Etusivu Keskustelu Autot Autotekniikka Uuden akkuteknologian uskotaan mullistavan sähköautomarkkinat

Tämä aihe sisältää 0 vastaukset, 1 kirjoittaja, ja siihen kirjoitti viimeksi  Hiilipäästö 13.11.2014 at 14:41.

Esillä 15 viestiä, 1 - 15 (kaikkiaan 18)
  • Julkaisija
    Viestit
  • #135190 Ilmoita asiaton viesti

    kuruma
    Osallistuja (Participant)

    Olen hyvin skeptinen. Samanlaisia uutisia on tullut vuosittain viimeisen 20 vuoden aikana. Evät ole kuitenkaan toteutuneet. Toivon tietysti, että olisi todellinen läpimurto ja saataisiin toimimaan muuallakin kuin laboratoriossa.

    #135191 Ilmoita asiaton viesti

    Hiilipäästö
    Osallistuja (Participant)

    Sähköauto on yksi vaikeimmista paikoista akuille; akun pitää kestää kuumaa ja kylmää, tärinää, epäsäännöllistä latausta, isoja latauspiikkeja ja purkauspiikkejä, kestää vuosia ja kestää törmäyksiä. Sen lisäksi akut ovat erittäin hintasensitiivisiä, koska niitä tarvitaan hyvin paljon.

    Joten jos joku keksii nykyisiä akkuteknologioita kolme kertaa paremman akkuteknologian, kannattaa niitä akkuja ensin myydä vaikkapa kännykkävalmistajille.

    Tässä muuten on vielä sellainen mielenkiintoinen piirre, että tuossa SolidEnergy:n akussa mainitaan olevan paljon varausta, kun mittayksikkönä on Wh/kg. Tämä on sinänsä mielenkiintoista monessa käytössä, mutta sähköautossa kuitenkin tärkeämpää kuin ne parisataa kiloa ovat mittaluvut Wh/L ja Wh/€.

    No, näitä uutisia tulee ja menee. Voi olla, että SolidEnergy pystyy tuomaan jonkin verran parannusta nykyiseen, ja se olisi jo kova juttu. Takana on ihan oikeita tiedemiehiä, joten kyse ei ole pelkästä rahankeruuhypestä. Tarina kuitenkin jatkuu siten, että päivämäärät viivästyvät ja suorituskykylukemat alenevat.

    Meillä siis ei ole vuoden kuluttua sähköautossa sitä kolminkertaisen kapasiteetin akkua. Sen sijaan meillä voi viiden vuoden kuluttua olla kännykässä puolitoistakertaisen kapasiteetin akku, ja sekin on jo kova juttu.

    #135192 Ilmoita asiaton viesti

    kello68
    Osallistuja (Participant)

    kuruma:

    Olen hyvin skeptinen. Samanlaisia uutisia on tullut vuosittain viimeisen 20 vuoden aikana. Evät ole kuitenkaan toteutuneet. Toivon tietysti, että olisi todellinen läpimurto ja saataisiin toimimaan muuallakin kuin laboratoriossa.

    20v sitten ei ollut litium akkuja. Nyt on. Väitätkö että ero litium ja lyijyakkujen välillä ei ole mullistava?

    Jopa litium ja NiCd akkujen välillä on hurja ero energiatiheydessä.

    Varmaan jos ei halua katsoa kuin viime vuotta, kehitystä ei huomaa mutta tuo 20 vuotta pisti aika pahasti silmään. Kehitys on ollut huima akkuteknologiassa.

    #135193 Ilmoita asiaton viesti

    kuruma
    Osallistuja (Participant)

    kello68:

    Varmaan jos ei halua katsoa kuin viime vuotta, kehitystä ei huomaa mutta tuo 20 vuotta pisti aika pahasti silmään. Kehitys on ollut huima akkuteknologiassa.

    Ilman muuta kehitystä on tapahtunut, mutta se on tapahtunut pikkuhiljaa pienin askelin. Tarkoitin, että viimeisen 20 vuoden aikana on tullut vuosittain uutisia läpimurrosta, joka moninkertaistaa akkujen kapasiteetin. Ne eivät ole kuitenkaan toteutuneet.

