PRTM:s prognos av försäljningsandel av olika sorters fordon 2020 (globalt) Vid en global tillverkning av 70 miljoner fordon per år

Transkript

1 Robert Aronsson

2

3 PRTM:s prognos av försäljningsandel av olika sorters fordon 2020 (globalt) 49.7% ICE 20.1% Micro HEVs 10.1% Mild HEVs 10.1% Full HEVs 6.6% PHEV/REV 3.5% BEV Vid en global tillverkning av 70 miljoner fordon per år Ett medelstort batteri till ett hybridfordon; 100 celler 30% Motsvara 2 miljarder celler per år.

4 15000 MWh, Cell på 20 Ah, 3.5 volt 200 miljoner celler per år

5

6 Oberoende Battericentrum

7 Syfte Att internationellt erbjuda en plattform för test, utvärdering och certifiering av celler, batterier och batterisystem. Att vara ett stöd för svensk fordonsindustri i utveckling av HEV-, PHEV- och EVfordon. Att utgöra en bas för en kunskapsuppbyggnad inom batteriområdet Uppdraget Att bygga ett laboratorium för provning av batterisystem baserade på framtidens avancerade batterier av typen litium, nickelmetallhydrid, metallluft osv. Företrädelsevis testning av batterisystem till HEV-, PHEV- och EV- fordon Inriktningen är att på sikt utföra certifiering av batterisystem mot t.ex. fordonsindustrin

8 Målgrupper Fordonstillverkare för hybrid-, plug-in- och el-fordon Tillverkar och användare av mobila och stationära batterisystem (Trucktillverkare, Reservkraftsystem, Telekommunikation) Cell och Batteritillverkare Högskolor och Universitet (Utbildning)

9 Provningsresurser Kapacitets och effekt provning Cyklingsprovning enligt olika specifikationer, urladdningsdjup, HEV, PHEV och EV cykler osv. Hybrid Puls Power provning Självurladdning Köldstarts egenskaper Laddningsmottaglighet Energi och strömverkningsgrad Säkerhetsprovning, Förstörande provning, nail penetration, crush testing, over charging, deep discharge, short circuit testing Vibrationsprovning och shock provning

10 Utrustning Utrustning för provning av högenergibatterier 500 volt, 300 Amp Utrustning för provning av småbatterier 150 volt 200 Amp Utrustning för provning av celler 6 volt 100 Amp Datorsystem för simulering av driftsprofiler, insamling, styrning och bearbetning av mätvärden. Testkammare för temperatur- och miljö-provning Allmän laboratorieutrustning

11 BMU Specifikation, CAN kommunikation Beräkning av Batteristatus SOC State of charge, SOH State of health Gränsvärden för batterieffekt, power limits Utjämning av obalanserade celler Batteristatus momentan Total batteri spänning, Positiv och negativ batteriström Kontaktorstatus, Kylfläkthastighet, Isolationsmätning mot jord Larmmeddelanden celler och batteri Temperatur hög låg ID, Cellspänning hög låg ID, Batterispänning Överladdning, Djupurladdning, Ladd- och urladdningsström Celler obalanserade, Isolationsfel.

12 Loggning av fordonsdata under drift Insamling av driftsdata Installation i 2 st PHEV fordon och 2 st Elfordon, insamling pågår

13 Utvärdering av kördata PHEV fordon Nyckeltal Körsträcka totalt Körsträcka eldrift Körsträcka dieseldrift Nyttjandegrad eldrift Energi från elnät Energi till batteri Regenererad energi CO2 utsläpp per km Detaljinformation Laddmönster, Effektuttag, SOC, Temperaturer, Cellspänningar, osv

14

15

16 Spänning [V] 3.60 Spänningar vid olika C DOD

17

18 Capacity Cyklingsprov, 100 % urladd, 2C Rumstemp % of 1st cycle % of 1st cycle Cycle

19 Effekt [W] Effektdiagram F007 cell F 007 cell; Vikt 240 g Motsvarar 3300 W/kg Discharge effects EiG Charge effects EiG SOC

20

21

22

23 Kylprov av modul enligt speciell körcykel

24 Brand och explosionsrisk Cellen innehåller brännbart material. Organisk elektrolyt, separatorer Koboltbaserade katodmaterial, LiCoO 2 Instabilt vid hög och låg spänning, Bildar syrgas O 2 i cellen Vid höga temperaturer, t ex vid en intern kortslutning, 130 ºC uppstår brand

25 Priser på elfordonsbatterier 20 kwh År 2010 Blybatterier 150$/kWh kr Litiumbatteri 1000$/kWh kr År 2020 Litiumbatteri 500$/kWh kr

26 Capacity Cyklingsprovning av cell med 2C urladdning 2C laddning 100% DOD % of 1st cycle Cycle % of 1st cycle

27

28 Plug-in Hybridfordon, Vattenfall AB, Volvo Cars Tillverkning av kompletta batterisystem för test Insamling av fordonsdata vid körning Först i Sverige med tillverkning av kompletta batterisystem till HEV, PHEV

29

30 Plug-in Hybridfordon, Vattenfall AB, Volvo Cars Tillverkning av kompletta batterisystem för test Insamling av fordonsdata vid körning Först i Sverige med tillverkning av kompletta batterisystem till HEV, PHEV

31

32 Testlaboratorium för batterisystem Laboratoriet Cellprovningsutrustning, 0-5 Volt, Amp Modulprovningsutrustning, volt, Amp Batterisystemprovningsutrustning volt, Amp Provning Funktionsprovning av batteri och BMU Parameter provning av celler för BMU modell Cyklingsprovning Laddningsprover Kylprovning