Kategoriarkiv: –

48v del 4 Batterispec samt leverantörer

Idag fortsätter vi med 48v-veckan.

The United States Advanced Battery Consortium (USABC)  har tagit fram kravspec. för batterier fram till 2020. USABC består av Chrysler Group LLC, Ford Motor Company och General Motors. De har också med kravspec. för ett 48v batterisysystem.

Nedan finns också en beskrivning av vad några leverantörerna gör inom 48v-system. Fortsätt läsa 48v del 4 Batterispec samt leverantörer

48V del 3 – frågan, säkerhet samt prognoser

Idag fortsätter 48V-veckan. Igår hade vi bakgrunden till 48V-system till personbilar.

En fråga var obesvarad i texten. Varför är valet 48 Volt? Är det någon läsare som kan svara?

Idag får ni också en kommentar om säkerhet och arbetsmiljö för 48V system från Ingemar Nilsson (Volvo Cars).

Slutligen så får ni en sammanställning av några försäljningsprognoser om 48v-system. Fortsätt läsa 48V del 3 – frågan, säkerhet samt prognoser

48 Volt vecka del 2

Idag fortsätter vi med vår temavecka om 48-voltsystem för personbilar. Det blir en liten djupare introduktion med några av biltillverkarnas bilar med 48-voltsystem.

Robert Eriksson (Volvo Cars) har hjälpt till med faktagranskning. Han var nyligen en av talarna på konferensen ”Advanced Automotive 48V Power Supply Systems”, som var förra veckan. En annan källa till information var alla talarna på 48V-system workshopen som hölls inom FFI-projektet Electromobility [1].

Ni får också ett tips på ett event idag. Det är ECOAST – slutkonferens för elfordonsutveckling den 12 december 10:00–14:30 på Lindholmen Conference Centre i Göteborg. Fortsätt läsa 48 Volt vecka del 2

Livet blir enklare för Tyska eltankare samt något om tyska stöd till Electromobilitytutbildning och -forskning

Livet blir enklare för Tyska eltankare

Inom de fyra tyska marknadsförberedande Schaufenster-programmet etableras ett antal tusen laddstation för både långsam och snabb laddning [1]. Med olika systemleverantör till de olika projekten, Bosch står t.ex. för utrustning i LivingLab BW [2] medan Siemens och ABB levererar till Bayern – Sachsen Electromobilität verbindet [3], har det hitintills krävts ett konto hos i varje leverantör för att utnyttja de olika laddstationerna (lite likt kollektivtrafiken i Sverige, det går inte att åka på ett SL-kort i Göteborg). På eCarTec annonserade de största aktörerna att de utvecklar en roaming-möjlighet som gör att kunder med tomt batteri kan ladda vid första bästa laddstolpe [4].

Roaminglösningen liknar i månget och mycket vad som idag finns för mobiltelefoner. Varje användare får ett unikt ID-nummer som kopplas till ett RFID-kort. Vid laddning matchas först ID-nummret mot laddstationsägarens kundregister. Hittas ingen match där skickas frågan vidare till övriga partners anslutna till systemet. Att ansluta sig till systemet är dock frivilligt så det finns ingen garanti att det går att ladda i alla laddstolpar. Framgent förväntas även funktionalitet för att t.ex. hitta lediga laddstationer adderas och demonstreras.

Något om tyska stöd till Electromobilitytubildning och -forskning

Utöver de jättelika Schafensterprogrammet finns en stor uppsättning andra initiativ både från tyska staten och bundesländerna. På [5] hittar ni de senaste utlysningarna från BMWi ( näringsdepartementet), BMVI (ung. trafikverket), BMBF (utbildnings- och forsknings departementet) samt BMUB (departemetet för miljö, naturskydd, bygg och reaktorsäkerhet). Utöver utlysningstexterna, som tyvärr normalt bara finns på tyska, beskriver sidan även uppdelningen mellan de olika departementen. Under menyn Links hittar ni även länkar till utlysningar för de olika bundesländerna.

