Design af batteripakke til en Audi A8

Størrelse: px
Starte visningen fra side:

Download "Design af batteripakke til en Audi A8"

Transkript

1 Design af batteripakke til en Audi A8 I

2

3 Titel: Design af batteripakke til en Audi A8 Semester: 3. semester Semester tema: Modellering og analyse af simple elektriske og termiske systemer Projektperiode: 2. september 22. december 2011 ECTS: 15 ECTS Vejledere: Benoît Bidoggia Mads Pagh Nielsen Projektgruppe: ET3-301 Søren Christian Jensen Johan Kjep Nørgaard Niels Henrik Pedersen Anders Schou Simonsen Mark Søndergaard Sørensen Antal kopier: 8 Sideantal: 92 Appendiksantal: 4 I forbindelse med ombygningen af en Audi A8 til en el-bil er motorrummet blevet opmålt, hvorefter et udkast til en mulig batteripakke kunne designes. Efterfølgende blev der udført forsøg med en litium-ion-polymer-battericelle, som skal bruges i Audi ens batteripakke, for at finde varmedannelsen i battericellerne ved den gennemsnitlige kontinuerlige belastning på 75 A. På baggrund af varmedannelsen i batterierne opstilles en termisk model over batteripakken. Den nødvendige lufthastighed til at køle batterierne, så en uniform varmefordeling opnås, kunne herefter findes ved en optimal afstand mellem batterierne. Ud fra den nødvendige lufthastighed blev der udregnet en effekt, som blæseren skulle bruge til at opretholde den nødvendige luftstrøm. Til sidst er der givet et bud på, hvordan batteripakken kan fremstilles. Ved at underskrive dette dokument bekræfter samtlige gruppemedlemmer at have deltaget ligeligt i arbejdet med projektet, og at samtlige gruppemedlemmer derfor er ansvarlige for rapportens indhold. Yderligere bekræfter samtlige gruppemedlemmer, at rapporten ikke indeholder plagiering. I

4

5 Forord Som led i 3. semester på uddannelsen Energi på Aalborg Universitet er denne rapport blevet udformet under projektemnet: Modellering og analyse af simple elektriske og termiske systemer. Projektet har haft en varighed af ca. fire måneder og svarer til 15 ECTS point. Denne rapport tager udgangspunkt i projektforslaget: Design af batteripakke til en Audi A8. I forbindelse med projektarbejdet er der ydet hjælp fra diverse personer, som gruppen ønsker at sende en stor tak til. Fra Aalborg Universitet sendes en stor tak til Søren Juhl Andreasen for assistance til forsøgene, Erik Schaltz for information vedr. battericellerne, Jan Christiansen for materialer til forsøgene samt hovedvejlederne Mads Pagh Nielsen og Benoît Bidoggia. Kildehenvisningerne i rapporten er foretaget med Vancouver-systemet, hvor hver kilde har et nummer angivet i Kapitel 14 Bibliografi. En henvisning i rapporten bliver således vist med nummeret på kilden i parentes eksempelvis (1). Alle elektroniske kilder er desuden vedlagt i fuldt omfang i PDF-format på den vedlagte CD-rom under stien \Kilder\. Desuden er databehandling af forsøg placeret under stien \Forsøg\ og modeller vedlagt under stien \Modeller\. Alle figurer, ligninger og tabeller er nummereret efter, hvilket kapitel de fremkommer i, samt hvilket nummer de har i kapitlet. Eksempelvis hedder figur nummer 1 i kapitel 2: Figur 2.1. III

6 Indhold 1 Indledning Problemanalyse Undersøgelse af Kokam 53 Ah-battericelle Sammenligning af batterityper Egenskaber for Kokam 53 Ah-battericelle Metoder til køling og opvarmning af batteripakke Luft Væsker Faseskiftende materialer Sammenligning af kølefluiderne Termiske systemer i kommercielle el-biler Teori omkring varmedannelse Forsøg Specifik varmekapacitet Resultater Fejlkilder Diskussion Delkonklusion Varmedannelse i battericellen Resultater Fejlkilder Diskussion Delkonklusion Krav til batteripakken Problemformulering Problemløsning Batterikasse Delkonklusion Energibalance for en battericelle Varmeoverførselskoefficient Opstilling af energibalancens differentialligning Modellering Modelleringsresultater Nødvendig lufthastighed til køling Enkeltvis placering af battericeller Modulplacering af battericeller IV

7 8.1.3 Delkonklusion Optimering af afstanden mellem battericellerne Afstanden ved enkeltvis placering Lufthastighedens betydning for den optimale afstand Delkonklusion Køling af Audi ens batteripakke Luftens temperatur langs battericellerne Opfyldelse af krav til maksimal temperatur Opfyldelse af krav til maksimal temperaturdifference Optimering af afstanden mellem battericellerne Delkonklusion Konklusion på modelleringsresultater Nødvendig effekt til køling af batteripakken Resultater for nødvendig blæsereffekt Produktfremstilling Konklusion Perspektivering Opvarmning Alternativ køling Verificering af model Sikkerhed Regulering Design af batteripakke Bibliografi Appendiks: Battericellens specifikke varmekapacitet Formål Udstyr Fremgangsmåde Appendiks: Varmeafgivelsen fra en battericelle Formål Udstyr Fremgangsmåde Appendiks: Biot-tallet Appendiks: Batterikassens mål V

8

9 1 Indledning Temperaturen er i løbet af de seneste år steget på jorden. Der er flere teorier om, hvorfor dette er sket, hvor en af disse er baseret på den stigende mængde CO 2, der bliver udledt. Mange mener, at udledningen af CO 2 skal stoppes for at hindre en yderligere stigning i temperaturen på verdensplan. Danmark har i samarbejde med EU forpligtet sig til at reducere sin udledning, hvilket bl.a. har fået den danske regering til at komme med en strategi for, hvordan landet kan blive fuldstændigt CO 2 -neutralt inden 2050 (1). Det er i perioden 1990 til 2007 lykkedes at få CO 2 -udledningen nedbragt på alle områder med undtagelse af transportsektoren, der i samme periode har haft en stigning på 31 (2). Derfor er der et stort potentiale for at undersøge mulighederne for at reducere bidraget fra transportsektoren, hvis landets samlede CO 2 - udledning skal nedbringes. På Figur 1.1 ses den samlede danske CO 2 -udledning fordelt på forskellige områder. Figur 1.1: CO 2 -udledningen fra forskellige sektorer i Danmark i perioden 1990 til 2007 (2). Det ses på Figur 1.1, at CO 2 -udledningen fra transportsektoren har været stigende siden 1990, og at den samtidig udgør den største andel af CO 2 -udledningen i Da hovedparten af køretøjerne i transportsektoren anvender fossile brændsler, som bl.a. har CO 2 som affaldsprodukt, vil transportsektoren være tvunget til at finde alternative brændstoffer. Dette skyldes, at de fossile brændstoffer med tiden vil blive opbrugt, og det derfor vil være nødvendigt at finde et alternativ, hvilket eksempelvis kunne være el eller brint. Danmark er et af de førende lande i produktionen af elektricitet fra vindmøller, og i 2007 leverede vindmøller 20 af den danske elektricitet (3). Grundet vindens diskontinuitet kan produktionen fra vindmøller overstige det danske behov for elektricitet, hvilket betyder, at den overskydende elektricitet bliver solgt til nabolande ofte til en lav pris. I takt med at der opstilles flere vindmølleparker, vil dette scenarie forekomme oftere fremover, og derfor vil det 1

10 være fordelagtigt at have et system, der kan aftage den overskydende elektricitet. Et sådant system kunne bl.a. bestå af el-biler, som kunne oplades og bruges som energilager. Grundet ovenstående problemstilling forventes det, at el-biler bliver mere udbredt. Figur 1.2 viser, hvor stor en andel forskellige biltyper forventes at udgøre af verdens samlede bilsalg fra år 2000 og frem til år Figur 1.2: Forventet salg af forskellige biltyper på verdensplan i perioden 2000 til 2050 (4). Ifølge Figur 1.2 ses det, at el-biler forventes at få en markedsandel på ca. 30 % i år 2050, hvor de i dag udgør mindre end 1 %. Der er dog stadig væsentlige ulemper ved el-biler såsom lav rækkevidde, som skal forbedres, hvis el-bilerne skal kunne konkurrere med benzin- og dieselbiler. For at fremme udviklingen af el-biler har Aalborg Universitet i samarbejde med forskellige virksomheder købt en brugt Audi A8 med henblik på at ombygge denne til en el-bil ved at erstatte den benzindrevne motor med en el-motor på hvert baghjul 1. Det overordnede formål bag arbejdet med Audi en er at fremme udvikling af de centrale komponenter, der indgår i en elbil, samt at effektivisere nuværende køretøjer herunder også hybride løsninger. Projektet hedder: Fremtidens højeffektive elbil integreret i elsystemet, og det skal medvirke til at fremme Danmarks og specielt Nord- og Midtjyllands ekspertise inden for fremtidens transportmidler. Denne rapport indgår derfor i et større projekt, hvor det bl.a. er ønsket at designe en batteripakke til Audi en. Det er hovedsageligt Institut for Energiteknik, som arbejder på projektet, men en række andre samarbejdspartnere yder også faglig og økonomisk støtte i større eller mindre grad. Instituttet har valgt, at Audi ens batteripakke skal bestå af battericeller af typen litium-ionpolymer. Da batteriernes kapacitet, ydeevne m.m. er afhængig af temperaturen, samt at de af sikkerhedsmæssige årsager kun må operere inden for et bestemt temperaturinterval, undersøges det, om en temperaturregulering i batterikassen er nødvendig. Af den grund ønsker Institut for Energiteknik at undersøge, hvordan batteripakken kan designes, således der bl.a. tages højde for batteriernes temperatur. 1 Institut for Energiteknik ønsker ikke, at projektets overordnede beskrivelse angives i bibliografien. 2

11 Dette leder op til følgende problemstillinger, som ønskes undersøgt for at kunne opfylde instituttets krav: Hvorfor er den valgte batteritype bedst egnet til dette projekt? Hvilke termiske overvejelser skal der gøres ved opbygning af en batteripakke? 3

12

13 2 Problemanalyse Batteripakken skal opbygges af 53 A -battericeller valgt af Institut for Energiteknik, hvilke er af typen litium-ion-polymer fra producenten Kokam. Den valgte battericelle ses på Figur 2.1. Figur 2.1: En Kokam 53 -battericelle, der er valgt til Audi ens batteripakke. Valget er baseret på en række faktorer som levetid, termiske egenskaber samt effekt- og energitæthed, hvorfor battericellens egenskaber undersøges nærmere. 2.1 Undersøgelse af Kokam 53 Ah-battericelle El-biler stiller store krav til flere af et batteris egenskaber, da både vægt, levetid, kapacitet, energitæthed og effekttæthed har betydning, når et sådant produkt skal anvendes i en el-bil. Der findes mange forskellige batterityper på markedet, og derfor foretages en sammenligning nogle af disse Sammenligning af batterityper Batteripakken skal have en tilpas stor effekttæthed til at drive bilen med en ønsket hastighed og acceleration, samtidigt med en stor energitæthed for at bilens rækkevidde opfylder kravene (5). Hertil kommer, at batteripakkens vægt ikke må være for stor, da dette blot øger behovet for større drivkraft og kapacitet. En stor effekttæthed er dog ikke ensbetydende med en stor energitæthed, og bilproducenterne må derfor vælge, hvilken egenskab de prioriterer højest. Figur 2.2 viser effekt- og energitætheden for forskellige batterityper. 5

14 Figur 2.2: Sammenligning af forskellige batteritypers effekt- og energitæthed (4 s. 136). På Figur 2.2 ses forskellige batteritypers effekt- og energitæthed. En stor effekttæthed, som eksempelvis en superkondensator har, betyder, at den er hurtig til at afsætte sin opladede energi. Superkondensatoren har dog en lille energitæthed, hvilket betyder, at der ikke kan oplagres meget energi i den pr. masseenhed. Det ses ud fra Figur 2.2, at batterierne af litium-ion typen er de mest effektive batterier i både effekt- og energitæthed, og de anses derfor som værende mest fordelagtige i en el-bil. En anden problemstilling er levetiden af batteriet. Denne værdi opgives typisk efter, hvor mange op- og afladninger batteriet kan gennemgå, før det kommer under 80 af dets oprindelige kapacitet. Prisen er også en vigtig parameter, og der er stor forskel på denne for de forskellige batteriteknologier. Ikke mindst materialet, der bliver benyttet til fremstilling af batteriet, har indflydelse på dette, men også hvor udbredt produktionen af den enkelte teknologi er. Disse parametre tages der dog ikke hensyn til i dette projekt Egenskaber for Kokam 53 Ah-battericelle Målet for Audi A8-projektet er, at el-bilen skal være i stand til at køre tur-retur fra Aalborg til Frederikshavn på en opladning. Dette er en tur på ca. 130, og det vurderes derfor, at energitætheden skal prioriteres højest for at opnå dette mål. Den valgte battericelle er i stand til at levere op til 265 A kontinuerligt og har en nominel spænding på 3,7 (6). Et problem for el-biler i Danmark er kapaciteten af battericellerne i vinterhalvåret. Kapaciteten for en battericelle falder i takt med, at temperaturen falder, hvilket er illustreret for en Kokam 53 A -battericelle på Figur

15 Figur 2.3: Spænding i forhold til den relative kapacitet for en Kokam 53 -battericelle ved forskellige temperaturer (6). Figur 2.3 viser spændingen i forhold til den relative kapacitet for en Kokam 53 A -battericelle ved forskellige temperaturer. Kapaciteten falder betydeligt, når temperaturen kommer under frysepunktet. Ved -10 er kapaciteten faldet med næsten 20 i forhold til 0, og ved -20 er den faldet yderligere 10. Varmefordelingen i batteripakken har også stor betydning for et batteris ydeevne og levetid. Hvis der opstår en temperaturdifference mellem battericellerne i en batteripakke, kan det begrænse ydeevnen (7). Det vil ligeledes påvirke battericellernes op- og afladningsprofiler. Dette skyldes, at op- og afladningsprofilerne er afhængige af den indre modstand, som varierer med temperaturen. Hvis der opstår forskellige op- og afladningsprofiler for battericellerne i en batteripakke, vil det efter gentagne cyklusser medføre en forringet ydeevne og muligvis ødelægge battericellerne (7). Batteriets driftstemperatur er i dets datablad angivet til at være mellem -20 og 60 ved afladning og 0 og 45 ved opladning. Afladningstemperaturen vil i de fleste tilfælde ligge inden for det danske klima, mens opladningstemperaturen i vinterperioden vil være svær at opnå uden at foretage en opvarmning af batteripakken. Desuden genererer battericeller varme under opog afladning, og derfor undersøges forskellige termiske systemer til en batteripakke. 2.2 Metoder til køling og opvarmning af batteripakke Formålet med at designe et Battery Thermal Management System, BTMS, til en batteripakke er at opretholde en optimal temperatur uafhængigt af, om bilen befinder sig i et koldt eller varmt miljø. For at opnå dette vil det være nødvendigt med et kombineret køle- og varmesystem. BTMS et skal desuden sørge for en uniform varmefordeling, være pålideligt i brug, have lav vægt og være nem at vedligeholde (8). Samtidig skal kølesystemet kræve en lav effekt, da energien kommer fra batteriet, og dermed har en negativ indflydelse på el-bilens rækkevidde. 7

16 Et BTMS er enten passivt eller aktivt, hvilket hhv. betyder, at det enten kun benytter sig af omgivelsernes lufttemperatur, eller har en enhed, der sørger for at opvarme eller køle fluiden i batteripakken. Et passivt BTMS har en lavere krævet effekt, men har også en lavere køle- og varmeeffekt. Til at undersøge, hvilket BTMS batteripakken skal have, er det nødvendigt at undersøge en række forskellige systemer og sammenholde dem med de opstillede kriterier for batteripakken for at vælge den optimale løsning. De undersøgte systemer er baseret på luft, væsker og faseskiftende materialer (8) Luft Temperaturregulering ved hjælp af luft foregår ved at lede luft fra omgivelserne, kabinen eller en varmeveksler ind i batteripakken, hvorved en varmeoverførsel sker ved tvungen konvektion. På Figur 2.4 ses tre forskellige BTMS er til temperaturregulering af en batteripakke ved hjælp af luft. Figur 2.4: Tre eksempler på et Battery Thermal Management System baseret på luft (9). På Figur 2.4-A foregår kølingen passivt ved at lade luft fra omgivelserne køle batteripakken uden at ændre lufttemperaturen. På Figur 2.4-B bliver luft fra omgivelserne først opvarmet eller nedkølet, hvorefter den bliver ledt ind i kabinen og derefter ind i batteripakken. Herefter er der mulighed for en delvis recirkulation til batteripakken. Ved denne metode udnyttes det eksisterende køle- og varmesystem i bilen, og derfor anses systemet som værende passivt. På Figur 2.4-C sker der ligeledes først en opvarmning eller nedkøling af luften, hvorefter den ledes direkte ind i batteripakken. Recirkulering foregår her ved, at luften ledes hen til starten af systemet endnu engang. 8

17 2.2.2 Væsker Et væskebaseret BTMS anvender typisk olie eller vand, som det varmetransporterende medie. Køling eller opvarmning af batteripakken kan enten foregå ved, at battericellerne er nedsænket i en dielektrisk væske, eller ved at væsken strømmer i en lomme eller et rør omkring battericellerne. På Figur 2.5 ses to mulige væskebaserede BTMS er. Figur 2.5: To eksempler på et Battery Thermal Management System baseret på væske (9). BTMS et på Figur 2.5-A anvender en varmeveksler, hvor væsken i systemet køles ved hjælp af luft fra omgivelserne. På Figur 2.5-B bliver væsken opvarmet eller nedkølet ved hjælp af en kombineret varmepumpe og kølemaskine Faseskiftende materialer Faseskiftende materialer, Phase Change Material, PCM, kan også anvendes til køling af battericeller. Et PCM har et smeltepunkt omkring stuetemperatur og kan derfor udnyttes til at fjerne varme fra et objekt ved at skifte fase fra fast form til flydende væske. Derfor er det muligt at minimere en temperaturstigning omkring en battericelle ved at bruge energien til et faseskift (10). På Figur 2.6 ses en prototype af et PCM-baseret kølesystem. 9

18 Figur 2.6: En prototype af et PCM-system til køling af cylindriske battericeller (11). Ved at placere battericellerne i direkte kontakt med et PCM, som angivet på Figur 2.6, opnås en god varmeoverførsel samt en uniform temperatur Sammenligning af kølefluiderne Luft er generelt den simpleste metode til køling af en batteripakke. Det kræver få komponenter, hvilket både gør det driftsikkert, let og billigt. Til gengæld vil køleeffekten være begrænset i forhold til væskekøling, da varmeoverførslen vil være lavere. Lufts lave varmekapacitet medfører også, at der skal en større volumenstrøm til at fjerne den samme varmeenergi i forhold til væsker. Det opnås ved enten at øge kølekanalernes tværsnitsareal, mens volumenstrømmen varieres tilsvarende, eller ved at øge lufthastigheden gennem batteripakken, hvilket samtidig forøger blæseeffekten. Derfor vil luftkøling ofte kræve mere plads end væskekøling, og samtidig vil luft, grundet dets lave varmekapacitet, ofte ikke være i stand til at skabe en uniform temperaturfordeling i en batteripakke (9). Ved at benytte olie som medie i batteripakken kan der opnås en større køleeffekt end ved brug af luft ved det samme volumenstrøm (9), mens pumpeeffekten tilsvarende er højere. Olie er ikke elektrisk ledende og kan derfor være i direkte kontakt med battericellerne, hvilket giver en bedre varmeoverførsel. Ved vand som kølemiddel vil det, på grund af vands lave viskositet og høje varmekapacitet, være muligt at forøge varmeoverførslen yderligere. Vand som kølemedie kræver dog, at battericellerne og kølemidlet adskilles, på grund af de elektrisk ledende egenskaber som vand besidder. Grundet den store varmeoverførsel er det muligt at lave anlæggene mindre end et tilsvarende anlæg med luft som medie. Samtidig har vand den fordel, at det nemmere kan sørge for en jævn temperaturfordeling i batteripakken på grund af den høje varmekapacitet. Et væskebaseret BTMS har en række ulemper, idet den samlede masse af batteripakken stiger grundet olie og vands høje densiteter og de ekstra komponenter i systemet. Brugen af væsker medfører også risiko for lækager, og generelt er service og reparationer sværere i forhold til et luftbaseret BTMS. Den større kompleksitet betyder, at den samlede produktionspris for batteripakken bliver højere (9). Faseskiftende materialer har gode egenskaber til at optage varmeenergi fra battericellen (11). Den høje varmeledningsevne i et PCM medfører desuden en god varmefordeling i batteripakken, så der ikke opstår lokale kritiske temperaturer. Et PCM er dog ikke tilstrækkeligt til at køle batteripakken over en længere periode, men kan bruges som supplering til en anden 10

