material vässar litiumbatterier
Fast elektrolyt som tål 150° C och hög ström: Hitachi researchers demonstrate thermally durable solid-state Li-ion battery
Lera som elektrolyt: Liquid or solid-state? Clay electrolyte offers the best features of both
VW testar batteri med fast elektrolyt och 4 ggr kapacitet: VW Chairman thinks solid-state batteries can deliver 700 km range
Tredubbel kapacitet, 60 % billigare, volymproduktion år 2015: High-capacity Film-type Lithium-ion Battery Developed Using Coating Process
Seeo snabbar upp introduktionen av sitt fast-elektrolytbatteri med dubbel kapacitet: Samsung leads $17M investment in Solid State Lithium Ion Battery Start-up   A Prototype Battery Could Double the Range of Electric Cars   Advanced Battery Consortium awards funds to Seeo to test solid polymer battery modules
Fast elektrolyt kombinerad av glas och polymer: New electrolyte for solid-state batteries combines polymer and glass
Halvfast elektrod ger litium-jon-batteri till halva kostnaden: 24M introduces semisolid lithium-ion cell claiming half the cost of current technology
Halvflytande batteri med dubbel kapacitet och halva priset: New manufacturing approach slices lithium-ion battery cost in half
Nissan Leaf med dubbel räckvidd år 2017: Nissan Leaf with 300 km range on sale by 2017
Swatch skall göra litium-jon-batterier till sin bil 30 % bättre än dagens: Swatch Announces Bold Move Into EV Batteries
Dubbla kapaciteten: Envia Systems Delivers High Energy Density Battery Materials Available for Commercial Testing Men de lyckades inte: Once-Promising Battery Technology Falls Short   Why We Don’t Have Battery Breakthroughs
Litium-metall-polymer-batteri med dubbel kapacitet (330 Wh/kg) i full produktion: Elektroauto schafft Reichweiten-Rekord   A 375-Mile Battery Range: Too Good to be True?   DBM Energy's record-breaking KOLIBRI battery passes government tests
Forskare kan nu se hur batteriförstörande dendriter bildas: Real-time images of lithium dendrite structures could lead to better batteries
En tillsats av CsPF6 i elktrolyten ger fungeranade litium-metall-batteri: Scientists discover how to prevent dendrite formation in batteries
Säkert polymer litium-jon-batteri med 3 ggr kapacitet: New battery could be killer app for electric cars
Tredubbel kapacitet: New Lithium Si-Graphene Battery Material Opens Doors   CALBATTERY’S NEW SIGR ANODE MATERIAL HOPES TO BREAK THE BATTERY BOTTLENECK
Sand ger billigt batteri med kiselelektrod och 3 ggr kapacitet: Scalable Synthesis of Nano-Silicon from Beach Sand for Long Cycle Life Li-ion Batteries
Mer forskning om kiselbaserade elektroder: DOE-SUPPORTED RESEARCH PROJECTS SEEK TO COMMERCIALIZE SILICON-BASED ANODES   US Department of Energy doubles lithium-ion battery capacity with spongy silicon
Blanda in lite nano-kisel i anoden och få 2 - 4 ggr kapacitet utan kostnad: Paraclete Energy says its low-cost silicon nanoparticles can at least double your current anode capacity
Grafén ger användbart kiselbaserat litium-jon-batteri: Samsung doubles lithium ion battery capacity   Samsung says it can immediately double capacity of Li-ion batteries
Lösningen hur man får ett kiselbaserat litium-jon-batteri med 6 ggr kapacitet att hålla länge: Evidence of covalent synergy in silicon–sulfur–graphene yielding highly efficient and long-life lithium-ion batteries
Jonisk elektrolyt ger många fördelar, speciellt för litium-kisel-batteri: Ionic liquid electrolytes may open the door for higher-voltage batteries
Tredubbel kapacitet, snabbare laddning: Tenntrådar tripplar batterikapaciteten
Tredubbel kapacitet, klart år 2016: OXIS to speed up the deployment of Li-S automotive battery systems for use in vehicles   OXIS Energy achieves specific energy of 300 Wh/kg with lithium-sulfur cell   Oxis_logotype_RGB_high_res.jpgFrost & Sullivan Lauds OXIS Energy for its Lithium-Sulfur Battery Chemistry that Delivers Superior Energy and Safety Profiles   European ALISE collaboration aims to commercialize lithium-sulfur batteries
Litium-svavel-batteri som är billigt att tillverka: New Cathode Makes Li-S Batteries Last Much Longer
Mer än dubbel kapacitet och 1500 laddcykler: Holistic Cell Design by Berkeley Lab Scientists Leads to High-Performance, Long Cycle-Life Lithium-Sulfur Battery
Litium-svavel-batteri med mer än 4000 laddcykler: Litiumsvavelbatteri med hög kapacitet
Fyrdubbel kapacitet: Li-Sulfur Batteries with Metal-Organic Frameworks offer 800 km Range   New all-solid sulfur-based battery outperforms lithium-ion technology   Lithium sulfur: A battery revolution on the cheap?   GM researchers develop improved Li-Sulfur cathode material
Tredubbel kapacitet för Litium-svavel-batteri, klart år 2020: Next Generation GS Yuasa lithium-ion battery triples energy
Stabilt litium-svavelbatteri med 99% verkningsgrad: Beating the polysulfide shuttle to build a solid-state battery approaching theoretical capacity
Li-S-batteri med låg kostnad och 3 ggr kapacitet: The Autowende Is Here In More Ways Than One: “Revolutionary” EV Battery Begins Production
Tillsatser i elektrolyten hindrar dendritbildning som kan ge brand: Kemikalier hindrar brand i litiumjonbatterier
Långlivat litium-svavel-batteri med 4 ggr kapacitet: Researchers discover new high-performance cathode material for lithium-sulfur batteries
Optimerad anod och katod ger litipum-svavelbatteri med dubbel kapacitet som klarar många cykler: Comparable To That Of Lithium-Ion Batteries & Double The Energy Density
14 Europeiska universitet tar fram ett litium-svavel-batter: European researchers: Our new Li-sulfur battery is more energy-dense, cheaper and safer
Litium-svavel-batteri 40% bättre, klart år 2020: Sony working on high-capacity lithium-sulfur and magnesium-sulfur batteries
Katod av svavel-grafén ger hög kapacitet och strömstyrka: Lithium-Sulfur Batteries With High Capacity + Rate Performance Via Vertically Aligned Sulfur-Graphene Nanowall Cathodes
Med hjälp av vitamin-C kan man öka kapaciteten 20 % för svavel-grafén-batteri: Researchers develop 20% improved lithium-sulfur battery for electric cars using vitamin C
Brandsäkert batteri med hjälp av membran: Kevlar gör batteriet brandsäkert
Kevlarfilm minskar risken för kortslutning och minskar cellvolymen: Kevlar-based nanocomposite foils dendrites for bulletproof batteries   Energy Storage Breakthrough From Bullet Proof Dendrite-Squashing Yellow Fuzz
Nanofolier av mangandioxid bästa alternativet för litium-svavel-batterier: Researchers announce significant improvement in Li-S battery performance and cycle life
Graphene wrapper enhances performance of lithium-sulfur batteries
Kapacitet 7 ggr med litiumperoxid: New Rechargeable Cell Has 7 Times Higher Energy Density Than Li-ion Cells