    20 vuotta sitten NiMH akut olivat jo arkipäivää. Esim. ostin 20 vuotta sitten ensimmäisen GSM-puhelimeni (Nokia 2110). Siinä oli 550 mAh NiMH akku. Jos vertaa nykyisiä saman kokoisia Litium-akkuja, ei kehitys ole ollut mitenkään huimaa.

    Ensimmäiset litium-akutkin tulivat markkinoille yli 20-vuotta sitten.

    #135194 Ilmoita asiaton viesti

    NHB
    Osallistuja (Participant)

    kuruma:

    20 vuotta sitten NiMH akut olivat jo arkipäivää. Esim. ostin 20 vuotta sitten ensimmäisen GSM-puhelimeni (Nokia 2110). Siinä oli 550 mAh NiMH akku. Jos vertaa nykyisiä saman kokoisia Litium-akkuja, ei kehitys ole ollut mitenkään erityisen huimaa.

    Verrataanpa tuota iPhonen akkuun. Tämän sivun mukaan 2110:n akun koko on 101x55x12 mm ja jännite 6 v. Akkusi amppeeritunneilla saadaan 3,3 Wh.

    iPhonen 6 Plussan akku on kooltaan 119x48x3,3 milliä ja kapasiteetiltaan 11 Wh.

    Eli näyttäisi siltä, että tuolla aikavälillä kehitys olisi tuonot kolmekertaisen kapasiteetin akkuun samalla kun akun tilavuus on pienentynyt kolmasosaan. Energiatiheys on siis yhdeksänkertaistunut. Itse pidän tuota kyllä isona kehityksenä.

    #135195 Ilmoita asiaton viesti

    kuruma
    Osallistuja (Participant)

    NHB:

    Itse pidän tuota kyllä isona kehityksenä.

    Ei voi verrata 2110:n akkua iPhonen akkuun ulkomittojen mukaan. iPhonen akku on laitteen sisällä ja muodoltaan suorakaide. Se on kokokailla täynnä akkukennoja. 2110 akku oli samalla puhelimen ulkokuorta. Noiden ulkomittojen sisällä oli paljon ilmaa ja muovia.

    Litium-akkujen kehitys ovat massoja vertaamalla kolminkertaisia NiMH akkuihin nähden. Tilavuuksien mukaan kaksinkertaisia.

    #135196 Ilmoita asiaton viesti

    NHB
    Osallistuja (Participant)

    kuruma:

    Ei voi verrata 2110:n akkua iPhonen akkuun ulkomittojen mukaan. iPhonen akku on laitteen sisällä ja muodoltaan suorakaide. Se on kokokailla täynnä akkukennoja. 2110 akku oli samalla puhelimen ulkokuorta. Noiden ulkomittojen sisällä oli paljon ilmaa ja muovia.

    Litium-akkujen kehitys ovat massoja vertaamalla kolminkertaisia NiMH akkuihin nähden. Tilavuuksien mukaan kaksinkertaisia.

    Ulkokuori toki kuuluu laskea mukaan ja sitä jo hieman karkeasti arvioinkin. Noilla mitoilla 2110:n akku on tilvuuden suhteen yli 3,5 kertainen. Pari milliä paksuudesta karkeasti laskin päässä kuoren osuudeksi, jonka jälkeen saadaan se kolminkertainen tilavuus. Jos sinne kuoren sisään on sitten säilytty ilmaa, niin se on tuon akun ominaisuus, eikä siitä kuulu tasoitusta antaa.

    #135197 Ilmoita asiaton viesti

    kuruma
    Osallistuja (Participant)

    NHB:

    Ulkokuori toki kuuluu laskea mukaan ja sitä jo hieman karkeasti arvioinkin.

    Minun mielestä ei kuulu. 2110 akku oli helposti itse vaihdettavissa. Se oli samalla osa puhelimen kuorta. Täten akun kuorten oli oltava selvästi vahvemmat kuin iPhonen sisäisessä akussa. Lisäksi tilaa söivät akun lukitusmekanismit yms.