19 kølemetode. Ved at tilføje PCM i batteripakken kan køleeffekten i det eksisterende BTMS reduceres på bekostning af den højere vægt, som PCM medfører. Ved for eksempel at kombinere PCM med et luftbaseret kølesystem opnås en bedre varmefordeling. Valget af BTMS afhænger hovedsageligt af hvor stor varmeenergi, der skal fjernes fra batterierne samt effekten til enten pumpning af væsker eller blæsning af luft gennem batteripakken. Luftkøling er den simpleste metode, men er muligvis ikke tilstrækkelig effektiv til at fjerne den nødvendige varmeenergi i batteripakken. Med hensyn til opvarmning af batteripakken afgøres dette af battericellernes evne til selvopvarmning, og af hvilke forhold el-bilen skal kunne operere under. Forskellige køle- og varmesystemer i kommercielle el-biler undersøges for at se mulige implementeringer af disse. 2.3 Termiske systemer i kommercielle el-biler Battericeller kan kun operere kontrolleret i et bestemt temperaturinterval, og derfor er el-biler typisk udstyret med BTMS er, som styrer køling og opvarmning. I Tabel 2.1 er en række kommercielle el-bilers metoder til køling og opvarmning af batteripakken vist. Tabel 2.1: Forskellige el-biler og hybridbilers batteripakke sammenlignes på batterikapacitet og batteritype, samt på om de har køling og opvarmning. Batterikapacitet Batteritype Køling Opvarmning Chevrolet Volt (12) (13) 16 Li-Ion Væske Varmelegeme Tesla Roadster (14) 56 Li-Ion Væske Varmelegeme Mitsubishi i-miev (15) (16) 16 Li-ion Luft, passivt Ukendt Renault Fluence Z.E. (17) (18) 24 Li-Ion Luft Ja Nissan Leaf (12) (19) 24 Li-Ion Luft Ja (ekstraudstyr) Ud fra Tabel 2.1 ses det, at kommercielle el-biler oftest benytter luft eller væske til at køle batteripakken med. På Figur 2.7 ses batteripakkerne for nogle udvalgte el-biler fra Tabel

20 Figur 2.7: Batteripakker som er monteret i kommercielle el-biler eller plug-in hybridbiler. Øverst til venstre: Chevrolet Volt (13). Øverst til højre: Tesla Roadster (14). Nederst til venstre: Mitsubishi i-miev (20). Nederst til højre: Renault Fluence Z.E. (21). På Figur 2.7 ses det, at batteripakker til kommercielle el-biler er udformet på mange forskellige måder, hvilket skyldes bilproducenternes forskellige prioriteter. Batteripakken i Mitsubishi i-miev, som ses på Figur 2.7 nederst til venstre, er for eksempel designet ud fra et kriterium om en lav pris, og batteripakken i Renault Fluence Z.E., som er vist nederst til højre på Figur 2.7, er designet til at virke i en batteriskiftestation. Opbygningen af en batteripakke varierer mellem elbiler og afhænger af de krav, der er til den specifikke el-bil samt af hvilken type køling, der er valgt. For at undersøge om køling og opvarmning er nødvendig i Audi ens batteripakke, undersøges teorien omkring varmedannelsen i en battericelle. 12

21 2.4 Teori omkring varmedannelse Når der trækkes en strøm fra en battericelle, vil der ske en varmedannelse i battericellen. Hvis battericellens temperatur ikke ligger indenfor de i databladet angivne temperaturer, forkortes battericellens levetid og kapacitet, da der vil foregå en nedbrydning af battericellen. Der kan i værste tilfælde ske en overophedning i battericellen, som kan medføre brand eller eksplosion. Varmedannelsen i en battericelle er illustreret på Figur 2.8. Figur 2.8: Den samlede varmedannelse fra en battericelle består af varme frigivet ved kemiske reaktioner samt varmen grundet battericellens indre modstand. På Figur 2.8 ses det, at den varme, der bliver genereret i en battericelle, er afhængig af to dele. Varmedannelsen sker grundet den indre modstand og den kemiske reaktion, der foregår, når en battericelle op- eller aflades. Ud fra dette kan Ligning 2.1 opstilles. ( 2.1 ) er den totale varmedannelse fra battericellen, er varmedannelsen fra battericellens interne modstand, og er varmedannelsen fra de kemiske reaktioner i battericellen. Ved at finde, når battericellen bliver udsat for den maksimale kontinuerlige strøm, vil det være muligt at beregne, hvor stor køleeffekt der er nødvendig for at holde battericellen inden for de angivne temperaturgrænser. Det er nødvendigt at finde varmedannelsen for den valgte battericelle for at undersøge, om køling, opvarmning eller begge dele er nødvendig i batteripakken. Varmedannelsen findes derfor eksperimentelt. 13

22

23 3 Forsøg For at kunne vælge et BTMS til Audi en skal den varmeeffekt, som bliver afsat i hver battericelle, kendes ved både op- og afladning. Når en battericelle er sluttet til et kredsløb, afsættes der energi til de forskellige komponenter i kredsløbet, og desuden sker der en varmedannelse i selve battericellen. Den varmeenergi, der bliver dannet i battericellen, kan bestemmes ved Ligning 3.1, hvis systemet er termisk isoleret. ( 3.1 ) er varmeenergien afsat i battericellen, er battericellens masse, er battericellens varmekapacitet, og er temperaturændringen. Varmedannelsen i battericellen kan findes ved at dividere Ligning 3.1 med den tid, som op- eller afladningen varer, hvilket giver Ligning 3.2. ( 3.2 ) er varmedannelsen i battericellen, som beskriver energitilvæksten over tid, og er afladningstiden. Inden denne kan bestemmes, skal battericellens specifikke varmekapacitet kendes, og derfor er der blevet udført forsøg for at bestemme denne. 3.1 Specifik varmekapacitet Til at finde battericellens specifikke varmekapacitet er der udført forsøg, hvor battericellen blev opvarmet til ca. 40 og efterfølgende skulle afgive varmen til to aluminiumsplader på ca. 15 i et system, der var termisk isoleret med rockwool. En detaljeret forsøgsbeskrivelse kan findes i Kapitel 15 Appendiks: Battericellens specifikke varmekapacitet. En skitse af forsøgsopstillingen er angivet på Figur 3.1. Figur 3.1: Skitse af forsøgsopstillingen til bestemmelse af battericellens specifikke varmekapacitet. 15

24 Ud fra ændringen i battericellens og aluminiumspladernes varmeenergi kan battericellens specifikke varmekapacitet findes, da det antages, at der er energibevarelse i varmeoverførslen mellem battericellen og aluminiumspladerne, da systemet er isoleret. Ændringen i battericellens varmeenergi ses i Ligning 3.3, mens den samlede ændring i aluminiumspladernes varmeenergi ses i Ligning 3.4. ( ) ( 3.3 ) ( ) ( 3.4 ) Indekset Bat angiver data for battericellen, indekset Alu angiver data for aluminiumspladerne, mens Alu1 og Alu2 angiver indekset for hver af de to aluminiumsplader. er ændringen i varmeenergi, er massen, er den specifikke varmekapacitet, er starttemperaturen, og er sluttemperaturen. Fordi det antages, at systemet er isoleret, skal summen af Ligning 3.3 og Ligning 3.4 give nul, hvilket ses i Ligning 3.5. ( 3.5 ) I Ligning 3.6 er isoleret og simplificeret. Da der er to aluminiumsplader med samme masse, er der taget højde for, at disse ikke nødvendigvis har samme temperatur gennem forsøget. ( ) ( 3.6 ) Resultater Under forsøget blev battericellens og aluminiumspladernes temperaturer løbende logget med programmet LabVIEW, og forsøget blev stoppet, da temperaturerne var tilnærmelsesvis ens og havde stabiliseret sig. Der henvises til den vedlagte CD for måleresultater og databehandling 2. Et eksempel på datalogningen fra et af forsøgene ses på Figur Måleresultater og databehandlingen kan findes på den vedlagte CD under mappen...\forsøg\battericellens specifikke varmekapacitet\resultater.m. 16

25 Figur 3.2: Grafisk afbildning af resultaterne fra forsøg nr. 2. Den røde kurve er battericellens temperatur, den grønne er temperaturen af den øverste aluminiumsplade og den blå er den nederste. På Figur 3.2 ses forsøgsresultaterne fra forsøg nr. 2. og blev aflæst ved den lavest målte temperatur for hver af de to aluminiumsplader, og tilsvarende blev bestemt ud fra battericellens højeste temperatur. Det tidspunkt, hvor de tre starttemperaturer er aflæst for, er ikke nødvendigvis ens, da temperaturmålerne ikke blev placeret på samme tid. Det ses, at de alle går mod den samme temperatur, og sluttemperaturerne er taget, når alle temperaturer begynder at falde. Den specifikke varmekapacitet er fundet ved at indsætte de målte værdier i Ligning 3.6. Aluminiums specifikke varmekapacitet,, er fundet til 897 ved 21 i programmet Engineering Equation Solver. Resultaterne fra databehandlingen af de fire forsøg ses i Tabel 3.1. Tabel 3.1: Resultaterne for battericellens specifikke varmekapacitet ved de fire forsøg. Forsøg nr Specifik varmekapacitet Fra Tabel 3.1 ses det, at de fire resultater varierer mellem 1152 og Da det højeste resultat er ca. 50 større end det laveste, er det nødvendigt at se på hvilke fejlkilder, der kan have påvirket resultaterne Fejlkilder For at undgå at battericellen ikke afgav varmeenergi til andet end aluminiumspladerne, samt at aluminiumspladerne ikke modtog varme fra andet end battericellen, var opstillingen isoleret med rockwool og placeret i en termokasse. Selvom størstedelen af battericellens overflade var dækket af aluminiumspladerne, har battericellen stadig kunnet afgive varme til omgivelserne gennem siderne. Dette vil medføre lavere sluttemperaturer for både battericellen og begge aluminiumsplader, hvilket vil give en lavere værdi for ifølge Ligning

26 Aluminiumspladerne kan ligeledes have optaget varme fra omgivelserne, hvilket vil medføre højere sluttemperaturer. Sker dette, ses det ud fra Ligning 3.6, at battericellens specifikke varmekapacitet udregnes til en højere værdi. Disse to fejlkilder trækker værdien for i hver sin retning, og alt efter hvor stor indflydelse de har haft på resultaterne, kan værdien for både være større og mindre end den udregnede. Temperaturforskellen var ca. 18 mellem battericellen og omgivelserne, mens den kun var ca. 7 mellem aluminiumspladerne og omgivelserne. Dog var aluminiumspladernes kontaktflade med omgivelserne væsentligt større end battericellens, fordi battericellen var omsluttet af aluminiumspladerne. Det er svært at afgøre, hvilken af de to fejlkilder, der har haft størst betydning, hvorfor en diskussion af resultaterne er nødvendig Diskussion Der findes flere kilder, som angiver, at den specifikke varmekapacitet for en litium-ion-polymerbattericelle ca. ligger mellem 900 og 1000 (22) (23). Da ingen af de udregnede værdier for ligger under værdierne fra kilderne, vurderes det, at battericellen har haft en højere sluttemperatur end det burde, fordi aluminiumspladerne er blevet varmet op af luften fra omgivelserne i begyndelsen af forsøget. Dette kan skyldes, at rockwoolen ikke sluttede tæt nok om battericellen og aluminiumspladerne. Desuden er battericellerne fra kilderne af en anden type, hvilket kan være skyld i afvigelsen fra resultaterne. Specielt ses det i Tabel 3.1, at resultatet fra forsøg nr. 1 er markant større end de andre forsøg. Det vurderes derfor, at dette forsøg ikke blev udført grundigt nok, fordi rockwoolen højst sandsynligt ikke sluttede tæt nok om opstillingen. Isoleringen blev forbedret i de resterende forsøg, og derfor vurderes resultaterne fra disse at være mere præcise, hvorfor resultatet fra forsøg nr. 1 filtreres fra. Beregnes middelværdien for de tre sidste forsøg, bliver battericellens specifikke varmekapacitet Denne værdi bruges til udregningerne af battericellens varmeafgivelse, hvor det antages, at værdien er konstant for det temperaturinterval, som battericellen opererer i. Udregningen af battericellens specifikke varmekapacitet blev gjort på baggrund af battericellens højest målte temperatur og aluminiumspladernes lavest målte temperatur. Der gik ikke lang tid, før temperaturmålene målte disse værdier efter påsætning, men der gik lidt tid, inden battericellen og aluminiumspladerne kom i kontakt. Dermed kan battericellen have afgivet lidt varmeenergi til omgivelserne, mens aluminiumspladerne kan have modtaget lidt varmeenergi fra omgivelserne. Dette kan have givet en lavere starttemperatur for battericellen samt en højere starttemperatur for aluminiumspladerne, hvilket vil resultere i en lavere værdi for i følge Ligning 3.6. Derfor antages det, at dette ikke har haft stor betydning. Hvis temperaturmålingen blev foretaget i det øjeblik, hvor battericellen og aluminiumspladerne kom i kontakt med hinanden, havde forsøgene været mere præcise, men da tidspunktet ikke blev noteret, er denne metode udelukket Delkonklusion battericellens specifikke varmekapacitet er bestemt til 1307 bestemme varmedannelsen i en battericelle., og den kan anvendes til at 18

27 3.2 Varmedannelse i battericellen Når battericellen op- eller aflades, bliver det opvarmet som følge af battericellens indre modstand samt de kemiske reaktioner, der foregår i battericellen. Ved at placere battericellen i et termisk isoleret system og måle temperaturstigningen under drift kan battericellens varmeafgivelse udregnes. En detaljeret forsøgsbeskrivelse kan findes i Kapitel 16 Appendiks: Varmeafgivelsen fra en battericelle. Forsøgsopstillingen ses på Figur 3.3 og Figur 3.4. Figur 3.3: Skitse over forsøgsopstillingen er vist med temperaturmålere og indpakket i rockwool. Figur 3.4: Billeder af den virkelige forsøgsopstilling. Billedet til venstre viser tilslutningen af battericellen med temperaturmålere, og billedet til højre viser opstillingen pakket ind i rockwool. Figur 3.3 og Figur 3.4 viser hhv. en skitse over forsøgsopstillingen og den reelle forsøgsopstilling. Til venstre på Figur 3.4 ses battericellen med påmonterede prober, mens billedet til højre viser battericellen omsluttet med rockwool Resultater I forsøget blev der foretaget fulde op- og afladninger mellem battericellens højeste og laveste spænding, 4,2 og 2,7, mens strømstyrken blev varieret mellem hvert forsøg. I opladningsforsøgene blev der opladt med strømstyrker på 26 A og 53 A, og i afladningsforsøgene blev der afladt med strømstyrker fra 10 A til 75 A. Under forsøgene blev der foretaget logning med computerprogrammet LabVIEW af følgende størrelser: strømstyrken, spændingen samt temperaturen på tre forskellige punkter af battericellen. Måleresultaterne og 19

28 databehandlingen kan findes på den vedlagte CD 3. Målingsresultater for strøm, spænding og batteritemperatur er angivet for et af opladningsforsøgene på Figur 3.5. Figur 3.5: Resultater for et opladningsforsøg. Den røde graf viser strømmen, den blå viser batteritemperaturen, og den grønne viser spændingen. På Figur 3.5 ses det, at batteritemperaturen steg fra ca. 26 til 40, mens spændingen steg fra 3,4 til 4,2. Når spændingen er ca. 4,0 skruer opladningssystemet løbende ned for strømstyrken, hvilket er markeret med den lodrette sorte linje. Dette medfører, at varmedannelsen i battericellen bliver mindre mod slutningen af forsøget, hvilket ses ved, at temperaturkurven falder. Af den grund er varmedannelsen under opladningen udregnet som et gennemsnit for den periode, hvor strømstyrken var konstant, og den angiver derfor den maksimale varmedannelse under en opladning. Målingsresultater for strøm, spænding og batteritemperatur er angivet for et af afladningsforsøgene på Figur Måleresultaterne kan findes på den vedlagte CD under mappen...\forsøg\varmedannelse i battericellen\databehandling\målinger\. 20

29 Figur 3.6: Resultater for et afladningsforsøg. Strømmen er markeret med rødt, battericellens gennemsnitstemperatur er markeret med blåt, og spændingen er markeret med grønt. På Figur 3.6 ses det, at batteritemperaturen stiger fra ca. 25 til 48, mens spændingen falder fra 4,2 til 2,7. Under afladningsforsøgene var strømstyrken konstant, og derfor er varmedannelsen i disse forsøg udregnet for en fuld afladning ved at subtrahere starttemperaturen fra sluttemperaturen. Denne fremgangsmåde er benyttet for resultaterne fra de forskellige strømstyrker under op- og afladning. Databehandlingen er foretaget i programmet Matlab 4 ud fra Ligning 3.2. Varmedannelsen i battericellen ved op- og afladningen med varierende strømstyrker ses på Figur 3.7. Figur 3.7: Varmedannelsen i battericellen ved forskellige strømstyrker under op- og afladning er angivet med hhv. blåt og rødt. 4 Databehandlingen kan findes på den vedlagte CD under stien: \Forsøg\Varmeafgivelse fra battericellen\resultater.m. 21

30 På Figur 3.7 ses det, at varmedannelsen i battericellen bliver større ved højere strømstyrker. Varmedannelsen under opladning lå mellem 2,1 og 7,6, og under afladning lå den mellem 0,4 og 13,0. I Audi-projektets overordnede beskrivelse nævnes det, at der undersøges hurtigopladning til elbiler, og derfor vælges varmedannelsen fra opladningerne med en strømstyrke på 53 A, da der vælges at tage udgangspunkt i et worst case-scenarie. Den maksimale kontinuerlige effekt, Audi en kommer til at trække, er 50, og da batteripakkens samlede nominelle spænding skal være på 710, bliver den nominelle strømstyrke fra batteripakken ca. 70 A under afladning (24). Da der arbejdes med et worst case-scenarie, og da de 50 er et overslag, bruges varmedannelsen fra afladningerne med 75 A. Tabel 3.2 viser størrelsen af varmedannelsen i battericellen fra de to fuldstændige op- og afladningsforsøg mellem battericellens største og laveste spænding. Tabel 3.2: Battericellens varmedannelse fra to fulde op- og afladningsforsøg med hhv. 53 og 75. Forsøg nr. 1 2 Gennemsnit Varmedannelsen ved opladning på 53 A 7,6 7,1 7,3 Varmedannelsen ved afladning på 75 A 12,8 13,0 12,9 På Tabel 3.2 ses resultaterne for battericellens varmedannelse under en fuld op- og afladning på hhv. 53 A og 75 A. Begge værdier for varmedannelsen under opladning ligger tæt på hinanden, hvilket også er tilfældet for de to værdier for afladningen. Dog er der stadig visse usikkerheder ved resultaterne, da der har været fejlkilder i forsøget Fejlkilder Under forsøget var battericellen isoleret med rockwool og placeret i en termokasse for at gøre systemet mest muligt adiabatisk. Systemet afgav dog varme til omgivelserne, da isoleringen ikke kunne holde fuldstændigt på varmen. Dermed blev battericellens temperaturstigning målt til at være lavere, end hvis dette havde været undgået, og ifølge Ligning 3.2 vil dette medføre en lavere udregnet varmedannelse i battericellen. Under opladning sænkede opladesystemet løbende strømstyrken, når battericellen kom tættere på den maksimale spænding. Dermed blev den afsatte varmeeffekt i battericellen lavere, og til sidst blev den så lav, at batteritemperaturen faldt, fordi varmen forsvandt ud gennem rockwoolen. Af den grund er det kun varmedannelsen under opladning med konstant strømstyrke, der er valgt. battericellens temperatur var højere end omgivelsernes temperatur under både op- og afladningsforsøget, og varmetransmissionen burde derfor kun forløbe til omgivelserne. Dog blev der afsat effekt i kablerne samt i forbindelserne til battericellens poler, og termiske billeder taget af forsøget viser, at disse i nogle tilfælde var varmere end selve battericellen. Dermed kan der være overført varme fra disse til battericellen, hvilket vil medføre en højere udregnet varmedannelse i battericellen. Et termisk billede af battericellen under afladning uden rockwool ses på Figur