Tre ggr snabbare laddning, cellspänning ökar från 3 till 5 V med en ny elektrolyt: Latest Lithium-ion battery research may boost charging speed by 300 percent
Dubbel kapacitet och mer: Toyota preps solid-state batteries for '20s
Anod av kol-kisel ger 4 ggr kapacitet och 1400 laddcykler: A longer life for lithium-sulfur batteries
Tesla börjar använda elektrod av-kol-kisel: Tesla tweaks its battery chemistry: a closer look at silicon anode development
Anod av germanium nanotrådar ger högre kapacitet och mer än 1000 cykler: Irish researchers’ breakthrough doubles battery life of phones, laptops and e-cars
Billigt sätt att tillverka germaniumtrådar: Simpler Process to Grow Germanium Nanowires Could Improve Lithium-Ion Batteries
Med hjälp av kolnanosfärer kan man använda litium som elektrod och få hög verkningsgrad: Stanford team develops stable lithium anode  Stanford Team Achieves ‘Holy Grail’ of Battery Design: A Stable Lithium Anode
Kolfibermall för en metallisk litiumanod ger stabilt batteri med upp till 10 ggr kapacitet: Stanford team develops Li-metal anodes
Produktionsklar anod av kol-kisel: EnerG2 Announces Major Breakthrough in Lithium-Ion Battery Capacity and Performance   Seattle Lithium Battery Maker Claims 'Next-Generation' Energy Breakthrough
Fast elektrolyt, 4 ggr kapacitet, elbilbatteri år 2015: A123 Venture Technologies Agrees to Collaboration with MIT Start-up SolidEnergy   MIT Scientists Develop Electric Car Battery to Support 400 Mile Charge   Nytt mobilbatteri fördubblar driftstiden   SolidEnergy hopes to double EV battery range by 2017
50 kWh i 190 kg: Bosch working on 50 kWh battery packs weighing only 190 kg
Fast elektrolyt med bättre konduktivitet: Stanford team improves potential of solid-state electrolytes by enhancing ionic conductivity   Researchers Enhance Ionic Conductivity Of Solid Electrolyte By 3 Orders Of Magnitude — Potential For High-Energy Li-Ion Batteries
Femdubblad kapacitet, fler laddcykler: SLAC: “yolk-shell” design for Lithiun-sulfur battery   World-Record Battery Performance   New 'pomegranate-inspired' design solves problems for lithium-ion batteries
Oregelbunden katod är bättre: MIT: Disordered materials hold promise for better batteries   MIT researchers find messy batteries might be better
Produktiv metod att göra kisel-nanofibrer: Paper-like material could boost electric vehicle batteries
Peptider kan styra tillverkningen av elektroder i nano-skala: Snail shells inspire new battery design
Ytbelagd LMO-katod klarar högre temperatur: UNIST team develops novel coated LMO cathode material with resistance to elevated temperatures for EVs
Säker även när den skadas: Porous Power Enhances Safety, Cycle Life and Performance of Lithium-Ion Batteries with New Type of Ceramic Separator   POROUS POWER’S NEW MICROPOROUS MEMBRANE WILL BOOST LI-ION BATTERY PERFORMANCE
Säkert och billigt batteri: Brandsäkrar litiumbatteriet med tuggummi
Billig elektrodtillverkning: Sotet från brinnande ljus kan ge billigare elektroder i litiumjon-batterier
Bättre elektrod än kol: Svampar ger batteriet längre liv
Ett sätt att använda nickel som katod utan livslängdsproblem: Two-level cathode structure improves battery performance
LitiumBorHydrid ger säkrare batteri: New Lithium Battery Created in Japan
Med kolnanorör kan litium-jon-batterier göras billiga och miljövänliga: Sticky composites
Elektroder av grafén och metalliskt litium ger billigt batteri med 3 ggr kapacitet: New Battery, Free of Toxic Cobalt, Is Safer and Easier To Recycle Than the Lithium-Ion Batteries Sold Today
Grafén som elektrod ger lättare batteri: Graphene batteries and supercapacitors could give EV sales some serious thrust
Grafén lättast att tillverka med fritering: Nytt receptet för effektiva batterier: friterad grafen
Enkelt sätt att tillverka större grafén-ytor: ORNL breakthrough could enable wider application of graphene composites
Elektrod av kisel-grafén ger billigt batteri med 8 ggr kapacitet och 10 ggr snabbare laddning: Superior Anode Technology for Next Generation Li-ion Batteries
Tre ggr kapaitet med nanorör av kiseldioxid: New Material Makes Li-Ion Batteries Last 3 Times Longer
Tre ggr kapacitet med elektroder av kisel och svavel+grafén: USC Viterbi professor Chongwu Zhou and research team develop cheap, better-performing silicon anode and sulfur-based cathode for Li-batteries
2.5 ggr kapacitet med anoder av kisel och kopparfluorid: WILDCAT’S NEW COPPER FLUORIDE CATHODE MATERIAL OFFERS 2.5X MORE CAPACITY THAN TODAY’S BATTERY TECH
Båda elektroder av kol ger snabbladdat batteri som är säkrare och billigare: A Japanese startup unveils a long-lasting and safer battery made from carbon   Is Tesla Planning to Produce Dual-Carbon Lithium Batteries?
Katod av polymer ger 4 ggr kapacitet och halva priset: New “Super Battery” Energy Storage Breakthrough Aims At $54 per kWh
Öka batteriets laddning med ljus: World's first "aqueous solar flow battery" outperforms traditional lithium-iodine batteries
Brandsäker elektrolyt klarar 200 °C: RESEARCHERS FIND NEW NON-FLAMMABLE ELECTROLYTE FOR LI-ION BATTERIES
Inbyggt övertemperaturskydd i cellen: New material shuts down batteries at high temperatures and restarts when it cools
Fler än 1000 laddcykler: SLAC: New Nanostructure for Batteries Keeps Going and Going
Fler än 10000 laddcykler: German researchers create Li-ion battery good for over 10,000 cycles
Fler än 20000 laddcykler: Forskare vid Siemens har utvecklat ny cellkemi som gör att litiumjonbatterier klarar 20000 laddcykler.
Fler än 25000 laddcykler: Japanese research extends battery life by 70 years
Fler än 100000 laddcykler: Nanowires Dramatically Increase Lithium Ion Battery Life   100k Cycles and Beyond: Extraordinary Cycle Stability for MnO2 Nanowires Imparted by a Gel Electrolyte   Billigare teknik ger batterier “evigt” liv
Fler laddcykler: Hon skapar framtidens batterier i Boston
Elektrolyt med dubbel funktion ger fler laddcykler: ‘Double-duty’ electrolyte enables new chemistry for longer-lived batteries
Varför litium-batterier åldras: SCIENTISTS DISCOVER THE SECRET OF AGING (OF LITHIUM-ION BATTERIES)
Laddning vid låg temperatur: Safe Charge Rates for Lithium-Ion Cells
Förbättra litium-jon-batterier vid låg temperatur: IMPROVING LOW TEMPERATURE OPERABILITY OF LITHIUM-ION BATTERIES
Klarar högre och lägre temperaturer: A123 Systems Introduces Breakthrough Lithium Ion Battery Technology That Optimizes Performance in Extreme Temperatures
Värmer upp batteriet vid låg temperartur: Smart litiumjonbatteri klarar sträng kyla
Karossen som batteri sparar vikt: What if the body of the car itself was a battery?
Karossen som superkondensator: Supercapacitor panel-powered EVs a ‘reality’ in 5 years say QUT researchers