    Tästä kuvasta näkee, kuinka paljon pelkkä lukitusmekanismi syö akun päästä.

    #135198 Ilmoita asiaton viesti

    NHB
    Osallistuja (Participant)

    kuruma:


    Minun mielestä ei kuulu. 2110 akku oli helposti itse vaihdettavissa. Se oli samalla osa puhelimen kuorta. Täten akun kuorten oli oltava selvästi vahvemmat kuin iPhonen sisäisessä akussa. Lisäksi tilaa söivät akun lukitusmekanismit yms.

    Tästä kuvasta näkee, kuinka paljon pelkkä lukitusmekanismi syö akun päästä.

    Toiselta puolen näkee paremmin, kuinka paljon tuo mekanistmi vie tilaa. Arviolta noin 10 prosenttia. Tuo ei vielä kovin paljon vaikuta. Enemmän minua kiinnostaisi tietää se, onko tuossa 12 millin paksuudessa mukana nuo vastakkaisen pään "kynnet". Mikä on itse akun paksuus ilman noita kynsiä?

    #135199 Ilmoita asiaton viesti

    Hiilipäästö
    Osallistuja (Participant)

    kello68:

    20v sitten ei ollut litium akkuja. Nyt on. Väitätkö että ero litium ja lyijyakkujen välillä ei ole mullistava?

    PIeni oikomahoito historiaan…

    Ensimmäiset kaupalliset litiumioniakut tulivat markkinoille vuonna 1991 (Sony), teknologia on sinänsä vanhempaa. Litiumpolymeeriakut tulivat markkinoille vuonna 1994. Ehkä tuon jälkeen vielä yksi autojen kannalta olennainen (joskin sittemmin lähes hylätty) kohta on 1996 markkinoille tullut litium-rauta-fosfaatti (LiFePO4). Viimeksimainitun energiatiheys ei ole huippua, mutta muuten se olisi hintaansa lukuunottamatta hyvä valinta sähköautoon.

    Lyijyakku tuli markkinoille 1800-luvulla, joten ehkä siihen vertaaminen on vähän heikkoa. Tai jos verrataan 1800-luvun teknologiaan, niin sitten on reilua ottaa NiCd-akku, joka on 1800-luvun lopusta. Sen energiatiheys on noin 60 Wh/kg, litiumilla 200 Wh/kg parhaimmillaan. (Autoissa NiCd ei koskaan saanut suosiota käynnistysakkuna, koska lyijyakku on halpa.) Iso kehitys, mutta sata vuotta on pitkä aika.

    Akut ovat kyllä kehittyneet viime vuosina. Käytännössä kapasiteettikehitys saman kokoisessa yleisesti käytetyissä akussa on ollut suuruusluokkaa 7 % vuodessa, ilmeisesti kapasiteetti massaa kohden on kehittynyt hiukan vähemmän. Toisaalta olennainen parametri on kapasiteetti euroa kohden, ja se on parantunut enemmän.

    Alalla on tiettyjä teknologisia läpimurtoja, jotka voisivat muuttaa tilannetta olennaisesti. Jos hiilianodi voitaisiin vaihtaa piianodiin, sillä saataisiin energiatiheys moninkertaistettua. Ongelmana on kuitenkin anodin turpoaminen latauksen myötä, ja sen ongelman korjaamiseen liittyvistä keksinnöistä ei oikein mikään tunnu pääsevän tuotantoon asti. Vielä kovempi juttu olisi litium-ilma-akku, mutta sen kohdalla tie arkipäivään on vielä paljon pidempi.

    Olennaista kuitenkin on se, että vaikka akkujen kehitykseen on laitettu koko ajan enemmän panoksia, viimeiseen 20 vuoteen markkinoille ei ole tullut mitään merkittävää uutta. Kaikki kehitys on liittynyt pieniin inkrementaalisiin parannuksiin ja optimointeihin. Sillä tiellä raja tulee jossain vaiheessa vastaan.