31 Figur 3.8: Termisk billede af battericellen under afladning. Temperaturen kan aflæses på farveskalaen til højre. Figur 3.8 viser, at det ene kabel og den ene pol blev varmere end battericellen under afladning, hvilket kan have medført, at denne varme blev ledt ind i battericellen. Dog kunne varmen fra det ene kabel og den ene forbindelse også afgives til luften, da disse ikke var isoleret af rockwoolen i forsøgene, og dermed er det en minimal del af varmen, som har opvarmet battericellen. Desuden viser Figur 3.8, at varmedannelsen i battericellen er tilnærmelsesvis uniform. Det antages derfor, at resultaterne fra disse forsøg er udregnet til at være lavere end egentlig, hvorfor det er relevant at se på, hvor stor en varmeeffekt battericellen mistede til omgivelserne i løbet af forsøgene. Efterfølgende kan battericellens varmedannelse korrigeres ved at tage højde for varmetabet Diskussion Varmeeffekten, som battericellen mistede til omgivelserne under afladning, blev undersøgt ved at lade forsøgsopstillingen stå uændret efter forsøgets afslutning og herefter måle temperaturændringen over tid. Der blev kun foretaget målinger for varmetabet ved den maksimale temperaturforskel mellem battericellen og omgivelserne på 24 og ned til en temperaturforskel på ca. 16,5. Der blev lavet en regression over temperaturændringen ud fra et 3. grads-polynomium i Matlab, og efterfølgende blev temperaturforskellen mellem to nabopunkter på ligningen multipliceret med og. Resultatet for battericellens varmetab til omgivelserne i det givne temperaturinterval ses på Figur

32 Figur 3.9: battericellens varmetab i forhold til temperaturforskellen mellem battericellen og omgivelserne. Figur 3.9 viser varmetabet ved forskellige temperaturforskelle. Det ses, at jo større forskellen er mellem battericellens og omgivelsernes temperatur, des større effekt afgives til omgivelserne. Varmetabet blev kun undersøgt fra en temperaturforskel på ca. 24 og ned til ca. 16,5, og i dette temperaturinterval var den mindste varmeafgivelse til omgivelserne 3,3, mens den største var 4,6. Disse varmetab er ikke gennemsnitlige varmetab over en hel afkøling, hvilket havde været mere korrekt at bruge. Da varmetabet ikke blev lavere end 3,3, bruges dette tal til at korrigere varmedannelsen i battericellen under opladning, da temperaturforskellen lå under 16,5 i opladningsforsøgene. Således er der en vis sikkerhedsmargin for at undgå, at battericellen overopheder. Varmedannelsen under afladning korrigeres med 4,6, da afladningsforsøget opnåede en temperaturforskel på 25. Dette er det højeste varmetab til omgivelserne ifølge Figur 3.9, så der ligeledes opnås en vis sikkerhedsmargin inden battericellen overopheder. Korrigeres de gennemsnitlige værdier for varmedannelsen fra Tabel 3.2, fås en gennemsnitlig varmedannelse på 10,6 ved opladning og 17,5 ved afladning. Varmedannelsen under opladning blev beregnet som et gennemsnit for den periode, hvor strømstyrken stadig var konstant. Dermed er værdien for varmedannelsen højere, end hvis den sidste del af opladning blev medregnet i gennemsnittet. Under afladning blev varmedannelsen bestemt som et gennemsnit over en fuld afladning, og dermed burde denne værdi give et mere nøjagtig billede af varmedannelsen end ved opladning Delkonklusion Grundet fejlkilderne i de to forsøg fås en varmedannelse fra hver battericelle på 10,6 og 17,5 ved hhv. op- og afladning. Varmedannelsen vurderes at være en smule overdimensioneret, så batteripakken undgår overophedning ved hårde belastninger. Da der er fundet en varmeafgivelse fra battericellen ved den maksimale kontinuerlige strømstyrke, er det muligt at vurdere, om der er brug for køling og i så fald hvilket type BTMS, der skal anvendes. 24

33 4 Krav til batteripakken Projektet er afgrænset til kun at omhandle køling og ikke opvarmning af batteripakken. Et BTMS baseret på luftkøling vurderes at være tilstrækkelig ved en varmedannelse pr. battericelle på 10,6 ved opladning med 53 A og 17,5 ved afladning med 75 A. Det er fra Institut for Energiteknik s side blevet besluttet, at batteripakken skal opbygges af battericeller fra producenten Kokam, som har en kapacitet på 53 A pr. battericelle. Da hver Kokam-battericelle har en nominel spænding på 3,7, skal disse seriekobles for at opnå en nominel spænding på 710, som er den spænding, systemets to invertere arbejder ved. Dette betyder, at der skal benyttes 192 battericeller for at opnå denne spænding. Der skal monteres to el-motorer i Audi en, som hver er på 50, hvortil der kommer et tab på 10 i systemets invertere. Dette giver en samlet maksimaleffekt på 110, som batteripakken skal være i stand til at levere. Ved 710 giver dette en strøm på 155 A. Den kontinuerlige effekt er dog blevet vurderet til ca. 50, som svarer til en strøm på ca. 70 A (24). Der er også en række sikkerhedskrav, som skal overholdes. Battericellerne må f.eks. ikke overskride de i specifikationerne angivne temperaturer, som er sat til 45 og 60 ved hhv. opog afladning. Da der bliver afladt med en større strøm end ved opladning, sættes der en sikkerhedsmargin på 5 ved opladning og 10 ved afladning. Dette betyder, at kølesystemet skal være i stand til at holde battericellerne under 40 og 50 ved hhv. op- og afladning. Udover dette er det i Afsnit Egenskaber for Kokam 53 Ah-battericelle blevet konstateret, at det er fordelagtigt at have en uniform temperatur i hele batteripakken. Derfor opstilles et krav til, at temperaturdifferencen mellem den varmeste og koldeste battericelle maksimalt må være 5. Battericellerne må ikke komme i kontakt med vand, og batterikassen skal derfor være i stand til at holde vand ude af systemet. Af denne grund lukkes batterikassen, hvilket også betyder, at den relative vind grundet bilens hastighed ikke kan benyttes til køling af batteripakken. 25

34

35 5 Problemformulering Det blev vurderet, at et kølesystem med luft er bedst egnet ud fra de specifikke krav, der er til den valgte Audi A8 s batteripakke. Battericellerne i batteripakken må bl.a. ikke overstige 40 og 50 ved hhv. op- og afladning. Samtidig er det vurderet, at det er en fordel, at temperaturforskellen mellem den koldeste og varmeste battericelle ikke overstiger 5. Derfor undersøges følgende problemstillinger: Hvordan kan battericellerne placeres, så der tages hensyn til batterikapacitet, spænding og køling? Hvilken lufthastighed er nødvendig i batteripakken for at holde battericellernes temperatur under 40 ved opladning og 50 ved afladning? Hvilken lufthastighed er nødvendig i batteripakken for at holde temperaturforskellen mellem den koldeste og varmeste battericelle under 5? Hvor stor en blæsereffekt er nødvendig for at opretholde de nødvendige lufthastigheder? 5.1 Problemløsning Til at bestemme hvilken lufthastighed, der er nødvendig i batteripakken for at holde batterierne under den maksimalt tilladelige temperatur, laves en model i Matlab. Modellen beregner batteriernes temperatur ved en varmedannelse i battericellerne på 10,6 og 17,5 ved hhv. op- og afladning. Den samme model vil blive brugt til at finde den nødvendige lufthastighed for at holde temperaturforskellen mellem den koldeste og varmeste battericelle under 5. Ud fra den nødvendige lufthastighed skal den nødvendige blæsereffekt findes, hvilket gøres ud fra en anden Matlab-model. For at opfylde målene for batterikapacitet, spænding og køling i batteripakken, skal en optimal afstand mellem batterierne undersøges. Modellerne anvendes desuden til at optimere afstanden mellem battericellerne og hastigheden mellem dem. Der vil desuden blive givet et forslag til en mulig konstruktion af batteripakken udarbejdet i Solid Works. 27

36

37 6 Batterikasse For at opfylde kravet om 192 Kokam 53 A -battericeller i motorrummet på Audi en skal målene for dette kendes. Ved at opmåle motorrummet kan en batterikasse designes, hvorefter kravene til antallet af battericeller og køling forsøges opfyldt. På Figur 6.1 er motorrummet vist. Figur 6.1: Motorrummet på Audi en, hvor motoren er afmonteret. Ud fra målene og geometrien af motorrummet er der lavet en simplificeret model af batteripakken i computerprogrammet Solid Works, hvilket er illustreret på Figur 6.2. De specifikke mål for batterikassen er angivet i Kapitel 18 Appendiks: Batterikassens mål. Figur 6.2: Solid Works-tegning af den tilgængelige plads i Audi ens motorrum. Figur 6.2 viser batterikassen, som der er plads til i motorrummet. Herefter er der blevet lavet en model af den valgte type battericelle, der skal placeres 192 af i batterikassen. For at muliggøre 29

38 dette, samtidigt med at der efterlades plads til køling af batterierne, skal battericellerne placeres på en sådan måde i kassen, at de ikke blokerer for luftstrømmen. Derudover placeres battericellerne bagerst i batterikassen, for at tyngdepunktet tilnærmer sig det oprindelige. Battericellerne placeres derfor som vist på Figur 6.3. Figur 6.3: Placering af battericellerne i batterikassen set fra siden. Figur 6.3 viser placeringen af battericellerne i batterikassen. Battericellerne placeres med polerne opad for at gøre plads til styringen, som kaldes et Battery Management System, BMS, og kontrollerer strøm og spænding ved op- og afladning. Ved at placere battericellerne stående vil forbindelserne mellem battericellernes poler ikke blokere for luftstrømmen, som vælges at strømme fra fronten og bagud. Der er fundet plads til fem rækker med battericeller, og den tilgængelige længde, hvorpå der kan placeres battericeller, kan herefter udregnes. Dette er vist på Figur 6.4, hvor den tilgængelige længde er målt ud fra den korteste længde ved hver battericelle. 30

39 Figur 6.4: Den tilgængelige længde ved de forskellige battericelle, hvor målene er fundet i programmet Solid Works. Figur 6.4 viser den tilgængelige længde, hvorpå battericellerne kan placeres ved siden af hinanden i de fem rækker. Dette er opstillet ved Ligning 6.1. ( 6.1 ) er den tilgængelige længde, hvorpå battericellerne kan placeres. Battericellerne har en tykkelse på 12,3, så battericellerne kræver en tilgængelig længde svarende til den angivne i Ligning 6.2. ( 6.2 ) er battericellernes samlede længde, hvilken er mindre end den tilgængelige. Den tilgængelige længde kan herefter benyttes til at finde den maksimalt tilgængelige afstand mellem batterierne. 6.1 Delkonklusion Motorrummet i Audi en blev opmålt, og en batterikasse blev herefter designet ud fra den tilgængelige plads i programmet Solid Works. Den tilgængelige længde, hvorpå battericellerne kan placeres i batterikassen, blev ud fra tegninger fundet til at være 3,19, hvilket er større end den samlede længde, som battericellerne optager. Ud fra den fundne tilgængelige afstand er det muligt at dimensionere batteripakken ud fra et termisk perspektiv, da battericellerne ikke må overskride en maksimal tilladelig temperatur på 40 og 50 ved hhv. op- og afladning. Dette gøres ved at opstille en termisk model, som simulerer batteritemperaturen afhængig af tiden, hvilket bygger på teorien omkring tvungen konvektion. 31

40

41 7 Energibalance for en battericelle Dette kapitel tager udgangspunkt i teorien om tvungen konvektion bogen Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences (25). For at kunne beregne om batteripakken holder en tilladelig temperatur, er det nødvendigt at opstille ligninger for energibalancen i battericellerne. Ved at undersøge teorien omkring varmeafgivelsen fra battericellerne grundet konvektion og sammenholde denne med varmedannelsen i battericellerne er det muligt at beregne en teoretisk temperatur for battericellen til tiden kaldet sluttemperaturen. Til denne tid vil systemet være i termisk ligevægt. På Figur 7.1 er energibalancen i en enkelt battericelle opstillet grafisk. Figur 7.1: En luftstrøm langs en battericelle modtager varmeenergi grundet konvektion, hvis der er en temperaturdifference. angiver varmeoverførslen mellem battericellen og luften, mens angiver varmedannelsen i battericellen. På Figur 7.1 er energibalancen for en enkelt battericelle angivet. angiver varmedannelsen i battericellen, som blev fundet i Afsnit 3.2 Varmedannelse i battericellen, og angiver varmeoverførslen til den strømmende luft grundet konvektion. Energibalancen er opstillet ved Ligning 7.1. ( 7.1 ) er varmeenergien i battericellen, og er tiden. Det antages, at varmefordelingen er ensartet i hele battericellen, hvilket der er redegjort for i Kapitel 17 Appendiks: Biot-tallet. For at kunne anvende energibalancen til bestemmelse af battericellens temperatur med tiden, er det nødvendigt at opstille en ligning for. 7.1 Varmeoverførselskoefficient Varmeoverførslen grundet konvektion er afhængig af varmeoverførselskoefficienten, temperaturdifferencen og det bestrøgne areal. Varmeoverførselskoefficienten anvendes til at 33

42 bestemme varmeoverførslen mellem et legeme og en fluid. I Audi ens batteripakke vil legemet være battericellerne, og fluiden vil være luften, som strømmer langs battericellerne. Da luften antages at strømme konstant, når bilen er tændt, vil al varmeoverførslen ske ved tvungen konvektion, og dermed regnes der ikke på passiv konvektion. Varmeoverførselskoefficienten beregnes ved først at finde strømningens Reynolds- og Nusselt-tal. Reynolds-tallet er angivet i Ligning 7.2. ( 7.2 ) er Reynolds-tallet, er luftens hastighed, er den hydrauliske diameter, og er luftens kinematiske viskositet, som er afhængig af luftens temperatur. For at bestemme den hydrauliske diameter betragtes frirummet mellem hver battericelle som et rektangulært rør, hvori luften strømmer. Den hydrauliske diameter for rektangulære rør findes ved Ligning 7.3. ( 7.3 ) er afstanden mellem battericellerne, og er højden på battericellerne. Nusselt-tallet beregnes på forskellige måder afhængigt af strømningens karakteristik. Ved en fuldt udviklet laminar strømning beregnes Nusselt-tallet ved Ligning 7.4, og ved en fuldt udviklet turbulent strømning beregnes Nusselt-tallet ved Ligning 7.5 og 7.6. ( 7.4 ) ( 7.5 ) ( ) ( ) ( 7.6 ) er friktionskoefficienten, er Nusselt-tallet, og er Prandtl-tallet, som er afhængig af luftens temperatur. Varmeoverførselskoefficienten er givet ved Ligning 7.7. ( 7.7 ) er varmeoverførselskoefficienten, og er luftens konduktivitet afhængig af temperaturen. Da luftens egenskaber er temperaturafhængige, vil varmeoverførselskoefficienten også være indirekte temperaturafhængig. Værdierne for viskositeten og Prandtl-tallet er fundet i programmet Engineering Equation Solver 5 ved 5 Filen, hvor værdierne er fundet, kan findes på CD en under mappen...\modeller\egenskaber.ees. 34

43 temperaturer mellem -20 og 130 i et interval på 1. De nødvendige eksakte værdier kan herefter findes ved interpolation. I modellen anvendes kun ligninger for fuldt udviklede strømninger, da der i projektet arbejdes med et worst case-scenarie. Havde der været anvendt ligninger for udviklende strømninger, ville Nusselt-tallet og dermed varmeoverførselskoefficienten være blevet større, hvilket ville have resulteret i en bedre køling af battericellerne. Ud fra varmeoverførselskoefficienten kan beregnes, hvorefter en differentialligning for energibalancen kan opstilles. 7.2 Opstilling af energibalancens differentialligning Energibalancen i en battericelle, som angivet ved Ligning 7.1, afhænger af og. Ved kun at lade differentialligningen være afhængig af varmeenergien i en battericelle, kan ligningen løses med hensyn til denne og gøres afhængig af tiden. Varmeenergien i en battericelle er udtrykt ved Ligning 7.8. ( 7.8 ) er varmeenergien i battericellen, er battericellens varmekapacitet, som er fundet i Afsnit 3.1 Specifik varmekapacitet, og er battericellens temperatur. Varmeoverførslen beregnes ud fra varmeoverførselskoefficienten ved Ligning 7.9. ( 7.9 ) er arealet, og er temperaturdifferencen mellem battericellen og luften. Lufttemperaturen vil variere over længden af battericellen grundet varmeoverførslen, hvilket er angivet på Figur 7.2. Figur 7.2: Når luft strømmer langs en battericelle vil lufttemperaturen stige grundet konvektion. er luftens indløbstemperatur og er luftens udløbstemperatur. På Figur 7.2 er lufttemperaturen over battericellens længde illustreret. er luftens indløbstemperatur, og er luftens udløbstemperatur. Den gennemsnitlige temperatur skal 35

44 Aalborg Universitet Design af batteripakke til en Audi A8 ET3-301 bestemmes for at kunne beregne en gennemsnitlig varmeoverførsel. Til dette anvendes den logaritmiske middeltemperatur, som er angivet ved Ligning ( ) ( 7.10 ) Luftens udløbstemperatur kan herefter beregnes ved Ligning ( ) ( 7.11 ) er luftens massestrøm, og er luftens varmekapacitet ved konstant tryk. Ved at kombinere Ligning 7.9, 7.10 og 7.11 kan varmeoverførslen grundet konvektion isoleres ved hjælp af programmet Mathcad 6. Herefter fås et forkortet udtryk angivet i Ligning ( ( ( ) ) ) ( 7.12 ) Ved at substituere dele af Ligning 7.12 med konstanter og temperaturafhængige variabler, kan den overskueliggøres ved Ligning ( 7.13 ) og er konstanter, og samt er temperaturafhængige variabler. De er angivet i Ligning 7.14, 7.15, 7.16 og ( 7.14 ) ( 7.15 ) ( 7.16 ) ( 7.17 ) er indløbstemperaturen, er forholdet mellem batteritemperaturen og varmeenergien i battericellen, er det negative produktet af 6 Filen, hvor differentialligningen er simplificeret, kan findes på CD en under stien \Udledning af differentialligning.pdf. 36