Metall-luft-batterier

zink-luft

Det som är intressant med ett metall-luft-batteri är att dess teoretiska energitäthet kan bli ännu större än den för bensin. Det gör det till en bra kandidat för elbilar. Men det återstår en hel del forskning innan man har ett användbart batteri. Det förväntas ta 6 till 10 år. Men det finns mer än 50 olika forskargrupper i världen som sysslar med detta, så det är troligt att man lyckas till slut.

Det är förvånande att man forskar så mycket på litium-luft-batterier, dels räcker inte litium för en global elbilsanvändning (fast här är en ny källa för litium: Geothermal Power Plants Could Help Produce Lithium for Electric Cars) och dels brinner litium vid kontakt med vatten. Aluminium-luft och zink-luft har inte dessa nackdelar, är också billigare men har ändå stor energitäthet.

Det är troligt att första generationens metall-luft-batterier inte kan leverera de höga strömmar som intermittent behövs vid snabbladdning och för att driva elmotorerna i en elbil vid acceleration. Men det senare kan man enkelt lösa genom att metall-luft-batterierna laddar litium-jon-batterier som sen driver elmotorerna: Metal air battery as range extender.

Range=500 miles

Projekt Battery 500 (litium-luft)

Ett av de största projekten är Battery 500 miles som leds av IBM. Det startade år 2009 och man avser hålla på tills man har lyckats göra ett batteri för elbilsbruk med minst 7 ggr bättre kapacitet än dagens. Några olika artiklar om detta projekt följer här:
Kort inledning: Huffington Post: IBM Battery 500
Lite längre artikel om övervunna problem och vad som är kvar att göra: New Electronics: IBM Battery 500
Teknisk utförlig presentation: CeBIT 2012: IBM Battery 500

