211service.com
Ett billigare batteri för hybridbilar
Den framtida marknaden för elhybridfordon, åtminstone de som är överkomliga, är inte nödvändigtvis belagd med litium. Forskare i Australien har skapat vad som kan kallas ett blybatteri på steroider, som kan prestera lika bra som de nickel-metallhydridsystem som finns i de flesta hybridbilar men till en bråkdel av kostnaden.
Går fortfarande: Tester av en Honda Insight utrustad med en ny typ av blybatteri visade att hybridfordonet kan köra mer än 100 000 miles med den nya tekniken.
Det så kallade UltraBattery kombinerar 150 år gammal bly-syra-teknik med superkondensatorer, elektroniska enheter som snabbt kan absorbera och släppa ut stora energiskurar under miljontals cykler utan betydande försämring. Som ett resultat håller det nya batteriet minst fyra gånger längre än konventionella blybatterier, och dess skapare säger att det kan tillverkas till en fjärdedel av kostnaden för befintliga hybrid-elektriska batteripaket.
I Storbritannien förra veckan passerade en Honda Insight-hybrid med UltraBattery-systemet 100 000 miles på en testbana. Batterierna var fortfarande i perfekt skick i slutet av testet, säger David Lamb, som leder forskningen på lågutsläppstransporter vid Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), Australiens nationella vetenskapsbyrå. Det vi har är ett blysyrabatteri som är trevligt och billigt men kan prestera lika bra eller bättre än nickel-metallhydridteknologin, som vi vet är väldigt dyr.
Blysyrabatterier, som uppfanns av den franske fysikern Gaston Plante 1859, får inte mycket respekt i dessa dagar, trots att de är en avgörande anordning under huven på de flesta fordon. De innehåller bly, så miljöaktivister gillar dem inte. De är tunga för energin de lagrar – en dålig egenskap för mobilapplikationer. Och de försämras lätt om de inte cyklas ordentligt. Det har faktiskt inte skett några större framsteg inom tekniken under decennierna.
Samtidigt fångar en nyare generation batterier – framför allt litiumjonbatterier – investerares och biltillverkares uppmärksamhet. Många har försökt förbättra blybatteriet, men förbättringarna var vanligtvis inte så stora eller värda den extra kostnaden, säger Malcolm Shemmans, grundare och VD för BET Services, en leverantör av batteritesttjänster till bilindustrin.
För att kompensera för några av bristerna med blysyratekniken har många tidigare försökt komplettera batterierna med superkondensatorer. I slutet av 1990-talet hjälpte Lamb till exempel till att designa två hybridbilar som använde ett 60-volts bly-syrapaket och ett separat 150-volts superkondensatorpaket. Blysyrasystemet gjorde att fordonen kunde köra i helelektriskt läge i staden, medan superkondensatorerna gav bilarna det ryck som behövdes för acceleration och förmågan att snabbt absorbera energi från inbromsning.
Bilarna fungerade bra, men all kraftelektronik som behövdes för att styra de två kraftsystemen var tung och oöverkomligt dyr. Istället för att behandla blybatterierna och superkondensatorerna som separata system, beslutade Lambs team att eliminera behovet av all extern elektronik och istället bygga in superkondensatorerna direkt i batteriet. I huvudsak var en av plattorna (den negativa elektroden) i bly-syrabatteriet till hälften av bly och hälften av kol, vilket gjorde batteriet till en superkondensator-bly-syra-hybrid.
CSIRO tog med designen till den japanska batteritillverkaren Furukawa Battery Company, som såg potential i tekniken. Efter tre års samarbete bestämde de två organisationerna att de kunde tillverka UltraBattery ungefär som konventionella blybatterier och till liknande kostnader.
Under tiden, Axion Power International , i New Castle, PA, har också utvecklat en ny typ av bly-syra batteri. Edward Buiel, teknisk chef för Axion, säger att blybatterier kan spela en viktig roll i framtiden för transporter och energiförsörjning. Tyvärr, tillägger han, ser inte biltillverkarna potentialen. Om du inte är litiumjon- eller nickelmetallhydrid är de inte intresserade. Det är frustrerande.
Buiel säger att den typiska kostnaden för ett nickel-metallhydrid-kraftpaket är $2 000 och nära $5 000 i detaljhandeln. En jämförbar blysyra kan vara i intervallet $1 000 i låg volym och betydligt mindre i hög volym, säger han. Det är ett batteri där konsumenten kan se tillräckligt med bränslebesparingar för en återbetalning på ett eller två år.
Trots bilindustrins ovilja att ta till sig tekniken är Lamb övertygad om att det 2010 kommer att finnas några japansktillverkade hybridbilar på marknaden som erbjuder UltraBattery-alternativet.
Däremot kan Axion ha något att säga om det. Vi tycker definitivt att den här tekniken är ett utmärkt val för hybrid-elbilar, säger Buiel. Det finns mycket immateriella rättigheter i det här området, och det mesta ägs av Axion. Självklart, om vi känner att någon bryter mot vårt patent, kommer vi att försvara det kraftfullt. Han säger att Axion planerar att lansera ett demonstrationsprojekt i Nordamerika i år som kommer att testa dussintals hybridfordon eftermonterade med sina bly-kolbatterier.