45 varmeoverførselskoefficienten og arealet, og er det negative forhold mellem og luftens massestrøm og varmekapacitet. Den numeriske værdi af benævnes også NTU, Number of Transfer Units. Opstilles energibalancen i Ligning 7.1 med Ligning 7.13 fås Ligning ( ) ( 7.18 ) Substitueres varmedannelsen i battericellen også med en konstant angivet ved Ligning 7.19, fås Ligning ( 7.19 ) er varmedannelsen i battericellen. ( ) ( 7.20 ) For at kunne løse differentialligningen i Ligning 7.20 skal der angives en startbetingelse, hvilken er varmeenergien i battericellen til tiden nul. Denne er angivet ved Ligning ( 7.21 ) er startbetingelsen, og er battericellens starttemperatur. Differentialligningen i Ligning 7.21 løses i programmet Matlab, hvorefter et ligningsudtryk afhængigt af tiden fås, hvilket er angivet ved Ligning ( ) ( ( )) ( 7.22 ) Udtrykket for varmeenergien afhængig af tiden i Ligning 7.22 kan nu anvendes til at beregne sluttemperaturen i battericellen. 7.3 Modellering Differentialligningen angivet i Ligning 7.22 gør brug af tre konstanter,, og, og to temperaturafhængige variabler, og. De temperaturafhængige variabler beregnes ved middeltemperaturen mellem ind- og udløbet, der er angivet ved Ligning ( 7.23 ) er den gennemsnitlige lufttemperatur mellem ind- og udløbet. Udløbstemperaturen er afhængig af battericellens sluttemperatur, hvilken beregnes ved Ligning

46 ( 7.24 ) er den stabile batteritemperatur, som ikke ændrer sig med tiden. Udløbstemperaturen, som beregnes ved Ligning 7.11, vil ændre sig, når en ny sluttemperatur bliver beregnet, og derfor vil middeltemperaturen blive beregnet forkert. Dette løses ved at iterere frem mod en endelig middeltemperatur, som ikke ændrer sig betydeligt ved en ekstra iteration. For at finde antallet af iterationer indføres et udtryk for ændringen af middeltemperaturen, hvilket er angivet ved Ligning 7.25 ( 7.25 ) angiver temperaturdifferencen mellem to middeltemperaturer ved forskelligt antal iterationer, og angiver iterationsnummeret. Tabel 7.1 viser temperaturdifferencen mellem middeltemperaturen ved en ekstra iteration og filmtemperaturen og battericellens sluttemperatur ved forskellige iterationer. Dataene er beregnet ud fra et eksempel, hvor lufttemperaturen er på 25, varmedannelsen i battericellen på 17,5, en afstand mellem battericellerne på 4,3 samt en lufthastighed på 5. Iteration Tabel 7.1: Middeltemperaturen, ændringen i middeltemperaturen og sluttemperaturen beregnet ved fire iterationer. 25,00 26,54 26,55 26,55 1,5 7,9 4,0 33,83 33,81 33,81 33,81 Ud fra Tabel 7.1 ses det, at temperaturdifferencen mellem filmtemperaturen ved en ekstra iteration ikke ændrer sig betydeligt efter den anden iteration. Efter tredje iteration vil middeltemperaturens ændring kun være 0,008, hvilket resulterer i en ændring af sluttemperatur for battericellen på 0,0001. Iterationsprocessen vil derfor blive sat til tre for at være sikker på, at en tilnærmelsesvis sluttemperatur kan bestemmes præcist. Figur 7.3 angiver iterationsprocessen illustrativt. 38

47 Figur 7.3: Der fortages tre iterationer for at bestemme en stabil sluttemperatur. Iterationerne foretages, da middeltemperaturen ændrer sig afhængigt af sluttemperaturen, som har indflydelse på luftens egenskaber. På Figur 7.3 vil den første iteration blive lavet ud fra en middeltemperatur svarende til lufttemperaturen. Ud fra denne vil de temperaturafhængige variabler i differentialligningen blive beregnet, hvorefter en sluttemperatur kan bestemmes ved at lade tiden gå mod uendeligt, som angivet i Ligning Den nye sluttemperatur anvendes til at beregne en ny middeltemperatur, som igen bruges til at beregne de temperaturafhængige variabler. Dette mønster gennemføres tre gange, hvorefter den endelige sluttemperatur for battericellen vil blive sat til den sidst beregnede sluttemperatur. Teorien beskrevet i dette kapitel anvendes til at opstille en model i programmet Matlab. Denne anvendes til besvarelse af problemformuleringens problemstillinger vedr. de termiske krav til batteripakken. 39

48

49 8 Modelleringsresultater Der blev fundet en tilgængelig afstand i batteripakken på 3,19 i Ligning 6.1, når batterierne placeres i fem rækker. Ud fra den tilgængelige længde undersøges det, hvordan battericellerne skal placeres, for at den mest optimale køling med luft opnås. Da kølingen foregår via tvungen konvektion, er det nødvendigt, at battericellerne placeres med en afstand mellem dem. Den simpleste måde er ved at placere dem enkeltvis, hvorved den tilgængelige afstand er beregnet ud fra Ligning 8.1. ( 8.1 ) er afstanden mellem battericellerne, er antallet af battericeller. er en battericellernes bredde, og Ud fra afstanden mellem battericellerne er det muligt at undersøge, hvilken lufthastighed, der er nødvendig, for at batteritemperaturen ikke overstiger den maksimalt tilladelige på 40 og 50 ved en varmedannelse på hhv. 10,6 og 17,5 pr. battericelle, som blev fundet i Afsnit 3.2 Varmedannelse i battericellen. I samtlige simuleringer i det følgende afsnit vil omgivelsestemperaturen blive sat til 25, da denne antages at være den højeste temperatur, som el-bilen skal anvendes ved. Alle resultater er beregnet ved brug af modellen for køling beskrevet i Kapitel 7 Energibalance for en battericelle. Alle modeller i de følgende afsnit bygger på samme teori, men de er modificeret til at beregne forskellige resultater Nødvendig lufthastighed til køling For at designe batteripakken til Audi en ud fra et termisk perspektiv er det nødvendigt at undersøge, om det er bedst at placere battericellerne enkeltvis eller i moduler, hvilket dækker over flere sammensatte battericeller Enkeltvis placering af battericeller Ved enkeltvis placering fås en afstand mellem battericellerne på 4,3, hvilket er beregnet ved Ligning 8.1. En illustration af betingelserne for simuleringen, hvor lufthastigheden varieres, indtil temperaturkravene opfyldes, ses på Figur Figurer med resultater kan findes på CD under stien \Modeller\Figurer og resultater\. 41

50 Figur 8.1: Illustration af betingelserne for simulering af den nødvendige lufthastighed for at batteriernes sluttemperatur bliver 40 og 50 ved hhv. op- og afladning. Afstanden mellem batterierne holdes konstant på 4,3, og lufthastigheden varieres fra 0,2 til 4. Ud fra simuleringsbetingelserne på Figur 8.1 anvendes modellen til at beregne sluttemperaturen ved varierende lufthastigheder. Herefter er de laveste lufthastigheder, hvor sluttemperaturerne opfylder kravene, blevet fundet, hvilket er angivet på Figur 8.2. Figur 8.2: Battericellernes sluttemperatur plottet i forhold til lufthastigheden ved enkeltvis placering af battericellerne med en afstand på 4,3. De røde streget angiver de maksimale temepraturer under op- og afladning. På Figur 8.2 ses det, at en højere lufthastighed medfører en lavere sluttemperatur af battericellerne. Det blev fundet, at den nødvendige lufthastighed ved enkeltvis placering var 0,66 ved både op- og afladning, for at sluttemperaturen ikke oversteg temperaturkravene. Da det ikke vides, om enkeltvis placering af battericellerne er den mest optimale opstilling, er det nødvendigt at undersøge batteriplacering i moduler Modulplacering af battericeller Det undersøges, om der kan opnås en bedre køling ved at placere battericellerne i moduler i batteripakken. Der undersøges parvis placering, hvilket muliggør en afstand på 8,6 mellem parrene, hvilket blev fundet ud fra Ligning 8.1. En illustration af betingelserne for simuleringen, hvor det er antaget, at battericellens masse og varmedannelse er den dobbelte, ses på Figur

51 Figur 8.3: Illustration af betingelserne for simulering af den nødvendige lufthastighed for at batteriernes sluttemperatur bliver 40 og 50 ved hhv. op- og afladning. Afstanden mellem batterierne holdes konstant på 8,6, og lufthastigheden varieres fra 0,2 til 4 s. Ud fra simuleringsbetingelserne på Figur 8.3 anvendes modellen til at beregne sluttemperaturen ved varierende lufthastigheder. Herefter er de laveste lufthastigheder, hvor sluttemperaturerne opfylder kravene, blevet fundet, hvilket er angivet på Figur 8.4. Figur 8.4: Battericellernes sluttemperatur plottet i forhold til lufthastigheden ved parvis placering af battericellerne med en afstand på 8,6. De røde streget angiver de maksimale temepraturer under op- og afladning. På Figur 8.4 ses sluttemperaturen i forhold til lufthastigheden ved parvis placering. Det blev fundet, at den laveste lufthastighed, for at battericellerne ikke overstiger en sluttemperatur på 40 og 50 ved hhv. op- og afladning, blev hhv. 2,96 og 2,95. Knækket på kurven ved ca. 2,8 skyldes, at modellen skifter fra at anvende ligninger for fuldt udviklede laminare til fuldt udviklede turbulente strømninger Delkonklusion Ved enkeltvis placering af battericellerne var den laveste lufthastighed 0,66 for både op- og afladning, for at temperaturkravene blev opfyldt. Ved parvis placering af battericellerne var denne betydeligt højere, da lufthastigheder på mindst 2,96 og 2,95 var nødvendige for at opfylde temperaturkravene for hhv. op- og afladning. 43

52 Grundet den højere nødvendige lufthastighed ved parvis placering vurderes det, at enkeltvis placering af battericellerne er mere optimal mht. køling i forhold til parvis placering. Af denne grund udelukkes det at placere flere battericeller sammen i moduler, og derfor arbejdes der videre med enkeltvis placering af battericellerne. 8.2 Optimering af afstanden mellem battericellerne De nødvendige lufthastigheder for at holde battericellerne under temperaturkravene er blevet fundet, hvorfor det er relevant at undersøge afstandens betydning mellem battericellerne Afstanden ved enkeltvis placering Det viste sig, at der er et ulineært forhold mellem battericellernes sluttemperatur og afstanden mellem dem. Af denne grund undersøges det, hvilken indflydelse afstanden har på sluttemperaturen. En illustration af betingelserne for simuleringen, hvor afstanden varieres og lufthastigheden holdes konstant, ses på Figur 8.5. Figur 8.5: Illustration af betingelserne for simulering af optimal afstand, hvor lufthastigheden holdes konstant. Sluttemperaturen vil variere afhængigt af afstanden, hvorefter det undersøges, ved hvilken afstand den laveste temperatur fås. Ud fra simuleringsbetingelserne på Figur 8.5 anvendes modellen til at beregne den optimale afstand, hvor sluttemperaturen er lavest. Simuleringsresultaterne ses på Figur

53 Figur 8.6: Afstanden mellem batterierne i batteripakken plottet i forhold til sluttemperaturen af battericellerne. Den sorte og blå prik viser den optimale afstand for hhv. op- og afladning, hvor sluttemperaturen er lavest. De røde streget angiver de maksimale temepraturer under op- og afladning. På Figur 8.6 ses det, at der ved en lufthastighed på 0,66 er en optimal afstand mellem battericellerne, hvor sluttemperaturen bliver lavest. Den optimale afstand ved op- og afladning blev 7,2, hvor sluttemperaturerne blev hhv. 37,3 og 45,2. Grunden til, at der findes et ekstrema, er, at forholdet mellem tælleren og nævneren af den ikke-tidsafhængige del af Ligning 7.22, som beskriver varmeenergien i en battericelle, er ulineært. Sluttemperaturerne på Figur 8.6 ligger under temperaturkravene, hvilket giver anledning til yderligere optimering ved at variere lufthastigheden indtil sluttemperaturen er lig med temperaturkravene. Dette vil blive en del af iterationsprocessen til optimeringen af Audi ens batteripakke. Den optimale afstand ved en enkelt række, som undersøgt på Figur 8.6, er større end den tilgængelige afstand, hvorfor det undersøges, hvilken betydning lufthastigheden har for den optimale afstand mellem battericellerne Lufthastighedens betydning for den optimale afstand Det blev fundet, at lufthastigheden har betydning for den optimale afstand, hvorfor den optimale afstand undersøges ved at variere lufthastigheden og derefter finde den optimale afstand, der giver den laveste sluttemperatur. En illustration af simuleringsbetingelserne, hvor der er taget udgangspunkt i en afladning, ses på Figur

54 Figur 8.7: Illustration af simuleringsbetingelserne, hvor lufthastigheden varieres, og der findes en optimal afstand, hvor sluttemperaturen bliver lavest. På Figur 8.8 ses simuleringsresultater for den optimale afstand mellem battericellerne samt sluttemperaturen for en afladning. I resultaterne er lufthastigheden varieret og battericellerne er placeret enkeltvis. Ved hver lufthastighed er den optimale afstand fundet, hvorefter den tilhørende sluttemperatur er plottet. Figur 8.8: Den optimale afstand og sluttemperatur plottet i forhold til lufthastigheden ved enkeltvis placering. På Figur 8.8 ses det, hvordan en højere lufthastighed medfører en kortere optimal afstand mellem batterierne indtil en lufthastighed på ca. 4,9, hvor der sker en pludselig stigning, hvorefter den falder igen. Den pludselige stigning skyldes, at luften skifter fra at anvende ligninger for laminare strømninger til ligninger for turbulente strømninger. I realiteten vil denne pludselige stigning være mindre stejl, da der i modellen kun anvendes ligninger for fuldt udviklede laminare og turbulente strømninger. Det må derfor antages, at modellen ikke er præcis i det skiftende område. På Figur 8.9 er Reynolds- og Nusselt-tallet plottet i forhold til lufthastigheden, hvilket angiver skiftet tydeligere. 46

55 Figur 8.9: Reynolds- og Nusselt-tallet plottet i forhold til lufthastigheden ved den optimale afstand. På Figur 8.9 ses det, hvordan Reynolds- og Nusselt-tallet har et knæk ved en hastighed på ca. 4,9. Grunden til knækket i Reynolds-tallet er, at den optimale afstand pludselig bliver meget højere, fordi luften skifter til turbulent strømning. Det ses på grafen, at Nusselt-tallet er konstant i det laminare område, hvilket blev angivet ved Ligning Delkonklusion Ud fra simuleringsresultaterne blev det fundet, at sluttemperaturen afhænger af afstanden mellem battericellerne. Der blev fundet en optimal afstand, hvor sluttemperaturen er lavest mellem battericellerne ved varierende hastigheder. Da det ønskes, at sluttemperaturen bliver 40 og 50 ved hhv. op- og afladning, er det ud fra modellen muligt at bestemme den mest optimale afstand for batteripakken vha. iterationsprocessen. 8.3 Køling af Audi ens batteripakke På baggrund af modelleringsresultaterne for en enkelt række i batteripakken er det fundet, at battericellerne skal placeres enkeltvis. Da batterierne ikke kan placeres ideelt på en lang række i batteripakken, placeres de i stedet som vist på Figur 6.3, hvor battericellerne er fordelt i to lag med tre og to rækker. Derfor beregnes det hvilken lufthastighed, der er nødvendig ved denne placering, for at overholde temperaturkravene i hele batteripakken. Det undersøges også, hvilket design, der ville være optimalt i batteripakken, hvis den tilgængelige plads havde været større. Hastighedsændringen grundet indsnævringen i batteripakken er i dette afsnit negligeret, da den antages at være lille Luftens temperatur langs battericellerne Den bagerste række opnår den højeste temperatur, hvorved det er nødvendigt at undersøge den laveste lufthastighed, for at de bagerste battericeller i det nederste og øverste lag ikke overstiger 40 og 50 ved hhv. op- og afladning. Lufttemperaturen stiger langs battericellerne, da der afgives varme fra battericellerne til luften ved tvungen konvektion. Ved en enkelt batterirække er lufttemperaturens ændring langs battericellen fundet. Figur 8.10 angiver lufttemperaturen ved op- og afladning med en lufthastighed på 0,66. 47

56 Figur 8.10: Luftens temperatur ved op- og afladning plottet i forhold til længden af battericellen ved en lufthastighed på 0,66. På Figur 8.10 ses det, hvordan lufttemperaturen stiger langs battericellen fra 25 til ca. 39 ved opladning og fra 25 til ca. 49 ved afladning. Da lufthastigheden er lav, er udløbstemperaturen næsten den samme som battericellernes sluttemperatur ved op- og afladning på hhv. 40 og 50. Da luften fortsætter videre til rækken efter, vil denne blive påvirket af varmere luft og dermed overskride temperaturkravene. Af denne grund undersøges lufthastigheden for at battericellernes sluttemperatur overholder kravene Opfyldelse af krav til maksimal temperatur Til at bestemme den nødvendige hastighed, for at temperaturen af battericellerne i den bagerste række overholder temperaturkravene, er luftens udløbstemperatur blevet brugt som indløbstemperatur til den næste række. Det er antaget, at batterierne er placeret ideelt efter hinanden uden afstand mellem hver række og uden forskydning. En illustration af simuleringsbetingelserne til bestemmelse af den nødvendige lufthastighed for at den sidste række i det øverste og nederste lag får en sluttemperatur, der overholder temperaturkravene, ses på Figur

57 Figur 8.11: Illustration af simuleringsbetingelserne til bestemmelse af den nødvendige lufthastighed for at den bagerste række med batterier i det øverste og nederste lag får en temperatur på 40 og 50 ved hhv. op- og afladning. Ud fra simuleringsbetingelserne på Figur 8.11 er de nødvendige lufthastigheder samt sluttemperaturer, for at de bagerste rækker opfylder temperaturkravene, fundet. Simuleringsresultaterne er angivet på Figur Figur 8.12: Resultater for de nødvendige lufthastigheder og sluttemperaturer, hvor den sidste række i hvert lag opnår en sluttemperatur på 40 og 50 ved hhv. op- og afladning. 49

58 Det ses på Figur 8.12, at den nødvendige lufthastighed i det øverste lag er 1,44 og 1,43 ved hhv. op- og afladning. Ligeledes ses det, at den nødvendige lufthastighed i det nederste lag er 2,28 og 2,26 ved hhv. op- og afladning. De fundne lufthastigheder er igen tilnærmelsesvis ens for både opladning og afladning. De største temperaturdifferencer på 8,3 og 13,9 ved hhv. op- og afladning er begge fundet mellem den forreste og bagerste række i det nederste lag. Da det var et krav, at der maksimalt måtte være en temperaturdifference på 5 i batteripakken konstateres det, at det ikke opfylder kravet til uniform køling. En løsning på dette kunne være at forhøje lufthastigheden, hvilket undersøges yderligere Opfyldelse af krav til maksimal temperaturdifference Det var et krav til batteripakken, at der ikke måtte være en temperaturdifference mellem den koldeste og varmeste battericelle på mere end 5. Derfor er det undersøgt hvilken lufthastighed, der er nødvendig i det øverste og nederste lag ved op- og afladning, for at kravet om uniform køling bliver overholdt. Der tages udgangspunkt i det nederste lag, da temperaturdifferencen her vil være størst. Simuleringsbetingelserne til at bestemme den nødvendige hastighed, for at temperaturdifferencen mellem den forreste og bagerste række bliver 5, er gjort ved at variere lufthastigheden, hvilket er angivet på Figur Figur 8.13: Simuleringsbetingelserne for at bestemme lufthastigheden for at temperaturdifferencen mellem den forreste og bagerste række i det nederste lag bliver 5. er batteritemperaturen for den bagerste række i det nederste lag ved opladning, og er batteritemperaturen for den bagerste række i det nederste lag ved afladning. Ud fra simuleringsbetingelserne på Figur 8.13 er der foretaget en simulering, hvor resultaterne kan ses på Figur