Andra metall-luft-projekt

The 5-5-5 battery plan: 5 ggr kapacitet, 5 ggr billigare, inom 5 år: U.S. quest for 5X battery boost seeks 'game-changing' tech   Update on JCESR’s progress toward 5-5-5 battery for EV and grid applications; convergent and divergent research strategies
Titaniumkarbid i st.f. kol i katoden på litium-luft-batteri ger fler laddcykler: ST ANDREWS UNIVERSITY – DEVELOP EXCITING NEW BATTERY TECHNOLOGY
Kapacitet 11 ggr bättre: Metal-Air Battery Could Store 11 Times More Energy than Lithium-Ion
Kapacitet 10 ggr bättre och 5 ggr billigare: New 'lithium-air' batteries could be 10x more powerful, 5x cheaper
Kapacitet 10 ggr bättre med användning av solid electrolyte nanomaterials membranes: Lithium Air Industries (LAI) has developed a new generation of ultra-high energy density lithium air rechargeable batteries
3D-strukturerad kol ger litium-luft-batteri med 5-10 ggr kapacitet och många laddcykler: Researchers Develop More Efficient 'Lithium-Air' Battery
Litium-luft med 5 ggr kapacitet: PolyPlus develop 800 watt hours/kilogram lithium-air cells
En jonvätskeelektrolyt för litium-luft-batterier som har hög verkningsgrad och är mycket stabil: BMW researchers and colleagues in project ABILE develop optimized ionic-liquid-based electrolyte for efficient Li-air batteries
Använder katod av kolfiberrör men verkar ligga efter tidsmässigt: MIT: A Better Lithium Battery?
Kolfiberrör och nickelskum ger hög kapacitet: Nickel Foam, Nanotechnology Enable Lightweight Lithium Batteries
Grafén som elektrod: Graphene The Missing Link In Lithium-Air Battery Technology?
Grafén Litium-luft med fler laddcykler: The Lithium Air Battery Makes Progress
Vattenbaserat litium-luft-batteri: RESEARCHERS DEMONSTRATE AQUEOUS LITHIUM-AIR BATTERY WITH ENERGY DENSITY OF 300 WH/KG
Litium-luft-batteri utan sudden-death med hjälp av vatten: Carnegie Mellon Researchers Increase Lithium Air Battery Energy Capacity 5x
Nästan klar att leverera litium-luft-batterier: The unique technology developed by Excellatron has overcome these problems and pushed Li/Air batteries closer to practical applications
Volkswagen testar litium-luftbatteri med 4 ggr kapacitet: The battery tech that could change electric cars
Litium-syre-batteri med 5 ggr kapacitet: Lithium-Air Batteries With 5x Energy Density Lithium-Ion Batteries
Kapacitet 2-3 ggr med anod gjord med virus: MIT: Better batteries through biology?
Natrium-luft enklare att hantera än litium-luft: Sodium-air battery shows potential
Natrium-luft ger billiga batterier: Sodium-air Batteries could replace Lithium-ion in Electric Vehicles
Järn-luft och kalium-luft fungerar också: I.T. Futurist: Metal-Air Battery Technology Evolves
Mer än 2 ggr bättre kapacitet: GCEP scientists develop high-efficiency zinc-air battery
Kapacitet 2 ggr och 3 ggr billigare: Zinc-air Battery Company Claims Novel Electrolyte Will Do The Trick
Kapacitet 3 ggr bättre: Phinergy has developed electrically rechargeable zinc-air batteries
Bättre kapacitet än litium-jon och billigare än blybatterier: Zink-luft-batterier från Eos Energy Storage   Eos Raising $25M to Build Megawatts of Low-Cost Zinc Batteries for the Grid.
Tanka flytande fulladdat batteri på 3 minuter som räcker 600 km: Filling up an electric car battery like a gas engine
Aluminium-luft-batteri som räckviddförlängare 1600 km: Aluminium-air battery can power electric vehicles for 1,000 miles, will come to production cars in 2017   PHINERGY PARTNERS WITH ALCOA TO COMMERCIALIZE ITS ALUMINUM-AIR BATTERIES   ‘Hybrid’ electric car goes 1,000 miles on a single charge   Phinergy CEO explains aluminum-air batteries for 1,000-mile range-extended EVs
Laddbart aluminium-luft-batteri, klart våren 2015: Fuji Pigment develops new type of aluminum-air battery
Billigt aluminium-luft-batteri för utvecklingsländer: Alair aluminum-air battery
Om zink-luft och aluminium-luft och andra batterier: Zinc air batteries
Organisation för zink-användning: International zinc association.
Förkolnad äggplanta bra elektrod för zink-luft-batteri: Carbonised eggplants an effective electrocatalyst for metal-air batteries
Hobbyprojekt - Gör ett eget zink-luft-batteri till din bil: Projekt Zink-Luftbatteri

