Hur kan elfordon komma längre utan fler batterier?

Vissa elfordon kan gå lika långt på en laddning som en traditionell bil färdas på en bensintank. Men de kommer till ett högt pris. Top-of-the-line Tesla Model S, som kan gå runt 265 miles per laddning (enligt U.S. Environmental Protection Agency), har ett baspris på $80 000; en Nissan Leaf med ett grundpris på 29 000 USD kan bara resa runt 84 miles per laddning. Det beror på att Tesla har ett större batteripaket.

Teslas Model S-laddning.

Med tanke på att att lägga till batterier i elbilar (eller sätta i större) snabbt kan driva upp priset långt utöver vad den genomsnittliga konsumenten har råd med, söker forskare också andra sätt att utöka räckvidden. Här är några exempel.

Kompakt motorcykel

En ny motor utvecklad av Nanyangs tekniska universitet och den German Aerospace Center skulle kunna öka elfordons räckvidd med 15 till 20 procent. Ökningen är möjlig delvis på grund av att denna enhet väger mindre än traditionella motorer. Det är också mer effektivt eftersom luftkonditioneringskompressorn kan använda energi som regenereras från bromsning. Denna design skulle gynna förare i tropiska städer som Singapore, där bilens luftkonditionering kan äta upp så mycket som hälften av batterikraften, säger forskarna. Tekniken är i tidiga skeden; teamet ansöker om finansiering för att göra en prototyp att testa i Tyskland.

Förutsäga räckvidd

North Carolina State University forskare tror att bättre dataanalys kan hjälpa förare av elbilar att koppla in mer sällan. Många ägare av elbilar kanske inte kör så långt som möjligt eftersom de oroar sig för att de kommer att ta slut på ström innan de når ett lämpligt uttag. De får ledtrådar om deras återstående räckvidd från en avläsning på instrumentbrädan, men programvaran i dagens bilar kan underskatta siffran. Den mjukvaran uppskattar räckvidden baserat på mängden energi som bilen har förbrukat under en viss tidsperiod, säger Habiballah Rahimi-Eichi från North Carolina State, som tycker att han och hans kollegor har utvecklat ett mer exakt tillvägagångssätt. Forskarna har utvecklat mjukvara som analyserar hur mycket energi det tar att nå en förares destination när realtidsförhållanden som trafik, väder, körbeteende och återstående laddning i batteriet beaktas. Rahimi-Eichi (huvudförfattaren till a papper som beskriver mjukvaran) och Mo-Yuen Chow presenterade forskningen vid en konferens för Institute of Electrical and Electronics Engineers i november.

Förfinad routing

Ett nytt navigeringsverktyg från ingenjörer vid University of California, Riverside, kan halvera elfordons energiförbrukning på vissa rutter. Forskarna använder information i realtid om trafikflödet och tar hänsyn till vägtyp och lutning för att beräkna den mest batterivänliga resan. De säger att de i vissa simuleringar kan få en bil att använda mellan 25 och 51 procent mindre energi än den skulle ha om föraren bestämt en rutt utifrån den kortaste resvägen eller den kortaste restid. Forskningen beskrivs i en rapport som presenteras för Kaliforniens energikommission .

Power Paneler

Australiska och amerikanska forskare har utvecklat karosspaneler som kan driva bilar. Dessa superkondensatorer med flexibel film är gjorda av grafenelektroder med en gelelektrolyt mellan dem. Materialet kan bäddas in i bilens ram för att ge snabba stötar av kraft när bilen accelererar, och de kan laddas om på några minuter med energi från bromsning. Till en början kunde tekniken användas förutom litiumjonbatterier i bilar, som en extra strömförsörjning.

Teamet hoppas att en bil en dag helt och hållet kan drivas av superkondensatorer som kan lagra mer energi än ett litiumjonbatteri och köra mer än 300 miles. Men först skulle forskarna behöva hitta rätt material för att öka laddningen som dessa superkondensatorer kan lagra, säger Nunzio Motta, en rektor vid Australiens Queensland University of Technology . Forskarna måste också hitta ett nytt sätt att producera grafenfilmerna tillräckligt snabbt för massproduktion, tillägger han. Forskningen publicerades i Journal of Power Sources och Nanoteknik .

Takeaway:

Batterier är den dyraste delen av ett elfordon, så att göra dem billigare förblir det mest kostnadseffektiva sättet att utöka räckvidden. (Forskare eftersträvar också flera metoder för att öka batteriernas kraft och förlänga deras livslängd; se en tidigare fråga i veckan, Kan vi få bättre batterier? ) Tesla Motors bygger en gigafabrik för att öka produktionen av litiumbatterier och uppskattar att den kan halveras kostnaden för dess $70 000 Model S. Trots det skulle den billigare bilen ha en räckvidd på bara 200 miles.

Tack till Brendan Raftery för idén. Har du en stor fråga? Skicka förslag till [email protected] .

Dölj