59 Figur 8.14: Simuleringsresultater for at bestemme lufthastigheden for at temperaturdifferencen mellem den forreste og bagerste række i det nederste lag bliver 5. Den røde streg angiver den maksimale temperaturdifference. Det ses på Figur 8.14, at temperaturdifferencen mellem den forreste og bagerste række med battericeller er faldende ved stigende hastighed. Det pludselige hop i kurven skyldes, at luften ændres fra at blive regnet som laminar til turbulent strømning ved forskellige hastigheder. Skæringen, hvor temperaturforskellen er 5, er fundet til at være 3,73 og 6,34 ved hhv. op- og afladning. De fundne lufthastigheder er derfor de laveste lufthastigheder, hvor temperaturdifferencen maksimalt er 5. Den største temperaturdifference vil altid være mellem den forreste og bagerste række i det nederste lag. Af denne grund undersøges det, hvilken lufthastighed der er nødvendig, for at den bagerste række i det øverste lag bliver den samme temperatur, som den bagerste række i det nederste lag. Dette er angivet ved Figur

60 Figur 8.15: Simuleringsbetingelser til bestemmelse af de nødvendige lufthastigheder i det øverste lag, for at den bagerste række i begge lag bliver samme temperatur. Ud fra simuleringsbetingelserne på Figur 8.15 fås resultater for både op- og afladning. Resultaterne for opladningen er angivet på Figur Figur 8.16: Simuleringsresultater for temperaturen af hver række med battericeller ved opladning. De indtegnede linjer viser temperaturen af de respektive rækker, hvor de nødvendige lufthastigheder er fundet. På Figur 8.16 ses det, at der ved en lufthastighed på 3,73 i det nederste lag er fundet sluttemperaturer på 35,7 og 30,7 ved hhv. den bagerste og forreste række. I det øverste lag, hvor lufthastigheden var 2,31, blev sluttemperaturerne 35,7 og 31,7 for hhv. den bagerste og forreste række. Temperaturdifferencerne blev 5,0 og 4,0 for hhv. det nederste og øverste lag. 52

61 Resultaterne for afladningen er angivet på Figur Figur 8.17: Simuleringsresultater for temperaturen af hver række med battericeller ved afladning. De indtegnede linjer viser temperaturen af de respektive rækker, hvorved de nødvendige lufthastigheder er fundet. På Figur 8.18 ses det, at der ved en lufthastighed på 6,34 i det nederste lag er fundet sluttemperaturer på 36,4 og 31,4 ved hhv. den bagerste og forreste række. I det øverste lag, hvor lufthastigheden var 5,49, blev sluttemperaturerne 36,4 og 33,7 for hhv. den bagerste og forreste række. Temperaturdifferencerne blev 5,0 og 2,7 for hhv. det nederste og øverste lag. En grafisk fremstilling af resultaterne er angivet på Figur

62 Figur 8.18: Simuleringsresultater for at temperaturdifferencen mellem den varmeste og koldeste række i det nederste lag maksimalt bliver 5. Farverne på Figur 8.18 svarer til farverne på Figur 8.16 og Figur Det ses desuden, at den maksimale temperaturdifference mellem to rækker med battericeller er 5, hvilket opfylder kravet til uniform køling i batteripakken. De fundne nødvendige hastigheder ved afladning er 6,34 og 5,49 for hhv. det nederste og øverste lag. Ved opladning var de fundne nødvendige lufthastigheder 3,73 og 2,31 for hhv. for det nederste og øverste lag. Da de fundne nødvendige lufthastigheder er højere for afladning end opladning, og der arbejdes med et worst case-scenarie, anvendes resultaterne for afladning i de videre beregninger. Ud fra de fundne nødvendige hastigheder til at opfylde kravet om uniform køling er den optimale afstand mellem battericellerne i både det øverste og nederste lag undersøgt Optimering af afstanden mellem battericellerne Med 4,3 som startbetingelse er der undersøgt en optimal afstand mellem batterierne, hvor den nødvendige lufthastighed er lavest, og battericellernes sluttemperatur i den sidste række ikke overstiger 36,4, hvilket blev fundet i forrige afsnit. Dette er gjort ved at undersøge en optimal afstand ud fra den fundne nødvendige lufthastighed. Den nye optimale afstand vil betyde en lavere nødvendig lufthastighed, hvorefter en ny optimal afstand kan findes. På den måde er der fundet en ny nødvendig lufthastighed ved en ny optimal afstand, indtil konvergenskriteriet på < 0,01 er opfyldt. Konvergenskriteriet er bestemt til at være. En grafisk illustration af iterationsprocessen kan ses på Figur

63 Figur 8.19: Grafisk illustration af iterationsprocessen. Den optimale afstand og den nødvendige lufthastighed vil skiftevis blive optimeret, hvorefter et optimalt forhold mellem dem bliver beregnet. På Figur 8.19 ses det, at der beregnes en ny optimal afstand og en tilsvarende ny nødvendig lufthastighed ved hver iteration. Efter konvergenskriteriet er blevet opfyldt opnås den mest optimale afstand med en maksimal afvigelse på 0,01. Resultater for optimering af afstanden mellem batterierne, hvis temperaturen i den sidste række i det nederste lag ikke må overstige 36,4, kan ses på Figur Figur 8.20: Resultater for optimering af afstanden mellem batterierne, hvis alle battericellerne i batteripakken ikke må overstige en temperatur på 36,4. Den blå prik viser startbetingelsen på 4,3, mens den sorte prik viser den fundne optimale afstand. På Figur 8.20 ses det, at der blev opnået konvergens efter tre iterationer, hvor den anden og den tredje iteration er tilnærmelsesvis sammenfaldende. Den fundne optimale afstand var 24,8 mellem hver battericelle, hvorved den nødvendige hastighed, for at batterierne i det nederste lag ikke overstiger 36,4, blev 3,85. Modellen blev også kørt for det øverste lag, hvor en 55

64 afstand på 18,5 blev fundet til at være den optimale ved en lufthastighed på 3,53, hvis den bagerste række battericeller ikke må overstige 36,4. De fundne simuleringsresultater for den nødvendige lufthastighed ved hhv. den tilgængelige og optimale afstand kan ses i Tabel 8.1. Tabel 8.1: Tabel over den nødvendige lufthastighed for at sluttemperaturen af batterierne ikke overstiger 36,4. Afstand Lufthastighed Nederste lag tilgængelig 4,3 6,34 Nederste lag optimal 24,8 3,85 Øverste lag tilgængelig 4,3 5,49 Øverste lag optimal 18,5 3,53 Det ses i Tabel 8.1, at den fundne optimale afstand i det nederste og øverste lag hhv. er 24,8 mm og 18,5 mm. Da der i Audi ens batteripakke kun er en tilgængelig afstand mellem hver battericelle på 4,3 mm, er det ikke muligt at placere batterierne ved den optimale afstand. Havde det været muligt at placere batterierne ved de fundne optimale afstande, havde det været nødvendigt at undersøge, om kravet til uniform køling overholdes ved de fundne optimale afstande. Ved at anvende de fundne lufthastigheder ved de tilhørende optimale afstande i Tabel 8.1 er temperaturen af hver række blevet bestemt, hvilket ses på Figur Figur 8.21: Resultater for battericellernes sluttemperatur ved den optimale afstand. Det ses på Figur 8.21, at den højeste temperaturdifference mellem to rækker er 1,4. Dette er en temperaturdifference, som er bedre end minimumskravet på 5. Havde det været muligt at placere batterierne med den optimale afstand, var der opnået en bedre uniform køling ved en lavere lufthastighed. 56

65 Den fundne optimale afstand er udregnet på baggrund af den bagerste række i de to lag, fordi sluttemperaturen vil blive højest i disse. Hvis der var fundet en optimal afstand for de resterende rækker, ville temperaturen af disse battericeller blive lavere, hvilket ville medføre en mindre uniform køling. For at opnå en mere uniform køling, skulle afstanden mellem battericellerne mindskes i hver række, således lufthastigheden stiger gennem batteripakken. Dog vil dette gøre batteripakken mere kompleks Delkonklusion Da der ikke er tilstrækkelig plads i batteripakken til at anvende de optimale afstande mellem battericellerne, vælges det at designe batteripakken ved en afstand på 4,3. For at den varmeste battericelle i batteripakken blev holdt under 40 under opladning, var det nødvendigt med lufthastigheder på 1,44 og 2,28 i hhv. det øverste og nederste lag. Under afladning var det nødvendigt med lufthastigheder på 1,43 og 2,26 for hhv. det øverste og nederste lag for at holde den varmeste battericelle i batteripakken under 50. Temperaturdifferencen blev 8,3 og 13,9 for hhv. op- og afladning, hvilket ikke opfylder kravet om uniform køling. For at holde en maksimal temperaturdifference mellem den koldeste og varmeste battericelle på 5 under opladning var det nødvendigt med lufthastigheder på 2,31 og 3,73 for hhv. det øverste og nederste lag, hvor den varmeste battericelle blev 35,7. For afladning var det nødvendigt med lufthastigheder på 5,49 og 6,34 for hhv. det øverste og nederste lag, hvor den varmeste battericelle blev 36,4. Havde det været muligt at benytte den optimale afstand mellem battericellerne, ville det have været muligt at opnå en mere uniform køling, da den maksimale temperaturdifference blev 1,4 ved den optimale afstand på 18,5 og 24,8 for hhv. det øverste og nederste lag med en lufthastighed på hhv. 3,53 og 3, Konklusion på modelleringsresultater På baggrund af den opstillede model blev det fundet, at det var fordelagtigt at placere battericellerne enkeltvis ved siden af hinanden for at opnå den bedste køling. Afstanden mellem dem blev herefter optimeret, men den optimale afstand var ikke mulig at anvende i Audi ens batteripakke, da dette ville overskride batteripakkens dimensioner. Derfor blev den størst mulige afstand på 4,3 mellem battericellerne valgt i designet af batteripakken. Der regnes videre med battericellernes varmedannelse under afladning, da der i projektet arbejdes med et worst case-scenarie. Der blev bestemt en lufthastighed for at holde battericellerne under 50 samt en lufthastighed for at holde den maksimale temperaturdifference mellem battericellerne på 5. Det kræver en højere lufthastighed at holde temperaturdifferencen mellem den koldeste og varmeste battericelle på 5, og ud fra denne lufthastighed beregnes den blæseeffekt, der kræves for at køle batteripakken. 57

66

67 9 Nødvendig effekt til køling af batteripakken Dette kapitel tager udgangspunkt i teorien om rørstrømninger fra bogen Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences (25). Battericellerne køles ved at lade luft strømme i det rektangulære rør, som dannes af frirummet mellem to battericeller, hvilket er illustreret på Figur 9.1. Figur 9.1: Angiver hvordan en strømmende luft passerer mellem to battericeller i tre rækker, som danner et rektangulært rør med bredden og højden. Trykket før og efter røret er angivet ved hhv. og. På Figur 9.1 ses det, hvordan luften strømmer mellem to battericeller, som former et rektangulært rør med bredden og højden. Når luften strømmer gennem rørene, falder trykket, hvilket er angivet ved og. For at kunne beregne blæseeffekten skal antallet af rør gennem batteripakken kendes. Figur 9.2 angiver batteripakkens geometri med indtegnede rør. Figur 9.2: Batteripakkens nederste lag, hvor de rektangulære rør mellem battericellerne er angivet. De blå rør spænder fra række 1 til 3 og har en konstant bredde hele vejen. De røde rør varierer geometri og bredde, da der er flere battericeller i række 1 i forhold til række 2 og 3. 59

68 På Figur 9.2 er rørene i det nederste lag angivet. Blæseeffekten vil i dette lag blive beregnet ud fra 42 rør. De 36 blå rækker angiver hele rør, som spænder fra række 1 til 3. De seks røde rør, som indsnævrer til to rør efter række 2, er ikke magen til de blå, da geometrien og bredden af rørene varierer. For at tage højde for dette antages det, at de seks røde rør er magen til de blå, hvorved blæseeffekten overdimensioneres. Den samme antagelse gør sig gældende for det øverste lag, men i stedet for 3 rækker er der kun 2. Ud fra tryktabet over rørene er det muligt at finde den effekt, der er nødvendig for at blæse luften gennem hvert rør. For at finde tryktabet er det nødvendigt at kende friktionsfaktoren mellem luften og battericellerne, som kan findes ud fra Reynolds-tallet ved Ligning 7.2. Det antages, at batteriernes grænselagsmateriale udelukkende består af plastik, hvorved deres relative ruhed er 0. Friktionsfaktoren ved turbulent og overgangsstrømning beregnes ved Colebrook-ligningen i Ligning 9.1, og ved laminare strømninger beregnes den ved Ligning 9.2. ( ) ( 9.1 ) ( ) ( 9.2 ) er den relative ruhed, og er friktionsfaktoren. Ud fra friktionsfaktoren er det muligt at finde tryktabet i et rektangulært rør ud fra Ligning 9.3. ( ) ( 9.3 ) er tryktabet over rørene, er summen af alle mindre tab, er længden af røret, og er densiteten. De mindre tab for indløb til rørene med skarpe kanter er 0,5, mens den for udløb fra rørene med skarpe kanter er 2,0 for laminar strømning og 1,05 for turbulent strømning, hvilket er angivet på Figur 9.3. Figur 9.3: Illustration af konstanterne for mindre tab ved ind- og udløb af hvert rektangulært rør. 60

69 Da batteripakken er inddelt i to lag, som angivet i Kapitel 6 Batterikasse, beregnes den nødvendige blæseeffekt for begge lag. Det antages, at hver række med batterier består af et antal parallelkoblede rør, hvor det samlede tryktab over alle rør er det samme, som tryktabet over et enkelt rør. Den nødvendige blæseeffekt til køling af et enkelt lag med batterier kan herefter findes ved at beregne den totale volumenstrøm. Den totale volumenstrøm kan beregnes ud fra Ligning 9.4. ( 9.4 ) er det samlede volumenstrøm mellem alle rør, er det samlede tværsnitsareal af rørene, og er antallet af rør i en række. Blæseeffekten for et lag med batterier kan herefter beregnes ud fra Ligning 9.5. ( 9.5 ) er den nødvendige blæseeffekt til køling af hele batteripakken, som beregnes ved at summere blæseeffekten for det øverste og nederste lag med batterier. 61

70

71 10 Resultater for nødvendig blæsereffekt Blæseeffekten til at køle batteripakken kan beregnes ved anvendelse af teorien i Kapitel 9 Nødvendig effekt til køling af batteripakken. Til dette er der opstillet en model i programmet Matlab 8. Den krævede effekt findes ud fra de nødvendige hastigheder i de to lag i batteripakken og Ligning 9.5, som beskriver forholdet mellem blæseeffekten, volumenstrømmen og trykfaldet over battericellerne. Kurverne på Figur 9.1 angiver blæseeffekten ved forskellige lufthastigheder. De nødvendige lufthastigheder for at opretholde en maksimal temperaturdifference på 5 er i det øverste og nederste lag hhv. 5,49 og 6,34, hvilke er angivet ved prikkerne på figuren. Figur 10.1: Den krævede effekt til køling af batteripakken ved en afstand mellem hver battericelle på 4,3. På Figur 10.1 ses det, at det kræver en højere blæseeffekt ved højere lufthastigheder. De krævede blæseeffekter blev fundet til at være 14,4 og 28,1 for hhv. det øverste og det nederste lag. Dette giver en samlet blæseeffekt på 42,5 og er bestemt ud fra en antagelse om, at der ingen tab er i blæseren. Da der i gennemsnit bliver trukket 50 fra batteripakken, anses 42,5 ikke at være af betydning for el-bilens rækkevidde, da blæsereffekten kun udgør 0,9. Der er ikke taget højde for tabet i blæserens motor, men dette vil ikke ændre resultatet væsentligt. Ved at variere afstanden mellem battericellerne er den krævede effekt til køling ved konstant lufthastighed blevet undersøgt. Simuleringsresultater ved en lufthastighed på 5,49 og 6,34 for hhv. det øverste og nederste lag kan ses på Figur Figurer med resultater kan findes på CD under stien \Modeller\Figurer og resultater\. 63

72 Figur 10.2: Den krævede effekt til køling af batteripakken ved en hastighed på 5,49 og 6,34 for hhv. det øverste og nederste lag. På Figur 10.2 ses det, at effekten til køling af batteripakken er ulineær i forhold til afstanden mellem batterierne. Det ses desuden, at der ved afstande under 2 er et kraftigt fald i blæsereffekten, hvor der efter ca. 2,5 er en mindre stigning. Der findes et ekstrema, fordi den krævede effekt afhænger både af friktionsfaktoren og volumenstrømmen, som stiger og falder modsat hinanden. Ved den valgte afstand på 4,3 er den totale krævede effekt på 42,5, mens den laveste effekt på 30,1 opnås ved en afstand på 2,4. Da blæsereffekten er så lav i forhold til den kontinuerlige effekt, der trækkes fra batteripakken, er det ikke nødvendigt at tænke på blæsereffekten, når batteripakken skal designes. Havde blæsereffekten til at køle batterierne været tilstrækkelig stor til, at det havde en betydelig indflydelse på el-bilens rækkevidde, skulle der muligvis have været valgt en afstand på 2,4 frem for 4,3. Ud fra Kapitel 8 Modelleringsresultater og Kapitel 10 Resultater for nødvendig blæsereffekt er det valgt at designe batteripakken med en afstand på 4,3, som er den maksimalt tilgængelige afstand mellem hver battericelle. 64

73 11 Produktfremstilling Den optimale afstand er fundet for battericellerne, og et udkast til en holder designes derfor i programmet Solid Works 9, så de kan blive placeret i batterikassen, som angivet i Kapitel 6 Batterikasse. Under forsøgene blev det bemærket, at battericellerne ved høje temperaturer blev deformerbare. Det er derfor nødvendigt at støtte dem, hvilket eksempelvis kan gøres ved hjælp af den designede holder, som er vist på Figur Figur 11.1: Designet holder i programmet Solid Works til battericellerne i Audi ens batteripakke. På Figur 11.1 ses den designede holder, som skal holde battericellerne stabiliseret, når de bliver placeret i batterikassen. Holderen er designet, så den giver battericellerne støtte i top, bund og i midten, hvilket anses for at være tilstrækkeligt til at fiksere battericellerne. Derudover er der også lavet plads til et BMS i toppen af holderen samt sammenkobling af batterierne. Dette kan ses på Figur De designede dele af batteripakken kan findes på CD en under stien \Batterikasse\. 65

74 Figur 11.2: Billede af batterikassen med battericeller og holdere indsat set fra siden. Figur 11.2 viser, hvordan holdere og battericeller kan placeres i batterikassen. Det forventes, at polerne på battericellerne bukkes ned, således der skabes plads til BMS et. Dette er illustreret på Figur Figur 11.3: Illustration af forbindelsen mellem battericellerne. Figur 11.3 viser, hvorledes polerne på battericellerne bukkes ned og skaber forbindelse til hinanden. Dette betyder også, at batterierne skal placeres skiftevis med plus- og minuspolen, således der skabes en serieforbindelse hele vejen gennem en række af battericeller. Dette skaber også en god forbindelse mellem batterierne, således forbindelserne ikke bliver for varme, når der trækkes store strømme fra batteripakken. Et udkast til et design af batteripakken, hvor 192 battericeller er placeret med holdere, er angivet på Figur