Andra batterityper

Flow battery Även detta batteri har drastiskt ökad kapacitet (10 ggr): Fluoride Shuttle Increases Storage Capacity   New Materials - More Energy from the Battery of the Future
Ett steg framåt för järn-fluorid-batteri med 3 ggr kapacitet: New imaging technique displays the advantages of iron fluoride batteries
Flytande batteri som kan tankas, 10 ggr kapacitet, halva kostnaden: Black Goo Flow Batteries by 24M Technologies
Flytande batteri från nanoFLOWCELL har 5 ggr bättre kapacitet: SPORTY PROTOTYPE DEMONSTRATES FLOW CELL BATTERY TECHNOLOGY     Quant F   QUANTiNO concept with low-voltage flow battery has 620-mile range, 124 mph top speed   nanoFlowcell QUANTiNO Set To Debut At Geneva International Auto Show — 600 Mile Range Via Water Battery
Fler flytande batterier: Go With the Flow: New Water-Based Battery Could Extend EV Range Beyond 240 Miles
Flera forskningsprojekt om flytande batterier speciellt för elbilar: A Battery With Liquid Electrodes Can Be Recharged or Refilled
Flytande batteri med zink-luft: ZincNyx Energy Solutions’ Regenergative Zinc-air Fuel Cell
Flytande batteri med zink-jod: The Zinc-Polyiodide Redox Flow Battery
Flytande batteri utan metaller och med 99 % verkningsgrad: Metal-free flow battery show promise for grid storage
Flytande batteri med organic quinone som elektrolyt ger billigt batteri med hög kapacitet: Harvard’s Organic Flow Battery Under Development in Europe
Anod av antimon medger billigt natrium i.st.f. litium: Antimon har i labbskala visat sig vara utmärkt som anod i batterier, och lagrar såväl litium- som natriumjoner.
Natrium-jon-batteri är billigt och ger 2.5-5 ggr kapacitet: Toyota developing next-gen sodium-ion EV batteries
Natrium-jon-batteri med nanostruktur ger 3-5 ggr kapacitet: Nanostructured Electrodes for Sodium-Ion Batteries Achieve 760 Wh/kg
Natrium-jon-batteri med elektrod som ger god plats för jonerna utan att svälla: Low-Cost Sodium-Ion Battery to Enable Grid Scale Energy Storage: Prussian Blue-Derived Cathode and Complete Battery Integration
Ännu ett natrium-jon-batteri: Na-ion batteries get closer to replacing Li-ion batteries
Demo av natrium-jon-batteri: Williams Demo World’s First Sodium-ion Powered Vehicle
Ett franskt natrium-jon-batteri: 18650 Sodium-Ion Battery Developed At RS2E
Lovande batteri med bromin blir billigt: Novel Bromine Battery: Small-Scale Demo, Large-Scale Promise
Dubbel-jon-batteri med 2 ggr kapacitet med billiga och ofarliga ingredienser: Chinese researchers develop aluminum-graphite dual-ion battery
Väte-luft-batteri billigare än litium-luft: Hydrogen battery aims to replace lithium counter-parts
Pappersbatteri med samma princip som tryckt elektronik: Målet: Billiga batterier ska tryckas på papper
Ny princip, molten salts air battery, med flerelektrontransport ger större kapacitet än litium-luft: A new class of high-energy rechargeable batteries - molten air  Molten-air battery's storage capacity among the highest of any battery type  Molten Air - A new, highest energy class of rechargeable batteries   Cheap Battery Can Store Energy for a Rainy Day   Donald Sadoway: The missing link to renewable energy  Molten-air battery offers up to 50x higher storage capacity than Li-ion
Magnesium-jon klart bättre än litium-jon: Pellion Technologies
Magnesium-jon ger 12 ggr kapacitet och utökat temperaturintervall: Magnesium To Replace Lithium-ion Batteries Soon
Mer forskning om magnesium-jon-batterier: Magnesium ion battery shows potential for Electric Vehicles
En lämplig elektrolyt för magnesiumbatterier: New electrolyte for the construction of magnesium-sulfur batteries
En annan elektrolyt för magnesiumbatterier: Toyota Research team reports critical advance in electrolytes for magnesium batteries
Aluminium i st.f. litium ger säkert och billigt batteri som kan laddas på en minut och har lång livslängd: Aluminium battery from Stanford offers Fast Charge and Low Cost   Aluminum-Anode Battery Can Recharge in One Minute
Litiumoxid och litiumperoxid ger 7 ggr kapacitet och är enklare än litium-luft: New Rechargeable Cell Has 7x Higher Energy Density Than Li-ion Cells
Kol i katoden + "induced fluorination" ger 5 - 8 ggr kapacitet: New battery technology energy output 5 – 8 times higher than lithium ion batteries
Uppsalaforskare har uppfunnit ett lättåtervinnbart eko-batteri gjort av luzern och grankåda lika bra som litium-jon: Smart, ecofriendly new battery to solve problems
Återvunna NiMh-batterier kan få kapacitet som Li-jon: Old Battery Type Gets an Energy Boost   En ny metod kan ge nickel-metallhydridbatterier åtta gånger högre kapacitet.
En superkondensator på 400 Wh/kg, snabbladdning och försumbar degradering men lite för hög spänning: EEStor is Granted a New Patent on the EESU. Tillämpning i bil: Zenn and the art of electric car maintenance. Problem har uppstått: TESTING UPDATE. Senaste nytt om den: ZENN to acquire 51% of EEStor
En anna superkondensator med 2-4 ggr potential: Supercapacitors to Challenge Lithium-Ion Batteries
Grafene på kisel ger ny typ av superkondensator med 10-40 ggr energitäthet: Surface engineered porous silicon for stable, high performance electrochemical supercapacitors.
Flexibelt, supertunt batteri som samtidigt är en superkondensator: Flexible Nano Nickel-fluoride Battery Doubles as a Supercapacitor.
Lera av titaniumkarbid kan användas som elektrod både för superkondensatorer och batterier och bli billigt: Shaping the Future of Energy Storage With Conductive Clay
Polymerbaserad superkondensator som klarar extra många cykler: BioSolar Plans to Lower the Cost of Solar Power With Energy Storage Technology   BioSolar claims polymer cathode can deliver twice the range at a quarter the cost
Metod att tillverka superkondensator med hög kapacitet: Lower cost carbon nanotube supercapacitors promise 10x higher energy density
Superkondensator med dubbla kapaciteten och 10 ggr snabbare: Korean researchers develop ten times faster super capacitor battery
Superkondensator med batterikapacitet: UCLA scientists create quick-charging hybrid supercapacitors
Superkondensator med lika kapacitet som litium-jon-batteri: Graphene Supercapacitor equals Li-ion battery energy density
Uppskalning av grafén-baserade superkondensatorer: Skeleton Technologies raises €9.8 million in Series B, aims to make ultracapacitors the future for EVs
Poröst guld ger ny superkondensator: Superkondensator med superprestanda
VW avser snart använda batteri med elektron- i.st.f. jon-transport och 700 km räckvidd: VW buys stake in solid-state battery startup aiming to triple EV range   QuantumScape   VW to Decide on New 700 km Range Battery Technology by July

Laddning och snabbladdning

snabbladdare Många av de nya elbilarna kan snabbladda 80 % fullt på 20-30 minuter. Man kan vila, fika eller äta mat medan man laddar. Men helst skulle man vilja kunna ladda ännu snabbare. Det finns en hel del forskning om batterier som klarar snabbare laddning. Det finns faktiskt redan idag kommersiella litium-jon-batterier som kan laddas till 90 % på 5 minuter: Toshiba SCiB Lithium ion battery. De används t.ex. i denna buss: Toshiba To Provide Fast-Charging Batteries For Proterra och troligen även i denna: Hybricon Bus Systems.

Den dag batterierna har kapacitet att driva elbilarna 1000 km eller mer på en laddning så ser jag inget större behov av snabbladdning, det räcker att man kan ladda dem fullt över natten. T.ex. denna buss kan gå 25 mil på en natts laddning: BYD K9. Batterier med lång räckvidd kanske inte ens kan snabbladdas. Men för batterier med kortare räckvidd är snabbladdning ett mycket stort plus. Det skulle göra det möjligt att använda elbil för halvlånga resor (1 - 2 stopp för snabbladdning). Här är en karta över laddstationer och här kan du önska dig nya laddstationer. Om staten såg till att det finns ett nät av snabbladdningsstationer över hela landet med lämpliga avstånd emellan dem, så skulle det väsentligt påskynda övergången till fossilfri biltransport. Jag föreslår att man installerar det i två etapper. I första etappen med max 120 km mellan stationerna. Då blir det inte så många stationer. Exempelvis linjen Göteborg-Jönköping-Västervik och söderut skulle bara behöva c:a 12 stationer, vilket inte kostar mer än 6 MSEK. I andra etappen max 60 km mellan stationerna. Det borde bli 36 nya stationer för 18 MSEK. Inte särskilt dyrt det heller. Om man antar att det blir 50 % bidrag till en snabbladdningsstation så kostar det staten bara 12 MSEK. För att laddstationerna inte skall beläggas längre än nödvändigt, vilket skapar köer, bör debitering ske och det bör vara baserat på tid och ej kWh.