    Ihmisillä on taipumus teknologian kehityksessä odottaa eksponentiaalista kehitystä. Tämä on toiminutkin tietokoneiden osalta, koska transistorin koon pieneneminen (joka vaikuttaa niin nopeuteen, muistikapasiteettiin kuin virrankulutukseenkin) ei ole ollut kovin pahasti fysiikan lakien rajoittamaa. (Siitäkin tulee varsin pian, ja merkit ovat jo näkyvissä.) Akuissa sen sijaan fysiikan lakien asettamat rajoitteet tuovat kullekin akkukemialle teoreettiset rajat.

    Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että jos uudet teknologiat eivät päädy markkinoille, akkujen teknologinen kehitys hyytyy. Suotuisa hintakehitys voi toki jatkua, ja jos hinnat halpenevat, sähköautoiluun avautuu ihan uusia mahdollisuuksia. Uusien teknologioiden markkinoilletulo voi muuttaa peliä paljonkin, meillä voi oikeasti olla kymmenen tai viidentoista vuoden kuluttua kohtuullisilla kustannuksilla tuotettu sähköauto, jolla pääsee yli 500 km yhdellä latauksella.

    Oma valistunut arvaukseni on se, että emme saa sähköautomarkkinoille uusia läpimurtoja seuraavaan kymmeneen vuoteen. Autot kyllä paranevat ja halpenevat, mutta ne jäävät silti ominaisuuksiltaan (hinta/toimintasäde) polttomoottoriautoja heikommaksi.

    #135200 Ilmoita asiaton viesti

    p128194
    Jäsen

    Nokian venttikympin vakioakku oli kylläkin NiCD alunperin.

    http://www.eliaskokoelmat.fi/content/uploads/Nokia2110.jpg

    Alkuperäisakun mitoista minulla ei ole tietoa, mutta ainakin se tarvikeakku (NIMH) joka itselläni on vielä jäljellä on paksuudeltaan 8 mm ja painoltaan 105g. Kapasiteetiksi väitetään 800 mAh. Koska tuon ajan akut oli usein rakennettu pyöreistä pariston näköisistä kennoista, olisi kuvaavampaa ottaa verrokiksi yksi 1,2V kenno.

      #135201 Ilmoita asiaton viesti

      kello68
      Osallistuja (Participant)

      kuruma:

      kello68:

      Varmaan jos ei halua katsoa kuin viime vuotta, kehitystä ei huomaa mutta tuo 20 vuotta pisti aika pahasti silmään. Kehitys on ollut huima akkuteknologiassa.

      Ilman muuta kehitystä on tapahtunut, mutta se on tapahtunut pikkuhiljaa pienin askelin. Tarkoitin, että viimeisen 20 vuoden aikana on tullut vuosittain uutisia läpimurrosta, joka moninkertaistaa akkujen kapasiteetin. Ne eivät ole kuitenkaan toteutuneet.

      Ehkä asian voisi sanoa ennemmin niin, että teknologai kehittyy toki harppauksin mutta sen jalkauttaminen kestää pitkään. TUntuu silti että jalkauttamisen nopeus on kasvanut. Nyt on tarvetta paremmille akuille jo ihan kännykkä ja tablettipuolella missä tehonkulutus ksavaa kovaa kyytiä. Kehittäjiä on aika paljon ja satsaukset on tänä päivänä valtavia.

      AIka pian nähdään uudesta ideasta onko se taloudellisesti kannattava. On hienoja akkuja jotka parempia kuin nykyiset mutta tulevat pirhanan kalliiksi. Ei sellaisilla ole toiveita massamarkkinoilla.

      Toinen asia mikä valtavsti kehittynyt ihan jo 10v aikana on akkujen hallintatekniikka. Nykyään prosessorit ei käytännössä maksa mitään ja niitä voi pistää akkupaketin sisään vaikka parikymmentä muutaman euron kustannuksilla.

      Kaikka kehittyneet akkutekniikat on herkkiä kennojen epäbalanssille ja niinpä kennoja pitää suojata toisiltaan. Prossuilla tämä on halpa toteuttaa, vaan ei ollut vielä 10-20v sitten.