75 Figur 11.4: Batteripakken med 192 battericeller til Audi en. 67

76

77 12 Konklusion På baggrund af projektets mål om at designe en batteripakke er en række problemstillinger blevet opstillet i problemformuleringen, som er blevet undersøgt i rapporten. Besvarelserne af problemstillingerne er gjort på baggrund af informationssøgning, teori, forsøg og modellering. Den tilgængelige plads i Audi ens motorrum blev opmålt. Det blev vist, at der er tilstrækkelig plads i batterikassen til at placere 192 battericeller af typen Kokam 53 A, som var kravet for, at den ønskede spænding kunne opnås. Ved placering af battericellerne blev der lagt fokus på at flytte tyngdepunktet længst muligt tilbage i batterikassen, så tyngdepunktet ville ligge ca. det samme sted, som i det oprindelige Audi A8 design. Den maksimale afstand, som battericellerne kunne placeres fra hinanden, blev beregnet. Denne afstand blev herefter anvendt i en opstillet model i programmet Matlab, som simulerede kølingen af battericellerne i forhold til den fundne varmedannelse fra forsøgene. Det blev vist, at ved at placere battericellerne med den maksimalt tilgængelige afstand på 4,3 mellem hinanden, kan lufthastigheder på 2,26 og 1,43 i hhv. det nederste og øverste lag opfylde kravet om en maksimal temperatur på 50. Ved disse hastigheder ville temperaturdifferencen mellem den varmeste og koldeste batterirække blive 13,9, hvilket ansås for uhensigtsmæssigt, da battericellerne ville blive slidt ujævnt. Grundet den høje temperaturdifference blev det undersøgt, hvilke lufthastigheder der ville få temperaturdifferencen ned på 5. Ved den maksimalt tilgængelige afstand på 4,3 blev det vist, at lufthastigheder på 6,34 og 5,49 i hhv. det nederste og øverste lag kunne opfylde kravet om en maksimal temperaturdifference på 5 mellem den varmeste og koldeste batterirække. For at kunne opretholde en maksimal temperaturdifference på 5 blev det beregnet, hvilken blæsereffekt der var nødvendig. Blæsereffekten blev beregnet til at være 28,1 og 14,4 for hhv. det nederste og øverste lag. Sammenlagt gav det 42,5, hvilket ansås for at være tilladeligt, da dette kun udgjorde 0,9 af den gennemsnitlige effekt, der bliver trukket fra batteripakken. Et forslag til batteripakkens design blev lavet i programmet Solid Works, hvor der blev taget højde for pladsen til et Battery Managment System, og at battericellerne blev bløde ved høje temperaturer. 69

78

79 13 Perspektivering I rapporten er der foretaget en række valg og afgrænsninger, som har fået indflydelse på besvarelsen af problemformuleringen. Derfor er der opstillet problemstillinger, som kan give anledning til yderligere undersøgelser Opvarmning Det er undersøgt, hvilket behov der er for køling for at opretholde en tilpas og uniform temperatur i batteripakken på Audi en. Inden batteripakken implementeres vil det være nødvendigt at undersøge, hvordan opvarmningen af batteripakken kan udformes. Dette skyldes, at battericellerne ikke må oplades ved temperaturer under, hvilket forekommer i det danske klima. Til opvarmning findes tre overordnede varmesystemer, som vil kunne integreres i en el-bil, hvilke er et varmelegeme, et oliefyr eller en varmepumpe (26) Alternativ køling Kølingen af batteripakken er i denne rapport baseret på luft, da dette kan yde tilstrækkelig køling og er simpelt at implementere. Hvis kravene til batteripakken ændrer sig, kan det dog være nødvendigt at skifte kølemetode. Det kan eksempelvis være, hvis bilen skal kunne køre i et større temperaturinterval, eller hvis batteripakkens kapacitet skal forøges, hvorfor det vil være nødvendigt at placere battericellerne mere kompakt. I disse tilfælde vil en væskebaseret løsning være en oplagt mulighed, og det ses også på sammenligningen af kommercielle el-biler i Afsnit Termiske systemer i kommercielle elbiler, at væskebaseret køling er udbredt. Dette vil dog også øge kompleksiteten, prisen og vægten af batteripakken Verificering af model Til at simulere kølingen af battericellerne blev der lavet en model i programmet Matlab. Modellen tager højde for, at den varmeste battericelle ikke må overstige 40 og 50 ved hhv. op- og afladning, og herefter kan en krævet lufthastighed ved en given afstand mellem batterierne findes. Denne model bygger udelukkende på teorien inden for tvungen konvektion, og det vides derfor ikke, om den passer med virkeligheden. For at verificere modellen kan der opstilles et forsøg, som er baseret på de parametre, som modellen tager udgangspunkt i. Eksempelvis kunne tre battericeller placeres i en vindtunnel og aflades. Temperaturen skal herefter måles på den midterste battericelle, da denne simulerer en battericelle i modellen, hvor der sker en varmedannelse fra de to yderste batterier, som påvirker det midterste. En mulig forsøgsopstilling ses på Figur

80 Figur En mulig forsøgsopstilling med tre battericeller i en vindtunnel. Batterierne placeres som i Figur 13.1 og sættes til at aflade med 75 A, mens vindtunnelen sættes til at køre med samme lufthastighed som modellen. Temperaturmålere på den midterste battericelle måler løbende temperaturer. Battericellen opnår en stabil temperatur som følge af luftkølingen, og denne temperatur kan efterfølgende sammenlignes med modellens. På denne måde kan modellens gyldighed vurderes Sikkerhed Køling af batteripakken er en del af den samlede sikkerhed for el-bilen, da ugunstige temperaturforhold er en af de hyppigste årsager til batterisvigt (27). Dog er der i denne rapport ikke taget særlige hensyn til andre sikkerhedsmæssige spørgsmål i forbindelse med batteripakken såsom kollision og højspændingssikring. Dette skyldes hovedsageligt, at det er en ombygning af en eksisterende benzindrevet bil, hvorfor det ikke er muligt at lave store konstruktionsændringer. Hvis der skal tages højde for de sikkerhedsmæssige aspekter i el-bilen, vil det være nødvendigt at implementere dette i designet af selve karosseriet (28). I forhold til konventionelle biler gælder der særlige sikkerhedshensyn for el-biler pga. batteripakken. Ved kollision kan der ske en forskydning af karosseriet, som kan deformere batteripakkens ydre. Hvis battericellerne tager skade under kollision, kan det føre til en kortslutning af battericellerne. Dette vil medføre, at der vil løbe en meget stor strøm, og temperaturerne inde i battericellen vil stige kraftigt, hvilket vil ødelægge battericellen indefra. Dette kan føre til giftig røg, gnister, brand eller eksplosioner Regulering Det kølesystem, som er fundet i rapporten, er dimensioneret efter et worst case-scenarie. Det betyder, at der med dette system er mulighed for at køre med kontinuerlig belastning ved omgivelsestemperaturer op til 25. Da denne situation kun sjældent vil forekomme, er det nødvendigt med en form for regulering af kølingen, således battericellerne ikke køles unødvendigt. Dette kan eksempelvis gøres ved at justere blæserens hastighed, hvis varmedannelsen fra battericellerne er så lav, at temperaturforskellen mellem den varmeste og det koldeste ikke er over. 72

81 13.6 Design af batteripakke I Kapitel 11 Produktfremstilling blev der givet et bud på, hvordan battericellerne kunne placeres i batteripakken. Dog er der ikke taget højde for, hvordan blæserne i batteripakken skal placeres, og hvordan luften skal køles i batteripakken, da denne skal være lukket. På Figur 13.2 ses et princip af et muligt forslag til, hvordan blæseren kan placeres i batteripakken, og hvordan luften kan køles. Figur 13.2: Principtegning af hvordan blæseren til batteripakken kan placeres, og hvordan luften kan køles. Blæseren på Figur 13.2 er placeret i midten af batteripakken, således luftstrømmen deles ud til både den øverste og nederste række. Inden blæseren sidder en varmeveksler, som køler luften ned, og denne skal gå uden for batteripakken, således den udnytter lufttemperaturen udenfor til at køle luften ned. Dette er ikke indtegnet på Figur 13.2, da denne blot viser princippet i batteripakken. Ved forslaget på Figur 13.2 er der ikke taget højde for, at luften strømmer forbi tre rækker med battericeller nederst og kun to øverst, hvilket betyder dårligere køling af det nederste lag. Dette kan undgås ved at øge lufthastigheden, hvilket dog medfører, at det øverste lag tilsvarende køles bedre, og derved opnås der ikke en uniform temperatur i batteripakken. Derfor kan det være en fordel at placere to blæsere, som blæser med forskellig hastighed. Et andet problem med kølingen er, at blæserne er runde, mens frirummet mellem batterierne er firkantet. Dette kan medføre, at der ikke opnås den samme køling af alle batterierne i et lag. For at undgå dette kan der placeres små blæsere forskudt ved både ind- og udløbet, for at gøre kølingen så uniform som muligt. 73

82

83 14 Bibliografi 1. Klima- og Energiministeriet. Energistrategi Energistyrelsen. Transportens energiforbrug og CO2-emissioner. ens.dk. [Online] [Citeret: 11. Dec ] Genereltomtransportogenergiforbrug/Sider/Forside.aspx. 3. Energistyrelsen. Nøgletal & statistik. Energistyrelsen. [Online] [Citeret: 29. September 2011.] Noegletal_statistik/Sider/Forside.aspx. 4. IEA. Transport, Energy and CO2: Moving Toward Sustainability Redigeret af Center for Grøn Transport. 5. Trafikstyrelse. Redegørelse - elbiler og plug-in hybridbiler. [Online] 01. Apr [Citeret: 02. Okt ] 33A5DC5C DAC9BF000303E9BC4.ashx. 6. Kokam Co. Ltd. SLPB (Superior Lithium Polymer Battery) Technical Specification. A1 Model # SLPB KD07-RC Payne, Josh og Niedzwiecki, Mark. Thermal Characterization & Management of PHEV Battery Packs. SAE technical papers. 2009, Årg SUBITO: LC Pesaran, A. A., Burch, S. og Keyser, M. An Approach for Designing Thermal Management Systems for Electric and Hybrid Vehicle Battery Packs. [Online] 24. Maj [Citeret: 30. Nov ] 9. Pesaran, Ahmad A. Battery thermal Management in EVs and HEVs: Issues and Solutions. Las Vegas, Nevada : Advanced Automotive Battery Conference, X. Duan og G.F. Naterer. Heat transfer in phase change materials for thermal management of electric vehicle battery modules. International Journal of Heat and Mass Transfer. 53, Nov. 2010, Årg , ISSN Kim, Gi-Heon, et al. Thermal Management of Batteries in Advanced Vehicles Using Phase- Change Materials. Sustainability: The Future Of Transportation. [Præsentation]. Anaheim, Californien, USA : s.n., December Bullis, Kevin. The Electric Cooling Battery Test. Technology Review. [Online] 7. Dec [Citeret: 06. Nov ] Lyle. Chevrolet Volt Will Utilize 10.4 kwh of Battery to Achieve EV Range. Gm-volt.com. [Online] 26. Okt [Citeret: 06. Nov ] Tesla Motors. Increasing Energy Density Means Increasing Range. [Online] [Citeret: 06. Nov ] 75

84 15. Mitsubishi Motors. Charging & Battery. i.mitsubishicars.com. [Online] [Citeret: 17. Nov ] Mitsubitshi Motors. Features & Specifications. i.mitsubishicars.com. [Online] [Citeret: 17. Nov ] Better Place. Ladestander. [Online] [Citeret: 06. Nov ] Nielsen, Gert. Køling/opvarmning af batterier i Renault Fluence. 14. Okt Mail findes på CD. 19. Nissan. The new car: Features and specifications. Nissanusa.com. [Online] [Citeret: 06. Nov ] index?from=handraiser&person=person_ziqfzulzb0lzs3uy8viab988aby%3d#/leaf-electriccar/specs-features/index. 20. Mitsubishi Motors. Embracing tomorrow today. [Online] [Citeret: 17. Nov ] 21. Renault Danmark. [Mail] Xiangming, HE. Test of Li-ion battery for self-heating & lifetime Evaluation. [Online] 01. Sep US-China Electric Vehicle and Battery Technology Workshop. roundtable/test_of_battery_tsinghua.pdf. 23. Pesaran, Ahmad A. og Keyser, Matthew. Thermal Characteristics of Selected EV and HEV Batteries Matzen, Torben. Battery-package for AAUDI. [interv.] ET Nov Cengel, Yunus A., Turner, Robert H. og Cimbala, John M. Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences. New York : McGraw-Hill, Frandsen, Christian, et al. Varmesystemer til elbiler. Institut for Energiteknik, AAU Studenter rapport. 27. Woodbank Communications Ltd. Battery Safety. Electropaedia. [Online] [Citeret: 07. Dec ] Chen, Cheng-Foo. Safety Considerations for Electric Vehicles. [Dias] s.l. : HAITEC,

85 15 Appendiks: Battericellens specifikke varmekapacitet Dette appendiks indeholder en forsøgsbeskrivelse af forsøget, hvor battericellens specifikke varmekapacitet bestemmes Formål Målingen af battericellens specifikke varmekapacitet skal anvendes til at bestemme varmedannelsen fra en battericelle, når en specifik strøm bliver trukket Udstyr Til forsøget skal der bruges: En battericelle af typen Kokam 53 A. En termoovn til at opvarme battericellen. En termisk isoleret kasse, der er stor nok til at rumme battericellen. To aluminiumsplader, der er i stand til at optage varmen fra battericellen. 3 temperaturmålere. Rockwool til at isolere opstillingen Fremgangsmåde Inden forsøget påsættes krympeflex på battericellens poler for at undgå kortslutning med aluminiumspladerne. Herefter opvarmes battericellen til 40 i en ovn, og aluminiumspladerne nedkøles til omkring 15. Når battericellen er opvarmet til 40, monteres temperaturmåleren, og battericellens temperatur måles inden forsøgets start. Tilsvarende gøres for aluminiumspladerne. Herefter lægges battericellen ind mellem aluminiumspladerne i den termisk isolerede kasse, samtidig med at det hele pakkes ind i rockwool. Der vil blive benyttet tre temperaturmålere gennem forsøget, som placeres på battericellen samt på ydersiden af hver de to aluminiumsplader. Disse vil foretage temperaturmålinger, indtil der er opnået termisk ligevægt mellem battericellen og de to aluminiumsplader. Herefter benyttes fællestemperaturen til at udregne battericellens specifikke varmekapacitet. På Figur 15.1 ses en skitse af forsøgsopstillingen. Figur 15.1: Skitse af forsøgsopstillingen til bestemmelse af battericellens specifikke varmekapacitet. 77

86

87 16 Appendiks: Varmeafgivelsen fra en battericelle Dette appendiks indeholder en forsøgsbeskrivelse af forsøget, hvor battericellens varmeafgivelse bestemmes Formål Formålet er at finde en battericelles varmeafgivelse ved op- og afladning med forskellige strømstyrker Udstyr Til forsøget skal der bruges: En battericelle af typen Kokam 53 A. Et system, der kan op- og aflade battericellen. Rockwool til at isolere opstillingen. En termisk isoleret boks, der er stor nok til at rumme en battericelle samt isolerende rockwool. 3 temperaturmålere Fremgangsmåde Battericellen pakkes ind i rockwool, og der monteres temperaturmålere forskellige steder på battericellen. Herefter bringes battericellen og det omkringliggende rockwool til stuetemperatur. Battericellen sættes til at oplade eller aflade med forskellige strømstyrker, hvorved der udvikles varme i battericellen. Afladningsforsøget stoppes, når første temperaturmåler er lige under 60, eller når battericellen er fuldt afladt. Opladningsforsøget stoppes, når første temperaturmåler er lige under 45, eller når battericellen er fuldt opladt. En skitse af forsøgsopstillingen ses på Figur 16.1, mens den reelle forsøgsopstilling kan ses på Figur Figur 16.1: Skitse over forsøgsopstillingen. Battericellen er vist med temperaturmålere og indpakket i rockwool. 79

88 Figur 16.2: Billeder af den virkelige forsøgsopstilling. Billedet til venstre viser tilslutningen af battericellen med temperaturmålere, og billedet til højre viser opstillingen pakket ind i rockwool. Under forsøget var der pres på rockwoolen, for at denne sluttede mere tæt. 80

89 17 Appendiks: Biot-tallet Da den anvendte battericelle har angivet en maksimal temperatur i dets datablad, er det nødvendigt at undersøge, om battericellen kan antages at være lumped, hvilket vil sige, at varmefordelingen i battericellen er uniform. Hvis dette er tilfældet, kan det antages, at battericellens kernetemperatur er lig med overfladetemperaturen, som kølingen er blevet dimensioneret efter. En lumped battericelle er illustreret på Figur Figur 17.1: Illustration af en battericelle, hvor temperatur og anses for at være ens under alle forhold. Battericellen kan derfor anses for at være lumped. Figur 17.1 viser en lumped battericelle, hvor og anses for at være ens under alle forhold. Måden, hvorpå det kan afgøres om et legeme er lumped eller ej, er ved at bestemme legemets Biot-tal. Biot-tallet angiver forholdet mellem varmeledningsevnen i et legeme og dets ydre varmeledningsevne. Biot-tallet kan beregnes ved Ligning ( 17.1 ) er Biot-tallet, er varmeoverførselskoefficienten, er konduktiviteten, og er legemets karakteristiske længde. Den karakteristiske længde kan beregnes ud fra Ligning ( 17.2 ) er volumenet, og er overfladearealet. Størrelsen af Biot-tallet angiver om et system kan ses som lumped eller ej. Ved et Biot-tal på 0,1 eller under anses et legeme som værende lumped (25). Battericellens karakteristiske længde kan udregnes ud fra Ligning ( 17.3 ) 81

Når strømstyrken ikke er for stor, kan batteriet holde spændingsforskellen konstant på 12 V.

Når strømstyrken ikke er for stor, kan batteriet holde spændingsforskellen konstant på 12 V. For at svare på nogle af spørgsmålene i dette opgavesæt kan det sagtens være, at du bliver nødt til at hente informationer på internettet. Til den ende kan oplyses, at der er anbragt relevante link på

Læs mere

Formålet med dette forsøg er at lave en karakteristik af et 4,5 V batteri og undersøge dets effektforhold.

Formålet med dette forsøg er at lave en karakteristik af et 4,5 V batteri og undersøge dets effektforhold. Formål Formålet med dette forsøg er at lave en karakteristik af et 4,5 V batteri og undersøge dets effektforhold. Teori Et batteri opfører sig som en model bestående af en ideel spændingskilde og en indre

Læs mere

Brugervejledning. www.kangaroobike.com

Brugervejledning. www.kangaroobike.com Brugervejledning E- www.kangaroobike.com Version 1.3 2014 Tillykke med investeringen i Winther E-Kangaroo, som har sat nye standarder for komfort og brugervenlighed. Læs denne vejledning grundigt igennem

Læs mere

Montage, drift og vedligeholdelsesvejledning TX 35A

Montage, drift og vedligeholdelsesvejledning TX 35A Montage, drift og vedligeholdelsesvejledning TX 35A Rev.15 Februar 2010 Side 1 af 23 1.0.0 Indhold MONTAGE, DRIFT OG...1 VEDLIGEHOLDELSESVEJLEDNING...1 1.0.0 INDHOLD...2 2.0.0 ILLUSTRATIONER...2 3.0.0

Læs mere

ysikrapport: Maila Walmod, 1.3 HTX, Rosklide I gruppe med Morten Hedetoft, Kasper Merrild og Theis Hansen Afleveringsdato: 28/2/08

ysikrapport: Maila Walmod, 1.3 HTX, Rosklide I gruppe med Morten Hedetoft, Kasper Merrild og Theis Hansen Afleveringsdato: 28/2/08 ysikrapport: Gay-Lussacs lov Maila Walmod, 1.3 HTX, Rosklide I gruppe med Morten Hedetoft, Kasper Merrild og Theis Hansen Afleveringsdato: 28/2/08 J eg har længe gået med den idé, at der godt kunne være

Læs mere

Fremtidens bilteknologier

Fremtidens bilteknologier Fremtidens bilteknologier Baggrund og formål Internationale ønsker om reduktion af energiforbrug og emissioner i transportsektoren har medført skærpede krav og fokus på de tekniske muligheder for at indfri

Læs mere

TRAY. Installations vejledning. 1 TRAY VARMEVEKSLER. VANDENERGI M.A. Denmark ApS Email: mail@vandenergi.com Phone: +45 61653562

TRAY. Installations vejledning. 1 TRAY VARMEVEKSLER. VANDENERGI M.A. Denmark ApS Email: mail@vandenergi.com Phone: +45 61653562 Installations vejledning. TRY TILLYKKE MED DIN NYE SMUKKE SHOWER TRY Tray er en af de mest økonomiske og interessante måder at spare energi og CO2. Tilbagebetalingstiden er kort. Ved at anvende Tray sparer

Læs mere

Kort om Eksponentielle Sammenhænge

Kort om Eksponentielle Sammenhænge Øvelser til hæftet Kort om Eksponentielle Sammenhænge 2011 Karsten Juul Dette hæfte indeholder bl.a. mange småspørgsmål der gør det nemmere for elever at arbejde effektivt på at få kendskab til emnet.