För laddning av elbilar finns det ett flertal olika kontakter enligt olika standarder, vilket försvårar för både laddstationsägare och elbilsanvändare. För hemmaladdning har man normalt anläggningssäkringar (3*16 A) som inte medger mer än 10 kW förbrukning. I elbilssammanhang betyder det ungerfär att man kan ladda 100 km körsträcka per timme. För att inte överlasta säkringarna om man vill ladda samtidigt som man tvättar och bakar kan man använda en smart burk som styr laddningen, t.ex. EnergyHub. Bekvämast är induktiv koppling till bilen, säljs eller testas bl.a. av HEVO Power, Plugless, Toyota, Volvo, Brusa och Volkswagen, Scania, BMW, standardiserng pågår, effektökning önskvärd ( ORNL prototyp klarar 20 kW). Framtida batterier som når 1000 km på en laddning kommer att ta minst 10 timmar att ladda fullt hemma. En snabbladdningsstation skulle behöva ladda med en effekt av över 1 MW för att fylla ett sådant batteri på 5 minuter. Det klarar nuvarnde laddstationer inte, så det skulle behövas en ny typ och en ny standard. Förslagsvis skulle de ha ett väldigt stort batteri (eller svänghjul) som långsamt laddas upp från elnätet och sen snabbt urladdas till bilens batteri. Men jag tycker inte MW-laddningstationer behövs för batterier som räcker 1000 km eller mer.

En elbil som står på laddning skulle också intermittent kunna fungera som en energikälla för elnätet, s.k. Vehicle-to-grid-funktion (V2G). Den skulle kunna utjämna kortvariga förbrukningstoppar eller stabilisera frekvensen och tanken är att man får betalt av elleverantören för att man ger denna funktion. Elbilen kan också förse huset med ström vid strömavbrott, det testas bl.a. med Mitsubishi Outlander PHEV.

Forskning om batterier som tål snabbare laddning

Alla dessa projekt är applicerbara på litium-jon-batterier, den typ som används av elbilar idag. Förbättringen i snabbhet sträcker sig från 10 ggr snabbare till full laddning på 1 sekund:
 
En kombination av litium-jon och redox superkondensator ger hög kapacitet och snabb laddning: Redox Ultrabattery achieves high energy and power capacity
Laddning 10 ggr snabbare: Laserzappa grafen
Fler som laddar 10 ggr snabbare: Huawei Unveils Lithium-Ion Batteries That Charge ~10 Times Faster
Laddar 90% på 15 minuter: Enevate says its batteries can charge 5-10 times faster than conventional Li-ion
Laddas på två minuter: New smartphone battery recharges in less than two minutes   StoreDot says 5 Minute EV Charging Just A Year Away   Snabbladda elbilen
Laddning till 70% på 2 minuter: Ultrasnabbt litiumjonbatteri laddar om på två minuter   Nytt superbatteri laddar på två minuter
Snabbare produktion: Karlsruhe Institute of Technology: Nature inspires faster battery charging
Full laddning på 10 - 20 sekunder: Re-engineered battery material could lead to rapid recharging of many devices
Full laddning på <1 sekund: High-power lithium ion microbatteries from interdigitated three-dimensional bicontinuous nanoporous electrodes   Three-Dimensional Bicontinuous Ultrafast-Charge and -Discharge Bulk Battery Electrodes
Full laddning på 0.5 sekunder: Ridiculously-Fast-Charging Batteries (Not Supercapacitors)
Snabb som en superkondensator och klarar 100000 laddcykler: Varta i kraftsamling på superbatteri

Navmotorer

navmotor Fördelar och nackdelar med att placera elmotorerna i hjulen beskrivs utförligt här: Protean white papers.
Det frigör utrymme i kupén vilket bl.a. kan användas för större deformationszon som ger bättre krocksäkerhet, det minskar överföringsförluster - all kraft motorn ger går direkt till hjulen, 4-hjulsdrift blir mycket enklare att införa och orsakar ingen mervikt eller ökad förbrukning (på Tesla model S minskar det förbrukningen), man kan få en avancerad kursstabilisering (torque vectoring). Navmotorerna kan också ge servostyrning, det behövs ingen servoutrustning, vilket sparar vikt och energi och räckvidden ökar. Hela bilen blir mycket enklare att konstruera. Nackdelarna är en aning högre ofjädrad vikt vilket kan ge sämre väggrepp och åkkomfort, höga krav på kapsling så att smuts inte tränger in i motorn, styrelektroniken i motorn måste långvarigt klara mycket kraftiga vibrationer, kraftbortfall om en motor går sönder kan ge oväntad gir. Men det framgår av dokumenten att man kan lösa eller komma runt de potentiella nackdelarna och då kvarstår de stora fördelarna. Man kan även minska den ofjädrade vikten med kolfiberfälgar: Composite fiber wheel with integrated electric motor.

För bussar är en stor fördel med navmotorer att det inte behövs drivaxel och differential under chassiet. Då kan man göra chassiet mycket lägre vilket ger ett lågt insteg som är bekvämt för alla och speciellt för dem med barnvagn eller rollator. Exempel: Hybricon Bus Systems och BYD Buses.

Bra beskrivning av navmotorer: Protean. Startar produktion år 2014 och kommer med en mindre modell 2016.
En tysk demo-navmotor: Electric drive concepts for the cars of the future   Luftgekühlter Radnabenmotor

Michelin har tagit fram en navmotor som också har aktiv fjädring. Det ger möjlighet att dynamiskt välja om man vill ha en mjuk fjädring eller en mer sportigt hård fjädring. Det borde också enkelt kunna utnyttjas för att få bättre kurvegenskaper genom att luta bilen in i kurvan. Venturi Volage med Active Wheel
En annan aktiv fjädring: ZF AND LEVANT DEVELOP ACTIVE REGENERATIVE SUSPENSION. Återvunnen vibrationsenergi kan förlänga räckvidden.