För den som inte är sugen på att damma av skoltyskan kommer här en kort sammanfattning av några pågående och kommande utlysningar på nationell nivå (finansierande departement inom parantes).

  • Exzellenz und technologische Umsetzung der Batterieforschung (BMBF) [7] syftar till göra Tyskland till ett framstående batteriforskningsland. Ersätts under hösten med Batteri 2020 [] där fokus på industrialisering ökat.
  • IKT für Elektromobilität II (BMWi) [6] är ett program med 14 aktiva projekt som stödjer utveckling av ICT-tjänster kopplade till Elektromobility.
  • I ePerformance (BMBF) [9] utvecklas ett fordon optimerats till eldrift. Utöver typiska elfordonsfrågor som design av batterisystem och kraftelektronik ingår även lättviktsteknik, provmetoder och klimatisering.
  • I SolarMobil Deutschland (BMBF) [10] tävlar skolbarn (tio till arton år) i att bygga en soldriven elbil. Projektet syftar till att öka intresset för ingejörsyrket i allmänhet och för fordonsindustrin i synnerhet hos kommande generationer. För universitetsstudenten finns DRIVE-E [11] som anordnar föreläsningar och besök samt erbjuder möjligheter till nätverkande för de som snart går ut i arbetslivet.
  • Modellregionen Elktromobilität (BMVI) [12] en tredjedel av Elektromobilitypengarna i  Konjunkturpaket II (stimulanspaket som sjösattes efter finanskrisen 2008). I flera Modellregioner pågår projektaktiviteter så som infrastrukturuppbyggnad fortfarande även Schaufensterprogrammet tagit över stafettpinnen i många hänseenden.
  • Inom eMOBILIZE (BMBF) [13] kan stöd sökas för att förbättra prestanda hos kraftelektonik, elmaskiner, batterier och andra nyckelkomponenter för elektromobility samt för att utveckla elektronikkomponenter för automatiserade elektriska fordon.

Kommentarer

Etablering av roamingverksamhet kan tyckas lite onödigt, om inte annat gör begränsad räckvidd att man inte förflyttar sig mellan de olika Shaufenster-områdena, men på lite längre sikt är det viktigt. Framför allt så minskar den risken för att multipla laddinfrastrukturer byggs upp vilket torde gynna slutkunden i slutändan. Det skulle kunna finns en fara att det inte blir någon som vill sätta upp laddstolpar men jag misstänker att det tagits hänsyn till i affärsmodellen. Får bara den som äger stolpen en del av inkomsten så torde det vara lugnt. I en sådan affärsmodell kan man även se två tydliga aktörer, en som bygger fysisk infrastruktur och en som säljer energi. Ganska likt det “vanliga” el-energisystemet med sina elhandlare och nätägare.

Snyggaste lösningen för att lösa den fysiska implementationen av laddinfrastruktur jag sett än så länge är ubitricity [16] som integrerar allt in laddsladden som följer med bilen. Tekniken provas bland annat av Berlins stad och hotellkedjan Welcome Hotels[19]. En konkurrent fälttestas även i Saarland i västra Tyskland [18].

Det är inte allom givet att den föreslagna roaminglösningen blir allenarådande, på samma mässa lanserades Nederländska e-clearing.net [14]. I och med att T-mobile och Hubject [15][17], ett JV mellan BMW, Daimer, Bosch, Siemens, EnBW och RWE, stöttar det tyska förslaget som finns iaf de stora spelarna med i bakgrunden. Utspelet kommer antagligen även att få en betydande inverkan i standardiseringsvärlden, liknande system har diskuterats inom arbetsgruppen för IEC/ISO 15118.

Utlysningar och program verkar till en början med lite spretigt men ser man på vart de stora pengarna landar så är det antingen i projekt som förbereder marknaden (etablerar “öar” av laddinfrastruktur, visar upp elektromobilitet för allmänheten osv) eller som syftar till att etablera industriell tillverkning av batterier i landet. I de marknadsförberedande programmen finns givetvis stor representation från tyska biltillverkare och elkraftindustri.