Læs mere

Afslutningsrapport. Godt på vej 5 elbiler i Gladsaxe Kommune (som blev til 4 elbiler)

Afslutningsrapport. Godt på vej 5 elbiler i Gladsaxe Kommune (som blev til 4 elbiler) Afslutningsrapport Godt på vej 5 elbiler i Gladsaxe Kommune (som blev til 4 elbiler) Projekt med tilskud fra Energistyrelsen 2009-2012 Sammenfatning Gladsaxe Kommune har indsamlet erfaringer med fire person-elbiler

Læs mere

KørGrønt Alt andet er helt sort. Optimer din elbils rækkevide

KørGrønt Alt andet er helt sort. Optimer din elbils rækkevide KørGrønt Alt andet er helt sort Optimer din elbils rækkevide Ny teknologi nye udfordringer Elbilen er ny i den danske bilpark. Det er en anden teknologi, end vi er vant til, og udfordringen består i at

Læs mere

Tre års efterslæb: Så meget forurener elbiler

Tre års efterslæb: Så meget forurener elbiler Tre års efterslæb: Så meget forurener elbiler Produktionen af batterier til elbiler forurener så meget, at det tager adskillige år at indhente en tilsvarende dieselbil i CO 2 -regnskabet Kan du klare dig

Læs mere

FREMTIDENS ENERGI Lærervejledning til modul 4. Goddag til fremtiden

FREMTIDENS ENERGI Lærervejledning til modul 4. Goddag til fremtiden FREMTIDENS ENERGI Lærervejledning til modul 4 Goddag til fremtiden Indledning Undervisningsmodul 4 fremtidsperspektiverer og viser fremtidens energiproduktion. I fremtiden er drømmen hos både politikere

Læs mere

Fysikrapport: Rapportøvelse med kalorimetri. Maila Walmod, 1.3 HTX, Rosklide. I gruppe med Ulrik Stig Hansen og Jonas Broager

Fysikrapport: Rapportøvelse med kalorimetri. Maila Walmod, 1.3 HTX, Rosklide. I gruppe med Ulrik Stig Hansen og Jonas Broager Fysikrapport: Rapportøvelse med kalorimetri Maila Walmod, 1.3 HTX, Rosklide I gruppe med Ulrik Stig Hansen og Jonas Broager Afleveringsdato: 30. oktober 2007* *Ny afleveringsdato: 13. november 2007 1 Kalorimetri

Læs mere

Maj 2010. Danske personbilers energiforbrug

Maj 2010. Danske personbilers energiforbrug Maj 2010 Danske personbilers energiforbrug Danske personbilers energiforbrug Fossile brændstoffer, CO 2 -udledning hvordan hænger det sammen? Benzin og diesel er fossile brændstoffer. Brændstofferne er

Læs mere

Udvikling i nye bilers brændstofforbrug 2013

Udvikling i nye bilers brændstofforbrug 2013 Udvikling i nye bilers brændstofforbrug 2013 August 2014 3 Udvikling i nye bilers brændstofforbrug 2013 Forord Forord Trafikstyrelsen monitorerer udviklingen af nyregistrerede bilers energiegenskaber.

Læs mere

EMSD 7 Gr. 15 Aalborg Universitet

EMSD 7 Gr. 15 Aalborg Universitet Elektro Mekanisk System Design EMSD 7 Gr. 15 Aalborg Universitet Institut for EnergiTeknik Pontoppidanstræde 101, 9220 Aalborg Øst Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet Aalborg Universitet M-sektoren

Læs mere

Er Danmark på rette vej? En opfølgning på IDAs Klimaplan 2050 Status 2015

Er Danmark på rette vej? En opfølgning på IDAs Klimaplan 2050 Status 2015 Er Danmark på rette vej? En opfølgning på IDAs Klimaplan 2050 Status 2015 Marts 2015 Opfølgning på IDAs Klimaplan 2050 Indledning I 2009 udarbejdede IDA en plan over, hvordan Danmark i 2050 kan have reduceret

Læs mere

LET TILGÆNGELIG ENERGI OVERALT

LET TILGÆNGELIG ENERGI OVERALT LET TILGÆNGELIG ENERGI OVERALT Anvend 230V/50Hz og 12V hvor som helst Oplad automatisk under kørsel, med bilens overskydende energi, eller tilslut direkte til lysnettet. LPS 230V 12V LITHIUM POWER SUPPLY

Læs mere

Notat om metoder til fordeling af miljøpåvirkningen ved samproduktion af el og varme

Notat om metoder til fordeling af miljøpåvirkningen ved samproduktion af el og varme RAMBØLL januar 2011 Notat om metoder til fordeling af miljøpåvirkningen ved samproduktion af el og varme 1.1 Allokeringsmetoder For et kraftvarmeværk afhænger effekterne af produktionen af den anvendte

Læs mere

Batterier kan generelt inddeles i to hovedgrupper, nemlig primære og sekundære batterityper. De primære batterier er

Batterier kan generelt inddeles i to hovedgrupper, nemlig primære og sekundære batterityper. De primære batterier er Indenfor ELEKTRONIKbatterier er der flere kategorier. Læs her, hvad forskellen er. Batterityper Batterier kan generelt inddeles i to hovedgrupper, nemlig primære og sekundære batterityper. De primære batterier

Læs mere

Avanceret energilagring 2015. Trisdag 1. december 2015

Avanceret energilagring 2015. Trisdag 1. december 2015 Avanceret energilagring 2015 Trisdag 1. december 2015 Hvorfor teste batterier? For at skaffe oplysninger om batteriet, der ikke er tilgængelige på anden måde. F.eks. Overholder batteriet leverandørens

Læs mere

Spar penge på køling - uden kølemidler

Spar penge på køling - uden kølemidler Spar penge på køling - uden kølemidler En artikel om et beregningseksempel, hvor et sorptivt køleanlæg, DesiCool fra Munters A/S, sammenlignes med et traditionelt kompressorkølet ventilationssystem. Af

Læs mere

Vejledning for tilslutning af ladestandere i lavspændingsnettet

Vejledning for tilslutning af ladestandere i lavspændingsnettet Vejledning for tilslutning af ladestandere i lavspændingsnettet - Version 3 Dok. ansvarlig: AFO Sekretær: JBA Sagsnr: 08/98 Doknr: 67 20-11-2009 Vejledning for tilslutning af ladestandere i lavspændingsnettet

Læs mere

KørGrønt. Alt andet er helt sort. Spar op til 20 % på dit brændstofforbrug. 4. udgave

KørGrønt. Alt andet er helt sort. Spar op til 20 % på dit brændstofforbrug. 4. udgave KørGrønt Alt andet er helt sort Spar op til 20 % på dit brændstofforbrug 4. udgave Spar op til 20 % på brændstoffet Sådan gør du Hver gang du tanker bilen, sender du en sms til 1230. Fylder du tanken helt

Læs mere

GNB Guide. El-scooter batteri og lader. »Så får du mest ud af dit nye GNB el-scooterbatteri« Rehab

GNB Guide. El-scooter batteri og lader. »Så får du mest ud af dit nye GNB el-scooterbatteri« Rehab GNB Guide El-scooter batteri og lader»så får du mest ud af dit nye GNB el-scooterbatteri« El-scootere har brug for GNB Industrial Power GNB Industrial Power's vedligeholdelsesfrie (dryfit) gelbatterier

Læs mere

Dette forudsætter, at alt stof i forvejen er opvarmet til smeltepunktet eller kogepunkt.

Dette forudsætter, at alt stof i forvejen er opvarmet til smeltepunktet eller kogepunkt. Projekt: Energi og nyttevirkning Temperaturskala Gennem næsten 400 år har man fastlagt temperaturskalaen ud fra isens smeltepunkt (=vands frysepunkt) og vands kogepunkt. De tre kendte, gamle temperaturskalaer

Læs mere

LET TILGÆNGELIG ENERGI OVERALT

LET TILGÆNGELIG ENERGI OVERALT LET TILGÆNGELIG ENERGI OVERALT Anvend 230V/50Hz og 12V hvor som helst. Oplad automatisk under kørsel, med bilens overskydende energi, eller tilslut direkte til lysnettet. LPS 230V 12V LITHIUM POWER SUPPLY

Læs mere

Koncepter til overvindelse af barrierer for køb og installation af VE-anlæg task 2. Skitsering af VE-løsninger og kombinationer

Koncepter til overvindelse af barrierer for køb og installation af VE-anlæg task 2. Skitsering af VE-løsninger og kombinationer Koncepter til overvindelse af barrierer for køb og installation af VE-anlæg task 2 Skitsering af VE-løsninger og kombinationer Titel: Skitsering af VE-løsninger og kombinationer Udarbejdet for: Energistyrelsen

Læs mere

Byen som geotop. 1. Indledning. 2. Sammenhængende beskrivelse af Geotopen

Byen som geotop. 1. Indledning. 2. Sammenhængende beskrivelse af Geotopen Byen som geotop 1. Indledning I det 20. århundrede er befolkningen i verdens byer vokset fra 220 mio. til 2,8 mia. og 2008 markerer tidspunktet, hvor mere end halvdelen af verdens indbyggere bor i byer.

Læs mere

Miljøvurdering af ForskEL og ForskVE-programmerne 2014

Miljøvurdering af ForskEL og ForskVE-programmerne 2014 Miljøvurdering af ForskEL og ForskVE-programmerne 2014 Indhold 1. Resumé 1 2. Indledning 2 3. Målsætninger og udmøntning af ForskEL 14 og ForskVE 14 4 4. Vurdering af projekternes miljøpåvirkninger 6 4.1

Læs mere

CityCirkel el-busser i København

CityCirkel el-busser i København CityCirkel el-busser i København Projekt el-busser 2007: På baggrund af beslutning i Københavns Borgerrepræsentation udbyder Movia kørsel i City med el-busser Marts 2008: Arriva vinder kontrakten på 11

Læs mere

Miljøbevidst projektering EFFEKTIVISERING AF VOGNPARK?

Miljøbevidst projektering EFFEKTIVISERING AF VOGNPARK? Miljøbevidst projektering EFFEKTIVISERING AF VOGNPARK? Indhold Prolog...4 Indledning...6 Effektivisering af vognparken?...8 Konklusion...12 Disclaimer Som en del af Energihjulsordningen har e optimo udarbejdet

Læs mere

Tallene angivet i rapporten som kronologiske punkter refererer til de i opgaven stillede spørgsmål.

Tallene angivet i rapporten som kronologiske punkter refererer til de i opgaven stillede spørgsmål. Labøvelse 2, fysik 2 Uge 47, Kalle, Max og Henriette Tallene angivet i rapporten som kronologiske punkter refererer til de i opgaven stillede spørgsmål. 1. Vi har to forskellige størrelser: a: en skive

Læs mere

Vejledning. Indsats ved uheld med elkøretøjer

Vejledning. Indsats ved uheld med elkøretøjer Vejledning Indsats ved uheld med elkøretøjer 2014 j Vejledning om indsats ved uheld med elkøretøjer Beredskabsstyrelsen 2014 2 Vejledning om indsats ved uheld med elkøretøjer Indhold Side Baggrund 4 De

Læs mere

Nye ligninger til husholdningernes varmeforbrug varmebalance

Nye ligninger til husholdningernes varmeforbrug varmebalance Danmarks Statistik MODELGRUPPEN Arbejdspapir* Kenneth Karlsson 18. november 2002 Nye ligninger til husholdningernes varmeforbrug varmebalance Resumé: Dette papir beskriver teori og idéer bag nye ligninger

Læs mere

Spar op til 20% på dit brændstofforbrug

Spar op til 20% på dit brændstofforbrug Spar op til 20% på dit brændstofforbrug Alt andet t er helt sor Spar op til 20 % på brændstoffet Der er masser af CO 2 og penge at spare ved at ændre sine kørevaner bare en lille smule. F.eks. stiger brændstofforbruget

Læs mere

Patientforflytninger i seng

Patientforflytninger i seng Patientforflytninger i seng Indledning Formålet med undersøgelsen var at udvikle et værktøj til vurdering af plejerens belastning ved patientforflytninger. Ideen var at man ud fra patientens vægt, grad

Læs mere

Folkeskolens afgangsprøve August 2007 Geografi - facitliste

Folkeskolens afgangsprøve August 2007 Geografi - facitliste August 2007 1/23 G5 Indledning Norden Danmark, Norge, Sverige og Finland kaldes sammen med Island for de nordiske lande. På mange områder er der tætte bånd mellem befolkningerne i de nordiske lande. De

Læs mere

i x-aksens retning, så fås ). Forskriften for g fås altså ved i forskriften for f at udskifte alle forekomster af x med x x 0

i x-aksens retning, så fås ). Forskriften for g fås altså ved i forskriften for f at udskifte alle forekomster af x med x x 0 BAndengradspolynomier Et polynomium er en funktion på formen f ( ) = an + an + a+ a, hvor ai R kaldes polynomiets koefficienter. Graden af et polynomium er lig med den højeste potens af, for hvilket den

Læs mere

PROGRAMMET. Velkomst. De nye biler i 2020? Hvad kører de på? Nye teknikker på vej? Søren W. Rasmussen, FDM

PROGRAMMET. Velkomst. De nye biler i 2020? Hvad kører de på? Nye teknikker på vej? Søren W. Rasmussen, FDM PROGRAMMET Velkomst De nye biler i 2020? Hvad kører de på? Nye teknikker på vej? Søren W. Rasmussen, FDM Forbrugernes forventninger til hybridbiler og el-biler Pascal Feillard, PSA Peugeot Citroën Pause

Læs mere

Mini SRP. Afkøling. Klasse 2.4. Navn: Jacob Pihlkjær Hjortshøj, Jonatan Geysner Hvidberg og Kevin Høst Husted

Mini SRP. Afkøling. Klasse 2.4. Navn: Jacob Pihlkjær Hjortshøj, Jonatan Geysner Hvidberg og Kevin Høst Husted Mini SRP Afkøling Klasse 2.4 Navn: Jacob Pihlkjær Lærere: Jørn Christian Bendtsen og Karl G Bjarnason Roskilde Tekniske Gymnasium SO Matematik A og Informations teknologi B Dato 31/3/2014 Forord Under

Læs mere

Emhætte Type: STANDARD W

Emhætte Type: STANDARD W Manual Emhætte Type: STANDARD W [2] NB: Producenten påtager sig intet ansvar for skader forårsaget af installation foretaget uden om denne guide. INDHOLD I Karakteristika II Komponenter III Tekniske data

Læs mere

Koblede differentialligninger.

Koblede differentialligninger. 2. 3. 4. Koblede differentialligninger. En udvidelse af Newtons afkølingslov løst numerisk ved hjælp af integralkurver. Sidste gang så vi på, hvordan vi kunne opstille og løse en model for afkølingen af

Læs mere

Frederiksberg Kommune el-skraldebil Slutrapport på el- skraldebil på Frederiksberg

Frederiksberg Kommune el-skraldebil Slutrapport på el- skraldebil på Frederiksberg Frederiksberg Kommune el-skraldebil Slutrapport på el- skraldebil på Frederiksberg Frederiksberg kommune har siden status rapporten fra februar 2015 kørt med elskraldebilen i fuld drift over hele året.

Læs mere

Betingelser for fremtidig massiv udrulning af elbiler

Betingelser for fremtidig massiv udrulning af elbiler Betingelser for fremtidig massiv udrulning af elbiler v/branchechef Lærke Flader, Dansk Energi TINV den 27. september 2010 2 Danmark har en ambitiøs klimamålsætning frem mod 2020 og 2050 ikke mindst for

Læs mere

Bilag til den indsigelse, som sommerhusgrundejerforeningerne på Samsø har fremsendt til Skov- og Naturstyrelsen den 27. april 2012.

Bilag til den indsigelse, som sommerhusgrundejerforeningerne på Samsø har fremsendt til Skov- og Naturstyrelsen den 27. april 2012. Bilag til den indsigelse, som sommerhusgrundejerforeningerne på Samsø har fremsendt til Skov- og Naturstyrelsen den 27. april 2012. Bilagets formålet: Bilaget dokumenterer, at der fra de i lokalplanen

Læs mere

Gulvvarme set fra gulvets synspunkt. Få bedre temperaturfordeling Temperaturen kan holdes lavere fordi det er behageligt at opholde sig påp

Gulvvarme set fra gulvets synspunkt. Få bedre temperaturfordeling Temperaturen kan holdes lavere fordi det er behageligt at opholde sig påp Gulvvarme set fra gulvets synspunkt Erik Brandt Hvorfor gulvvarme? Gulvvarme anvendes for at: Få bedre temperaturfordeling Temperaturen kan holdes lavere fordi det er behageligt at opholde sig påp et varmt

Læs mere

Grafikken nedenfor viser de kommunale køretøjstyper der er blevet undersøgt i forhold til egnetheden af forskellige bæredygtige teknologier.

Grafikken nedenfor viser de kommunale køretøjstyper der er blevet undersøgt i forhold til egnetheden af forskellige bæredygtige teknologier. Teknik- og Miljøforvaltningen NOTAT Bilag 2 31. juli 2007 Oversigt over projektforslagene For at identificere de bedst mulige projektforslag vedrørende anvendelse af renere teknologier og brændstoffer

Læs mere

DREAM simuleringer. 15/1 2015 Henrik Hansen - Civilingeniør, stærkstrøm

DREAM simuleringer. 15/1 2015 Henrik Hansen - Civilingeniør, stærkstrøm DREAM simuleringer 15/1 2015 Henrik Hansen - Civilingeniør, stærkstrøm Introduktion til DREAM analyser. Analyserne er opdelt i 3 stadier: Indledende overfladisk analyse af områder for deres potentiale

Læs mere

Set forfra: 1. Teleskophåndtag 2. Håndtag 3. Frakoblingsstopknap 4. Søjle 5. Glidedel til batteri. 6. Krog 7. Fastspændingsskrue til ring 8.

Set forfra: 1. Teleskophåndtag 2. Håndtag 3. Frakoblingsstopknap 4. Søjle 5. Glidedel til batteri. 6. Krog 7. Fastspændingsskrue til ring 8. DK... Light Drive Light Drive er en monterbar strømforsyningsenhed, som omdanner din manuelle kørestol til en elektrisk letvægtskørestol. Den er designet til hjælpe dig med at komme omkring indendørs,

Læs mere

Anpartsselskabet BG Teknik Århus Grenåvej 148 DK-8240 Risskov Tel. +45 8741 8010 Fax. +45 8617 4444 http://www.bgteknik.dk E-mail: info@bgteknik.