Några fler navmotorer av olika fabrikat: SIM-Drive   ASME   Evans Electric   elaphe   Schaeffler   TM4   e-Traction   Evo-IX-Miev     EV-Wheel Motor Manufacturers  

Ett problem med navmotorer, men också övriga motortyper för elbilar, är: för att få hög verkningsgrad vill man ha kraftiga permanentmagneter i dem och det har hittills krävt inblandning av sällsynta jordartsmetaller. De är dyra och en bristvara. Men forskning har nu hittat nya metoder att göra kraftfulla permanentmagneter utan sällsynta jordartsmetaller.

Batteridrivna elbussar

Elbuss

Inte bara personbilar kan köras på el, även bussar. Det har många fördelar jämfört med förbränningsmotorer. Vid laddning med ren el blir det helt fossilfri transport. Driftkostnaden minskar väsentligt, även underhållskostnaden. Accelerationen blir mjukare för behagligare resa. Med navmotorer kan chassiet göras extra lågt för bekvämt insteg, speciellt bra för dem med barnvagnar eller rollatorer. Det blir precis lika bekvämt som att åka spårvagn (elbuss = gummihjulsspårvagn), men kostnaden för en elbusslinje är bara 1/3 av vad motsvarande spårvägslinje kostar. Det finns ledbussar som kan ta upp till 256 passagerare och med hjälp av flera vridbara hjul kan de svänga runt tvära hörn.

Jämfört med en spårvagn har en buss 1/3 så lång stoppsträcka. Det gör att en buss har mycket lägre risk att skada eller döda gående eller cyklister som råkar komma i vägen. Vid trafikolycka ger spårvagn vanligtvis timslånga avbrott i linjens trafik, medan elbussar lätt kan köra runt olycksplatsen och därmed inte blir försenade, även om de normalt kör på dedicerad bussfil.

Inga avgasutsläpp ger möjlighet att ha hållplatser inomhus. Avsaknad av förbränningsmotor gör att bullret minskar väsentligt. Trafikbuller är farligt för hälsan, det ökar risken för stroke och hjärtinfarkt. Rådet i artikeln är att upphandla tyst kollektivtrafik. Och då skall det vara helelektriska bussar, hybridbussar har ju förutom elmotor också en förbränningsmotor, som ger buller när den är igång. "Övergången till eldrivna bussar är den enskilt viktigaste miljöåtgärden i alla stora städer under de kommande åren" säger experter.

Elbussar kan förses med batterikapacitet för olika behov. Denna kan gå 250 km på en natts laddning. Då behövs laddutrustning bara vid nattdepån, vilket ger mycket låg kostnad för infrastruktur. Man kan ha batterier som är lite mindre men tål snabbladdning. Då kan man ha laddstationer vid ändhållplatserna, ger lägre kostnad för batterier men lite högre infrastrukturkostnad. För att ha ännu mindre batterier krävs laddstationer på flera ställen utefter linjen, vilket klart ökar kostnaden för infrastruktur.

Här några exempel på helelektriska batteridrivna bussar: Hybricon Bus Systems (svensk, klarar nordiskt klimat, navmotorer, valbart nattdepåladdning eller ändstationsladdning), BYD K9 (klarar nordiskt klimat, navmotorer, nattdepåladdning), BYD C9 (navmotorer, nattdepåladdning, 300 km räckvidd), Ebusco (navmotorer, nattdepåladdning), Eurabus (nattdepåladdning), Proterra TerraVolt FC (ändstationsladdning), Proterra TerraVolt XR (nattdepåladdning), Solaris Urbino 18 elecric, VDL Citea Low Floor Electric (navmotorer, valbart nattdepåladdning eller ändstationsladdning), Optare MetroCity, Optare Versa, Optare Solo, PVI Oréos (valbart nattdepåladdning eller ändstationsladdning), Hess (hållplatsladdning), SOR EBN 10,5 City (ändstationsladdning), New Flyer Xcelsior Electric Bus (valbart nattdepåladdning eller ändstationsladdning), Linkker (Finsk prototyp, ändstationsladdning), Mercedes (21 m lång, 191 passagerare), Ankai, Heuliez GX ELEC (nattdepåladdning, 90+ passagerare). Volvo kommer med en helelektrisk buss år 2017. Det kommer också en dubbeldäckare från BYD.

 

Batteridrivna lastbilar

Ellastbil

Det börjar nu också komma helt eller delvis batteridrivna lastbilar. Bl.a.: BMW (klarar 40 ton totalvikt), EDI (480 km räckvidd), Renault Trucks (16 ton, 100 km räckvidd), Via Motors (3,2 ton, 64 km räckvidd på el), TransPower ElecTruck B-Roll (40 ton, 100 km), Tevve Motors (7,5 ton, 130 km), E-Force (18 ton, 300 km) .

 

Godstågskapacitet

cargotrain höghastighetståg

Och så behöver vi få bort alla dessa långtradare från vägarna. För det behöver vi utöka godstågskapaciteten på våra järnvägar. Denna rapport beskriver på ett lättförståligt sätt en massa sätt att göra det på och vad de olika lösningarna kostar: Godstrafik på järnväg – åtgärder för ökad kapacitet på lång sikt.
Själv tycker jag att vi skall anlägga en riktig höghastighetsbana för persontrafik Malmö - Stockholm. Det blir miljömässigt dubbelt bra: Dels minskar det behovet av flyg Malmö - Stockholm och dels frigör det mycket kapacitet som godstågen och lokaltrafiken kan använda och ger också mer tid att reparera befintliga järnvägsspår. Hoppas att den nya stambaneutredningen får positiva följder. Ökad järnvägstrafik kan ge ökat oljud, men det finns sätt att minska det: slipa rälsen jämn och montera gummidämpare på rälsen.

 

Batteridrivna båtar

Elbåt Ett exempel på en medelstor batteridriven båt: Norleds Ampere i Sognefjord.
Ytterligare ett exempel: Eldrivet fartyg med “hål” i skrovet spar energi.
Exempel på fritidsbåtar av varierande storlek: Torqeedo.

