211service.com
Ett blandat batteripaket för bilar
Tävlingen pågår för att hitta den perfekta batterikemin för plug-in-hybrider och helt elektriska fordon, men en startup i Indiana tror att en kombination av olika lagringsteknologier kan vara det bästa sättet att förbättra fordonets prestanda och minska kostnaderna. Företagets teknologi gör att fordon kan köras på en kombination av bränsleceller, ultrakondensatorer och gammaldags blybatterier.
Smart switch: Indy Power Systems har utvecklat Multi-Flex Energy Management System, en strömomvandlare av laptopstorlek. Systemet tillåter tillverkare av plug-in elfordon att använda en kombination av kraftkällor – inklusive bly-syra- och litiumjonbatterier och ultrakondensatorer – och optimerar blandningen för att öka batteritiden, förbättra prestanda och minska kostnaderna.
Noblesville-baserad Indy Power Systems har utvecklat ett energiledningssystem för fordon som snabbt kan växla mellan två eller flera energikällor, även när deras spänningar är olika. Det är i grunden en switch som styr energi i vilken mängd och vilken riktning som helst, säger Steve Tolen, verkställande direktör och grundare av Indy Power, som verkar från Purdue Research Park. Hårdvaran hanterar växlingen, och programvaran hanterar timing och mängder.
Tolen säger att kraftelektronikpaketet – kallat Multi-Flex Energy Management System – bara är något större än en bärbar dator. Han beskriver den som en anpassad, mjukvarustyrd, DC-till-DC-omvandlare som är dubbelriktad och variabel.
Föreställ dig att lägga till varmt och kallt vatten i ett badkar. Vi kan lägga till varierande mängd varmt och varierande mängd kyla i olika volymer för att matcha utflödet från avloppet, som också kan variera, förklarar Tolen. Med andra ord kan motorn begära olika mängder ström, och det kan vi tillhandahålla, och i olika förhållanden från de två (eller flera) strömkällorna, oavsett spänningen på strömkällorna.
Till exempel kan ett elfordon ha både bly-syra- och litiumjonbatterier. Avancerade blybatterier kan vara billigare, men de är också tyngre och försämras snabbare om de utsätts för regelbunden urladdning och laddning. Litiumjonbatterier är i allmänhet mer robusta och lättare men är mycket dyrare. Att kombinera de två innebär att du kan använda mindre av varje. Och lika viktigt, säger Tolen, kan de två kemierna balanseras mot varandra för att optimera prestandan. Till exempel kan litiumjonbatteriet användas för att avlasta bly-syrabatteriet och förlänga dess livslängd och vice versa.
Reza Iravani , professor i el- och datorteknik vid University of Toronto, säger att Indy Powers system är en del av en trend mot större tonvikt på hybridlagring. Till exempel, säger han, har forskare i Australien designat ett bilbatterisystem som kombinerar blysyrateknologi med superkondensatorer, vilket resulterar i en fyrfaldig ökning av livslängden för blysyrabatterierna.
Konceptet drivs av många olika forskargrupper, säger Iravani, som arbetar med ett liknande system som företag kan använda för att växla mellan energilagringsteknologier och förnybara energikällor, som vind och sol. Iravani säger att inom fem eller sex år kommer hybridmetoder att avsevärt förbättra prestandan hos energilagringssystem.
Indy Power har redan demonstrerat sin teknologi i golfbilar och skalar upp till motorvägskompatibla fordon. En tillverkare kontaktade företaget bara förra veckan, säger Tolen, för att säga att de var intresserade av att kombinera två olika litiumjonkemier och ett blybatteripaket i ett plug-in hybridfordon.
Indys system kan också anpassas med en enkel mjukvaruuppgradering, säger Tolen. Han föreställer sig en dag då vi kan uppgradera fordonens prestanda på ungefär samma sätt som vi lägger till RAM till datorer. Min fru kör aldrig mer än 20 mil om dagen, så jag skulle förmodligen lägga till 100 procent blysyra i hennes fordon. Vissa människor kanske vill åka 40 miles, så de kommer att ha fem kilowattimmar litiumjonbatterier och kanske 15 kilowattimmar blysyra. Det beror på preferenser. Vi behöver bara ändra paradigmet för hur vi köper bilar.
Företaget har några tekniska veteraner bakom sig. En av dess direktörer är Bill Wylam , en före detta General Motors ingenjör som var ansvarig för utvecklingen av framdrivningssystemet för GM:s EV1 elbil. Indy Powers operativa chef är Bob Galyen , som hjälpte till att utveckla batteripaketet för EV1-prototypen.
Tolen säger att Indy Power också har kontaktats av verktyg som skulle vilja se Multi-Flex-systemet skalas upp för nätbaserade applikationer. Iravani säger att det kommer att bli svårare att sälja till elsektorn med tanke på dess motvilja mot risk, men han tror att kombinationen av kraftelektronik och hybridenergilagring kan öka nätets tillförlitlighet och göra det möjligt för företag att använda mer förnybar energi.