Anpartsselskabet BG Teknik Århus Grenåvej 148 DK-8240 Risskov Tel. +45 8741 8010 Fax. +45 8617 4444 http://www.bgteknik.dk E-mail: info@bgteknik. Værd at vide om Side 1 af 6 fra 12volt eller 24volt batterispænding til 230volt AC Anpartsselskabet BG Teknik Århus Grenåvej 148 DK-8240 Risskov Tel. +45 8741 8010 Fax. +45 8617 4444 http://www.bgteknik.dk

Læs mere

Dansk Sammenfatning Nov. 2010. A portfolio of power-trains for Europe: a fact-based analysis. McKinsey & Company:

Dansk Sammenfatning Nov. 2010. A portfolio of power-trains for Europe: a fact-based analysis. McKinsey & Company: Dansk Sammenfatning Nov. 2010 A portfolio of power-trains for Europe: a fact-based analysis McKinsey & Company: A portfolio of power-trains for Europe: a fact-based analysis Rapport baggrund En faktabaseret

Læs mere

NMT - /40, 60, 80 NMT ER - /40, 60, 80 EGHN SMART - /60

NMT - /40, 60, 80 NMT ER - /40, 60, 80 EGHN SMART - /60 NMT - /40, 60, 80 NMT ER - /40, 60, 80 EGHN SMART - /60 Instruktion Installation 7340041 IMP Pumper erklære at disse produkter er i overensstemmelse med følgende EU-direktiver: CE Overensstemmelseserklæring

Læs mere

Halver din varmeregning Skift oliefyret ud med en varmepumpe! Energi Fyn hjælper dig på vej

Halver din varmeregning Skift oliefyret ud med en varmepumpe! Energi Fyn hjælper dig på vej Bliv uafhængig af stigende oliepriser og gør samtidig noget godt for miljøet. Energi Fyn hjælper dig på vej Halver din varmeregning Skift oliefyret ud med en varmepumpe! 1 Energi Fyn har varmepumpeeksperter

Læs mere

BILAGSHÆFTE. Besparelse på energivandssystemet. Jonas Risvig Lysgaard E20131004 Fredericia Maskinmester Skole

BILAGSHÆFTE. Besparelse på energivandssystemet. Jonas Risvig Lysgaard E20131004 Fredericia Maskinmester Skole BILAGSHÆFTE Besparelse på energivandssystemet Jonas Risvig Lysgaard E20131004 Fredericia Maskinmester Skole Indhold Bilag 1 - Projektskabelon... 2 Bilag 2 - Anlægstegning af EV tanken... 5 Bilag 3 - Anlægstegning

Læs mere

Renere produkter. HFC-frie mælkekøleanlæg

Renere produkter. HFC-frie mælkekøleanlæg Renere produkter J.nr. M126-0375 Bilag til hovedrapport HFC-frie mælkekøleanlæg 2 demonstrationsanlæg hos: - Mælkeproducent Poul Sørensen - Danmarks Jordbrugsforskning Forfatter(e) Lasse Søe, eknologisk

Læs mere

Lineære modeller. Taxakørsel: Et taxa selskab tager 15 kr. pr. km man kører i deres taxa. Hvis vi kører 2 km i taxaen koster turen altså

Lineære modeller. Taxakørsel: Et taxa selskab tager 15 kr. pr. km man kører i deres taxa. Hvis vi kører 2 km i taxaen koster turen altså Lineære modeller Opg.1 Taxakørsel: Et taxa selskab tager 15 kr. pr. km man kører i deres taxa. Hvis vi kører 2 km i taxaen koster turen altså Hvor meget koster det at køre så at køre 10 km i Taxaen? Sammenhængen

Læs mere

Strømforsyning +/- 12V serieregulator og 5V Switch mode

Strømforsyning +/- 12V serieregulator og 5V Switch mode Udarbejdet af: +/- 12V serieregulator og 5V Switch mode Side 1 af 15 Udarbejdet af: Komponentliste. B1: 4 stk. LN4007 1A/1000V diode D1: RGP30D diode Fast Recovery 150nS - 500nS, 3A 200V C1 C3 og C4: 100nF

Læs mere

- mere end funktionel

- mere end funktionel Friskluft Armaturer - mere end funktionel I n d e K l i m a M i l j ø A / S IndeKlimaMiljø A/S, eller blot, drager nytte af mange års erfaring såvel internt som hos vores samarbejdspartnere og leverandører

Læs mere

Litium-ion batterimanual. Ebike Elcykler

Litium-ion batterimanual. Ebike Elcykler Litium-ion batterimanual Ebike Elcykler Rev 30-12-2008 Litium ion batteriet Funktion Batteriet der forsyner elcyklen med strøm er et såkaldt litium ion batteri (Spænding: 36 Volt (V), Kapacitet: 10 Ampere

Læs mere

FAKTAARK Ordforklaring. Biomasse hvad er det?

FAKTAARK Ordforklaring. Biomasse hvad er det? FAKTAARK Ordforklaring Biomasse hvad er det? Affaldsforbrænding På et forbrændingsanlæg afbrændes det affald, som du smider ud. Varmen herfra opvarmer fjernvarmevand, der pumpes ud til husene via kilometerlange

Læs mere

Gentofte og fjernvarmen

Gentofte og fjernvarmen Gentofte KOMMUNE og fjernvarmen Undervisningsmodul 3 Fra skraldespand til radiator Varmen kommer fra vores affald Nede under jorden i Gentofte Kommune ligger der en masse rør. I de rør løber der varmt

Læs mere

BRUGERVEJLEDNING DK 45 KABEL CTEK COMFORT CONNECT KNAPPEN RESET FEJLLAMPE OPLADERKABEL STRØMLAMPE. CTEK COMFORT CONNECT eyelet M6

BRUGERVEJLEDNING DK 45 KABEL CTEK COMFORT CONNECT KNAPPEN RESET FEJLLAMPE OPLADERKABEL STRØMLAMPE. CTEK COMFORT CONNECT eyelet M6 BRUGERVEJLEDNING TILLYKKE med købet af din nye professionelle switch mode-batterilader. Denne oplader indgår i en serie af professionelle opladere fra CTEK SWEDEN AB og repræsenterer den nyeste teknologi

Læs mere

sammenhänge for C-niveau i stx 2013 Karsten Juul

sammenhänge for C-niveau i stx 2013 Karsten Juul LineÄre sammenhänge for C-niveau i stx y 0,5x 2,5 203 Karsten Juul : OplÄg om lineäre sammenhänge 2 Ligning for lineär sammenhäng 2 3 Graf for lineär sammenhäng 2 4 Bestem y når vi kender x 3 5 Bestem

Læs mere

AFFUGTER DH10M. Læs venligst denne brugsanvisning og gem den til senere brug

AFFUGTER DH10M. Læs venligst denne brugsanvisning og gem den til senere brug AFFUGTER DH10M Læs venligst denne brugsanvisning og gem den til senere brug Indhold Brug venligst tid på at læse denne manual igennem og gem den til senere brug. Specifikationer Hvordan den virker Placering

Læs mere

Beregning af energibesparelser

Beregning af energibesparelser Beregning af energibesparelser Understøtter energibesparelser den grønne omstilling? Christian Holmstedt Hansen, Kasper Jessen og Nina Detlefsen Side 1 Dato: 23.11.2015 Udarbejdet af: Christian Holmstedt

Læs mere

Fiat Fiorino E ombygget af Micro-Vett

Fiat Fiorino E ombygget af Micro-Vett Fiat Fiorino E ombygget af Micro-Vett - erfaringsopsamling fra Energistyrelsens forsøgsordning for elbiler Model: Fiat Fiorino E, ombygget af Micro- Vett. Sæder: Van: 2-personer, Combi: 5- personer Batterikapacitet:

Læs mere

I denne artikel vil der blive givet en kort beskrivelse af systemet design og reguleringsstrategi.

I denne artikel vil der blive givet en kort beskrivelse af systemet design og reguleringsstrategi. Transkritisk CO2 køling med varmegenvinding Transkritiske CO 2 -systemer har taget store markedsandele de seneste år. Baseret på synspunkter fra politikerne og den offentlige mening, er beslutningstagerne

Læs mere

Klima-, Energi- og Bygningsministeriet

Klima-, Energi- og Bygningsministeriet Europaudvalget 2012-13 EUU Alm.del Bilag 276 Offentligt D ELEGERET RE TSAKT - NOTAT 13. marts 2013 Klima-, Energi- og Bygningsministeriet Notat om forslag fra EU-kommissionen om forordning der supplerer

Læs mere

10. Bestemmelse af kedelstørrelse

10. Bestemmelse af kedelstørrelse . Bestemmelse af kedelstørrelse Kapitlet beskriver metoder til bestemmelse af korrekt kedelstørrelse, der er en af de vigtigste forudsætninger for god forbrænding og god økonomi. Efter beskrivelse af forudsætninger

Læs mere

P2-projektforslag Kombinatorik: grafteori og optimering.

P2-projektforslag Kombinatorik: grafteori og optimering. P2-projektforslag Kombinatorik: grafteori og optimering. Vejledere: Leif K. Jørgensen, Diego Ruano 1. februar 2013 1 Indledning Temaet for projekter på 2. semester af matematik-studiet og matematikøkonomi-studiet

Læs mere

Rapport Bjælken. Derefter lavede vi en oversigt, som viste alle løsningerne og forklarede, hvad der gør, at de er forskellige/ens.

Rapport Bjælken. Derefter lavede vi en oversigt, som viste alle løsningerne og forklarede, hvad der gør, at de er forskellige/ens. Rapport Bjælken Indledning Vi arbejdede med opgaverne i grupper. En gruppe lavede en tabel, som de undersøgte og fandt en regel. De andre grupper havde studeret tegninger af bjælker med forskellige længder,

Læs mere

Differentialregning Infinitesimalregning

Differentialregning Infinitesimalregning Udgave 2.1 Differentialregning Infinitesimalregning Noterne gennemgår begreberne differentialregning, og anskuer dette som et derligere redskab til vækst og funktioner. Noterne er supplement til kapitel

Læs mere

VINTER OG ELBILER. Citroën C-Zero Mitsubishi imiev Peugeot ion. Information om

VINTER OG ELBILER. Citroën C-Zero Mitsubishi imiev Peugeot ion. Information om VINTER OG ELBILER, 1. sal Information om Citroën C-Zero Mitsubishi imiev Peugeot ion DET Danske VINTER- VEJR Danskerne elsker elbilen, men elsker elbilen Danmark og så om vinteren? Velkommen til guiden

Læs mere

Regeringens planer for elbiler

Regeringens planer for elbiler Det Energipolitiske Udvalg 2010-11 EPU alm. del Bilag 181 Offentligt Klima- og energiministerens besvarelse af samrådsspørgsmål M om regeringens planer for udrulning af en infrastruktur til opladning af

Læs mere

SportSSkoeneS Co aftryk 2 1

SportSSkoeneS Co aftryk 2 1 Sportsskoenes aftryk 1 Sportsskoenes aftryk Udarbejdet af: Cand.polyt.arch. Kirsten Priess Harving & cand.polyt.arch. Stine Jacobsen, 2009 2 Indhold Forord 5 Formål 6 Forudsætninger 8 Resultater Rytmisk

Læs mere

Kvaliteten af luft = livskvalitet!

Kvaliteten af luft = livskvalitet! DV-300T Bygningsrenovering og efterisolering af huse nu til dags efterlader ofte huset godt isoleret og tæt. Dette betyder dog også at krav til udluftning stiger markant og derfor er det energirigtig at

Læs mere

Pressemeddelelse. Vismandsrapport om energi- og klimapolitik, bilbeskatning samt affald

Pressemeddelelse. Vismandsrapport om energi- og klimapolitik, bilbeskatning samt affald Pressemeddelelse Vismandsrapport om energi- og klimapolitik, bilbeskatning samt affald Materialet er klausuleret til torsdag den 28. februar 2013 kl. 12 Vismændenes oplæg til mødet i Det Miljøøkonomiske

Læs mere

Regeringen har oprettet en pulje på 40 mio kr., der skal sikre opbygningen af en større elbils volumen i Danmark.

Regeringen har oprettet en pulje på 40 mio kr., der skal sikre opbygningen af en større elbils volumen i Danmark. HAR I OVERVEJET ELBILER? Regeringen har oprettet en pulje på 40 mio kr., der skal sikre opbygningen af en større elbils volumen i Danmark. Midler fra denne pulje gør det muligt for kommuner og virksomheder

Læs mere

C Model til konsekvensberegninger

C Model til konsekvensberegninger C Model til konsekvensberegninger C MODEL TIL KONSEKVENSBEREGNINGER FORMÅL C. INPUT C.. Væskeudslip 2 C..2 Gasudslip 3 C..3 Vurdering af omgivelsen 4 C.2 BEREGNINGSMETODEN 6 C.3 VÆSKEUDSLIP 6 C.3. Effektiv

Læs mere

GENTOFTE KOMMUNE OG FJERN- VARMEN Lærervejledning til modul 3. Fra skraldespand til radiator

GENTOFTE KOMMUNE OG FJERN- VARMEN Lærervejledning til modul 3. Fra skraldespand til radiator GENTOFTE KOMMUNE OG FJERN- VARMEN Lærervejledning til modul 3 Fra skraldespand til radiator Indledning Ideen med dette undervisningsmodul er, at teorien bag fjernvarmesystemet forklares, så eleverne får

Læs mere

Titel: SYNOPSIS: Lars Houbak-Jensen. Anders Holten. Steffen Christensen. Jens Henning Bitsch. Jess Grotum Nielsen

Titel: SYNOPSIS: Lars Houbak-Jensen. Anders Holten. Steffen Christensen. Jens Henning Bitsch. Jess Grotum Nielsen , Titel: Regulering af solfangeranlæg Semester: 4. semester Semester tema: Regulering af energiomsættende systemer Projektperiode: 01.02.10 til 26.05.10 ECTS: 17 Vejleder: Mads Pagh Nielsen Projektgruppe:

Læs mere

Resume ABT-projekt Optimering af besøgsplanlægning

Resume ABT-projekt Optimering af besøgsplanlægning Resume ABT-projekt Optimering af besøgsplanlægning Kort om indhold: Socialstyrelsen gennemfører i årene 2011-2012 et demonstrationsprojekt, der skal vurdere det tidsmæssige potentiale forbundet med at

Læs mere

HÅNDBOG FOR ENERGI KONSULENTER ENFAMILIEHUSE. Version 2012. Beregnet forbrug 2012. Gyldig fra den 1. juli 2012

HÅNDBOG FOR ENERGI KONSULENTER ENFAMILIEHUSE. Version 2012. Beregnet forbrug 2012. Gyldig fra den 1. juli 2012 HÅNDBOG FOR ENERGI KONSULENTER Version 2012 ENFAMILIEHUSE Beregnet forbrug 2012 Gyldig fra den 1. juli 2012 INDHOLDSFORTEGNELSE VARMEPRODUCERENDE ANLÆG 02 Solvarme 02 VARMT OG KOLDT VAND 06 Koldt vand

Læs mere

Vejledning til Tidtagningssystem til ridebanespring. Sønderborg. Manuel Signal ( Radiosignal ) knap på pult ( Stopursfunktion )

Vejledning til Tidtagningssystem til ridebanespring. Sønderborg. Manuel Signal ( Radiosignal ) knap på pult ( Stopursfunktion ) Model: Sønderborg Valgfri portrækkefølge. Visning af tid for hovedspring / omspring. Visning af fejl Automatisk addering af fejl ved overskridelse af fejlfri tid Mulighed for visning af starttid for næste

Læs mere

Mads Peter, Niels Erik, Kenni og Søren Bo 06-09-2013

Mads Peter, Niels Erik, Kenni og Søren Bo 06-09-2013 EUC SYD HTX 1.B Projekt kroppen Fysik Mads Peter, Niels Erik, Kenni og Søren Bo 06-09-2013 Indhold Indledning/formål... 2 Forventninger... 2 Forsøget... 2 Svedekassen... 2 Fremgangsforløb... 2 Materialer...

Læs mere

Kapitel I til Grafisk design. Kromatisk/akromatisk opbygning af gråkomponenten

Kapitel I til Grafisk design. Kromatisk/akromatisk opbygning af gråkomponenten Kapitel I til Grafisk design opbygning af gråkomponenten Kapitel I 2 opbygning af gråkomponenten Det følgende kapitel er en præcisering af side 101 i bogen»grafisk design«. De seks første lodrette farvefelter

Læs mere

Eksempel på logistisk vækst med TI-Nspire CAS

Eksempel på logistisk vækst med TI-Nspire CAS Eksempel på logistisk vækst med TI-Nspire CAS Tabellen herunder viser udviklingen af USA's befolkning fra 1850-1910 hvor befolkningstallet er angivet i millioner: Vi har tidligere redegjort for at antallet

Læs mere

Dronninglund Gymnasium Fysik skriftlig eksamen 27. maj 2011

Dronninglund Gymnasium Fysik skriftlig eksamen 27. maj 2011 Opgave 1. Solfanger Det viste anlæg er et ventilationssystem, som opvarmer luft udefra og blæser den ind i huset. Luften opvarmes idet, den strømmer langs en sort metalplade, der er opvarmet af solstrålingen.

Læs mere

Automatisering Af Hverdagen

Automatisering Af Hverdagen Automatisering Af Hverdagen Programmering - Eksamensopgave 10-05-2011 Roskilde Tekniske Gymnasium (Kl. 3,3m) Mads Christiansen & Tobias Hjelholt Svendsen 2 Automatisering Af Hverdagen Indhold Introduktion:...

Læs mere

Vejledning til Tidtagningssystem til ridebanespring. Sønderborg. Knap for addering af 6 sekunder ved total nedrivning af forhindring.

Vejledning til Tidtagningssystem til ridebanespring. Sønderborg. Knap for addering af 6 sekunder ved total nedrivning af forhindring. Tidsur til Ridebanespring Model: Sønderborg Med visning af tid for hovedspring / omspring. Visning af fejl Automatisk addering af fejl ved overskridelse af fejlfri tid Visning af starttid for næste klasse.

Læs mere

Mobilisering af fleksibelt forbrug Nettemadag om fremtidens elsystem. 26. nov. 2013 Louise Jakobsen, Dansk Energi

Mobilisering af fleksibelt forbrug Nettemadag om fremtidens elsystem. 26. nov. 2013 Louise Jakobsen, Dansk Energi Mobilisering af fleksibelt forbrug Nettemadag om fremtidens elsystem 26. nov. 2013 Louise Jakobsen, Dansk Energi Agenda Erfaringer med at finde fleksibilitet stammer fra to forsknings- og udviklingsprojekter

Læs mere

Indholdsfortegnelsen Grønt Regnskab for Slagelse Kommune

Indholdsfortegnelsen Grønt Regnskab for Slagelse Kommune Teknik og Miljø Indholdsfortegnelsen Grønt Regnskab for Slagelse Kommune o o Indledning Resultater o Hvad skal der ske i 2013 Hvad fortæller tallene Metodebeskrivelse Forbruget måles o o o o o o o Elforbrug

Læs mere

Transienter og RC-kredsløb

Transienter og RC-kredsløb Transienter og RC-kredsløb Fysik 6 Elektrodynamiske bølger Joachim Mortensen, Edin Ikanovic, Daniel Lawther 4. december 2008 (genafleveret 4. januar 2009) 1. Formål med eksperimentet og den teoretiske

Læs mere

Talrækker. Aktivitet Emne Klassetrin Side

Talrækker. Aktivitet Emne Klassetrin Side VisiRegn ideer 3 Talrækker Inge B. Larsen ibl@dpu.dk INFA juli 2001 Indhold: Aktivitet Emne Klassetrin Side Vejledning til Talrækker 2-4 Elevaktiviteter til Talrækker 3.1 Talrækker (1) M-Æ 5-9 3.2 Hanoi-spillet

Læs mere

ELBILER I DANMARK OVERSIGT OVER ELBILER PÅ MARKEDET

ELBILER I DANMARK OVERSIGT OVER ELBILER PÅ MARKEDET I DANMARK OVERSIGT OVER ELBILER PÅ MARKEDET Om denne folder Siden de første moderne elbiler med lithium-ion batterier blev introduceret på det danske marked i 2008-2009, er antallet af modeller mangedoblet.

Læs mere

Hvornår kan man anvende zone-modellering og hvornår skal der bruges CFD til brandsimulering i forbindelse med funktionsbaserede brandkrav

Hvornår kan man anvende zone-modellering og hvornår skal der bruges CFD til brandsimulering i forbindelse med funktionsbaserede brandkrav Dansk Brand- og sikringsteknisk Institut Hvornår kan man anvende zone-modellering og hvornår skal der bruges CFD til brandsimulering i forbindelse med funktionsbaserede brandkrav Erhvervsforsker, Civilingeniør

Læs mere

Sikkerhed note: Når du når den maksimale hastighed af scooteren lyder et advarselssignal og du bør selv reducere din hastighed for at undgå et fald.

Sikkerhed note: Når du når den maksimale hastighed af scooteren lyder et advarselssignal og du bør selv reducere din hastighed for at undgå et fald. Indhold 1. Indledning... 2 2. Sikkerhed... 2 SIKKERHED Generel information...2 Sikkerhed... 2 Sikkerhedsfunktioner...4 Beskyttelsesudstyr... 4 Idriftsættelse...... 4 Batteri... 5 Opladning af batteriet...

Læs mere