Elbiler, batterier og ladeinfrastruktur Kjeld Nørregaard, 7220 1317, kjn@teknologisk.dk
Ladeinfrastruktur er klar Information fra www.clever.dk; www.danmark.betterplace.com; www.cleancharge.dk; www.rwe.com
Information fra www.chademo.com Hurtig ladeinfrastruktur er klar +50 mere på vej i DK
Information fra www.clever.dk Hvem kan hurtiglade? - eksemler Mitsubishi imiev Citroën C-Zero Peugeot Ion Nissan Leaf
Teknologisk involverer sig i Elektrisk Transport Energistyrelsen og Trafikstyrelsen Dialogmøder med TRS og ENS Demonstrationsprojekt Prøv1Elbil 8 elbiler, Citroen C-Zero 81 familier i Juelsminde-Horsens området + ansatte i både Horsens og Hedensted kommuner. Samarbejdspartnere: NRGi, Foreningen Energi Horsens, Horsensog Hedensted kommune. Demonstrationsprojekt Elbil til EnergyFlexHouse 1 elbil til EnergyFlexHouse (Fiat Fiorino Combi EV) Teknologisk Institut er flådeejer og projektleder Samarbejde med branche- og interesse-organisationer. Transportens Innovations Netværk Vigtigt netværk der dækker hele transportbrancen EU projekter (FP7) EasyBat Green emotion Citroen C1EV ie + C-ZERO Fiat Fiorino Combi EV
Hvem har interesse i elbil udbredelse? MWh/h 7000,0 6000,0 5000,0 Hvis 20% af 2 mio. biler udlåner el-energi til madlavning, kan elforbruget flyttes til natten V2G = Vehicle to Grid 4000,0 3000,0 2000,0 1000,0 0,0 Elforsyning til 400.000 elbiler (57 km/døgn) 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Klokken
Elbilen og infrastruktur 10 kv Distributionsnetværk Transmissionsnet 10 kv - DSO 400V Fordelingsnet Elbiler og Varmepumper belaster de lokale fordelingsnet mere end normale husholdningsinstallationer, men Smart Grid kan hjælpe..
Batterieffekt [W] Hvorfor er Lithium batterier en god ide? CASE: Analyse af elknallert Opgradering af batteri pakke på scooter (Bly Li-Ion) Verificeret ved målinger: Gammel batteri pakke: 60 kg / 1350 Wh energitæthed 22,5 Wh/kg Ny batteripakke: 15 kg / 1988 Wh energitæthed 133 Wh/kg (uden sikkerhedssystem og batterikasse) En forbedring på 5,9 gange! Batterieffekt 6000 5000 4000 3000 Batterieffekt 2000 1000 0 1 19 37 55 73 91 109 127 145 163 181 199 217 235 253 271 289 307 325 343 361 379 397 415 433 451 469 487 505 523 541-1000 Interval [30 sekunder]
Sammenligning lithium-ion / bly-syre Bly-syre Lithium-ion Stemplet kapacitet 2400 Wh 2016 Wh Dynamisk kapacitet 1368 Wh -43% 1988 Wh -1,4% Vægt 60 kg ~20 kg incl. sikkerhedssystem Volumen 22,5 L 16L Incl. Sikkerhedssystem Reel energitæthed 61 Wh/L 124 Wh/l 23 Wh/kg 100 Wh/kg
Udvikling af Li-Ion teknologien - 18650 energitæthed Fortsat teknologisk udviklingspotentiale 300 Wh/kg 300? 246 200 190 203 209 100 0 90 100 123 Bellcore DARPA Mass Mass Mass Mass Sony plastic EV PLI produced produced produced produced 1100 Li-ion 1500 2200 2600 3000 3250 mah 1200 mah mah mah mah mah mah 1991 1994 1999 2003 2006 2010 2012 Mass produced 3300-3800 mah (?) 2015
El Bil test på Værløse flyveplads
Test duty cycle for vehicles
Batteri degraderingsmodel Degradadering afhænger af mange parametere Temperatur Afladningsrate Opladningsrate Afladningsdybde Ældning Teknologisk Institut integrerer en batteri degraderingsmodel i et simuleringsværktøj til køretøjer, så slidtage på grund af forskellig anvendelse eller ruter kan sammenlignes. Usage pattern SoH Electrical current Ambient temperature Cell degradation parameters Operation degradation Storage degradation Cycle Degradation Storage Degradation SoH Time Time State of Health -Electrical AC parameters -Electrical DC parameters -Battery capacity Degraderingsparametere på celle-niveau karakteriseres i batteri laboratoriet
Omkostningsmodel
Laboratorium for Elektrisk Energi, Batterier og Brændselsceller
Batteri Laboratorium Batteri degraderingstester
Batteri Laboratorium Batteri degraderingstester
Cycling and storage at 50 C
Batteri relaterede service ydelser på Teknologisk Institut Laboratorie ydelser eksempler: Hjælp til dataopsamling direkte i applikationen (mobil eller stationær) Måling af belastningsprofil i forhold til batteri Test af battericeller og pakker ifølge ønskede standarder Kapacitets målinger Degraderingstest (efter standard eller aktuel bruger belastning profil) Cycle life / Lagringsstabilitet (degradering under opbevaring) Stikprøve test af batteripakker Misbrug/overbelastnings test Termisk test (Klimakammer med cyklisk elektrisk belastning/ladning) Elektrokemisk Impedance Spectrografi Batteri specialist - Rådgivnings ydelser eksempler: Omstilling til batteridrift fra anden energiforsyning Opbygning af batterilevetidsmodel, til omkostningsberegninger Udvikling af batteri specifikationer / batteri applikationer Udvælgelse af batteripakketype and assistance til at finde leverandører Sikkerheds og elektrisk vurdering af batteripakker (kvalitet og ydelse) Undervisning, standard kurser eller kundetilpassede kurser Eksempelvis: Sikkerhedskursus på baggrund af EN50110
Fejlmekanismer i LCO-batterier i overblik
Kjeld Nørregaard Program leder Elektrisk teransport Teknologisk Institut +45 7220 1317 kjn@teknologisk.dk Tak for opmærksomheden. Spørgsmål?