 

Elflygplan

StratoAirNet elplan Det är troligt att år 2050 kommer de flesta flygplan drivas av el och kanske se annorlunda ut jämfört med idag. Det blir en nödvändighet för flygandet väntas då ha ökat 7 ggr och skulle om de var bränsledrivna släppa ut 4 ggr så mycket växthusgaser. De första kommersiella fullstora elflygplanen lär dyka upp redan år 2025, då kommer det att finnas lämpliga batterier (förmodlingen kompletterade med solceller på vingar och kropp), utvecklig av elflygplan pågår redan. Tills de är klara borde konventionella flygplan använda BioJet-bränsle. Lämpliga elmotorer för elflygplan finns redan. De första serietillverkade elflygplanen blir nog Airbus E-Fan 2.0 (sen även E-Fan 4.0) efterföljt av Rui Xiang RX1E, Sun Flyer, GreenWing e430 och WHATTsUP, de är alla avsedda att drastiskt sänka flygkostnaden vid pilotutbildning ( från $73 till $10 per timme). De kommer också att marknadsföras för billig, tyst och miljövänlig persontransport. Det kommer också elflygplan med solceller som kan flyga "oändligt länge" för att t.ex. upptäcka skogsbränder eller fungera som mobilantenn.

 

Miljöaspekter

GigaFactory Om man kör en elbil som laddats med ren el så sker ju transporten fossilfritt. Däremot kan det ju ha släppts ut en hel del växthusgaser vid produktionen av bilen. Några tillverkare börjar nu angripa detta problem. Exempelvis kommer Teslas nya batterifabrik helt lokalt producera all kraft de behöver med solceller och vindkraft. De renar också och återanvänder vatten för att inte tära på denna resurs. BMW:s elbilar tillverkas med enbart förnyelsebar energi och kraftigt reducerat vattenbehov. De siktar även på att 95% av bilen skall kunna återvinnas. Ett annat exempel är Volkswagen, som har ett program de kallar Blue Factory för att minska koldioxidutsläpp och andra miljöproblem. De erbjuder även sina kunder att köpa billig ren el.

Jag skulle önska att det globalt infördes tvingande åtgärder för alla företag och konsumenter att steg för steg minska utsläppen av växthusgaser tills de kommit ner till noll. Jag skulle också önska att det globalt infördes liknande tvingande åtgärder så att alla produkter (utom mat?) återvinns med början till större delen och sedan steg för steg mer och mer tills till slut 100% återvinns och inga naturresurser längre förbrukas. Att det inte är helt orimligt visar ju exemplen ovan där man frivilligt minskar miljöbelastningen (även Apple kommer att till 100 % använda ren el). Det finns också kända företagsledare som till miljömötet i Paris i dec 2015 vill framföra önskemål om en 20 år snabbare omställning till nollutsläpp. Det går numera att återvinna sällsynta jordartsmetaller från elmotorer som innehåller dessa. Betr. återvinning kan man också återanvända delar som de är, men för annat ändamål. T.ex.: begagnade elbilsbatterier fungerar utmärkt för att lagra förnybar energi och gamla mobiltelefoner skulle kunna användas till superdatorer.

El från sol och vind har för varje år blivit billigare och billigare och år 2014 blev det i en del länder billigare än el från kol- olje- och kärnkraft, s.k. grid parity. Med lämpliga batterier som ger kontinuerlig el trots varierande produktion skulle därmed förnybar el snabbt kunna konkurera ut fossilbaserad el. Vattenkraftverk, pumpkraftverk och biobränslekraftverk kan också användas för utjämning över längre tidsperioder. Fossilekonomin förutses kollapsa till år 2030.

 

Länklistor

De flesta intressanta länkarna finns löpande i texten ovan, men här är några ytterligare länkar.
Översikt av el- och hybridbilar.
Ynnors lista fossiloberoende bilar 2014
Öresundskrafts el- och laddhybridlista
Green Highways elbilsguide.
Teknikens Världs bilväljare.
Lista på hybrider som kan resp. inte kan ha dragkrok.
Laddstationskarta.
Organisation för laddstolpar: Information om den svenska laddinfrastrukturen
Råd och vägledning för laddstolpsinstallation: Laddinfrastruktur för elfordon
Examensarbete: Så skulle snabb och billig AC-laddning kunnat göras: Fast-Charging Electric Vehicles using AC
Gröna bilister. En förening som vill ha en miljöanpassad utveckling av biltrafiken
Elbil Sverige! En ideell förening som verkar för fler elbilar och elfordon i Sverige.
Forum för elbilsfantaster och andra intresserade.
EVguide: En Nordisk vägvisare för ELbilsintresserade
The Institute of Transport Economics in Norway m.fl.: State of the Art Electric Propulsion: Vehicles and Energy Supply.
Elbilsstatistik för Sverige: Power Circle Elbilsstatistik
Var i Sverige finns elbilarna: Elbilskartan
Dagliga nyheter från Elbilen i Sverige AB
Nyhetslista om batterier: Electricity Storage News
Nyhetslista om batterier för elbilar: Electric Vehicle Battery News
Mycket intressant tidning: Electric & Hybrid Vehicle Technology International
Statens offentliga utredningar: Fossilfrihet på väg, del 1   Fossilfrihet på väg, del 2
Rapport från Roadmap Sweden: EN FÄRDPLAN FÖR ATT FRÄMJA ELFORDON I SVERIGE, NÅ KLIMATMÅLEN OCH SAMTIDIGT STÄRKA DEN SVENSKA KONKURRENSKRAFTEN
Allomfattande e-bok om elektrisk vägtransport: Systems perspectives on electromobility
Intressant utvecklingscenter för elbilar i Uppsala: Electro Engine med TrueElectric vehicle powertrain
Elbilsanvändningen accelererar och tar över: Elbilen är framtiden enligt Christian von Koenigsegg

Nyligen inlagda uppdateringar ovan






AmazingCounters.com
Valid HTML 4.01 Transitional Jan Engvald
Nordanväg 10
SE-222 28 Lund
Sweden
Tel.: +46 (0)702-073707
   Webmaster: Jan.Engvald`at`xje.se   (byt `at` mot @)