      Lueskelin jokin aika sitten uuduesta kondensaattoritekniikasta missä energiatiheys muistaakseni päihittää jo lyijyakun. Kondensaattori ei käytännössä kulu latauksessa ja purussa kuten akut. Siinäkin on tulollaan läpimurto joka voisi muuttaa hybriditekniikkaa hyvinkin paljon.

      #135202 Ilmoita asiaton viesti

      no-kia
      Osallistuja (Participant)

      Miksihän Toyota käyttää "vanhaa" NiMH tekniikkaa hybrideissään? Ei siinä tosin mitään, luotettavasti nuo ovat toimineet, ei paljoa löydy tarinoita hajonneista akkupaketeista. Onko litium-tekniikka kuitenkin vielä epävarmaa ja Toyota haluaa toki pelata mahdollisimman varmanpäälle.

      #135203 Ilmoita asiaton viesti

      AkiK
      Jäsen

      Sähköautojen kohdalla akuston hinta on hyvin ratkaiseva tekijä. Se tulee laskemaan kun volyymit lisääntyvät. Enemmän uskon silti lähivuosia ajatellen noihin plug-in hybridiratkaisuihin kuin täyssähköautoihin. Kulutusten putoamisen kannalta olenaisinta on se, että auto kulkee muutaman kymmenen kilsaa sähköllä. Suurin osa ajosta on lyhyehköä ajoa, sellaisen kulutusongelmat hoituvat suurelta osin jo nykyisin tarjolla olevalla kalustolla.

      #135204 Ilmoita asiaton viesti

      Jorma L
      Osallistuja (Participant)

      kello68:

      kuruma:

      kello68:

      Varmaan jos ei halua katsoa kuin viime vuotta, kehitystä ei huomaa mutta tuo 20 vuotta pisti aika pahasti silmään. Kehitys on ollut huima akkuteknologiassa.

      Ilman muuta kehitystä on tapahtunut, mutta se on tapahtunut pikkuhiljaa pienin askelin. Tarkoitin, että viimeisen 20 vuoden aikana on tullut vuosittain uutisia läpimurrosta, joka moninkertaistaa akkujen kapasiteetin. Ne eivät ole kuitenkaan toteutuneet.

      Ehkä asian voisi sanoa ennemmin niin, että teknologai kehittyy toki harppauksin mutta sen jalkauttaminen kestää pitkään. TUntuu silti että jalkauttamisen nopeus on kasvanut. Nyt on tarvetta paremmille akuille jo ihan kännykkä ja tablettipuolella missä tehonkulutus ksavaa kovaa kyytiä. Kehittäjiä on aika paljon ja satsaukset on tänä päivänä valtavia.

      AIka pian nähdään uudesta ideasta onko se taloudellisesti kannattava. On hienoja akkuja jotka parempia kuin nykyiset mutta tulevat pirhanan kalliiksi. Ei sellaisilla ole toiveita massamarkkinoilla.

      Toinen asia mikä valtavsti kehittynyt ihan jo 10v aikana on akkujen hallintatekniikka. Nykyään prosessorit ei käytännössä maksa mitään ja niitä voi pistää akkupaketin sisään vaikka parikymmentä muutaman euron kustannuksilla.

      Kaikka kehittyneet akkutekniikat on herkkiä kennojen epäbalanssille ja niinpä kennoja pitää suojata toisiltaan. Prossuilla tämä on halpa toteuttaa, vaan ei ollut vielä 10-20v sitten.

      Lueskelin jokin aika sitten uuduesta kondensaattoritekniikasta missä energiatiheys muistaakseni päihittää jo lyijyakun. Kondensaattori ei käytännössä kulu latauksessa ja purussa kuten akut. Siinäkin on tulollaan läpimurto joka voisi muuttaa hybriditekniikkaa hyvinkin paljon.

      Kondensaattoriakku voi päihittää lyijyakun per massa, mutta voluumipuolella on vielä haastetta. Käynnistysakku joka täyttää peräkontin mutta painaa vähemmän kuin lyijyakku?

    Esillä 15 viestiä, 1 - 15 (kaikkiaan 18)

    Sinun täytyy olla kirjautunut vastataksesi tähän aiheeseen.