Att Audi och Bsoch fått igenom ePerformance är intressant. Har inte hittat något liknande för annan fordonstillverkare/underleverantör. Projektbeskrivningen gör för all del tydligt att det inte handlar om att elektrifiera befintliga produkter utan att utveckla en ny platform men det luktar fortfarande lite företagsstöd. Måhända är det oundvikligt om man försöker få till vetikala projekt.

IKT programmet skiljer sig något då de stora aktörerna lyser med sin frånvaro. Daimler deltar visserligen i något projekt men i övrigt så verkar det främja enstaka idéer som måhända kan växa till sig framgent. Kanske är det här vad kornet till nästa stora underleverantör står att finna.

Referenser

[1] http://schaufenster-elektromobilitaet.org/de/content/index.html

[2] http://www.livinglab-bwe.de/projektpartnerliste/bosch-software-innovations-gmbh/

[3] http://www.elektromobilitaet-verbindet.de/partner.html

[4] http://www.elektronikpraxis.vogel.de/elektromobil/articles/464206/

[5]  http://www.foerderinfo.bund.de/elektromobilit%C3%A4t

[6] http://www.ikt-em.de/

[7] http://www.bmbf.de/foerderungen/15574.php

[8] http://www.ikt-em.de/

[9] http://www.audi.de/eperformance/brand/de.html

[10] http://www.solarmobil-deutschland.de/solarmobil/Seiten/SolarMobil_Deutschland.aspx

[11] http://www.drive-e.org/

[12] http://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Artikel/UI/modellregionen-elektromobilitaet.html?nn=36210

[13] http://www.bmbf.de/foerderungen/24982.php

[14] http://www.e-clearing.net/

[15] http://www.hubject.de/pages/en/index.html#1-1-home.html

[16] https://ubitricity.com/en/

[17] http://www.ingenieur.de/Themen/Elektromobilitaet/Startschuss-Ladesaeulen-Roaming-fuer-Elektroautos

[18] http://www.saarland.de/6767_120930.htm

[19] https://ubitricity.com/en/partners-and-projects/on-board-metering/

 

 

Introduktion till Fraunhofer Gesellshaft och intervju med Prof Martin Maerz

Introduction to the Fraunhofer Gesellshaft

When Joseph Fraunhofer, 14 year old, was dragged out of the rubble of the collapsed workshop where he had been learning the craft of mirror making little did he know that the man rescuing him would continue to have a profound impact on his life. Prince Maximilian IV Joseph provided the young man with books and training greatly improving the foundation of his career as a scientist and craftsman. The combination of theoretical knowledge and craftsmanship skills allowed him to build the telescope that confirmed the existence of Neptune, invent the spectrometer and move the center of optics industry from England to Bavaria. Since the middle of the 20th century his way of working, to unite science and the skills of the hand, has been the model for the institute group bearing his name.

Although optics is still an important area for the institutes the operating field is far larger. lists the 67 organizations located all over Germany, most of them clearly related to a certain research area or type of industry. Many of them is involved in Electromobility in some way, in the project Systemforschung Elektromobilität have 16 Fraunhofer institutes cooperate, the following two have however a more clear connection to the subject:

  • The Fraunhofer Institute für Verkehrs- and Infrastruktursysteme (IVI) in Dresden investigate the integration between vehicles and infrastructure. Among the active projects development of charge infrastructure for battery busses and energy management for vehicles and their associated infrastructure may be found 
  • Fraunhofer Institute für Integrierte Systeme und Bauelemente (IISB) in Erlangen focus on the power electronic subsystems all the way from crystal growth to prototype DC/DC or DC/AC installed and tested in vehicle. The electrical interaction, EMC, between components and environment at a system level is also studied.

Two typical Fraunhofer projects are the Gemeinschaftlich-e-Mobilität where prototypes for inductive charging, improved positioning and cloud services for the next generation electric carpools is implemented and the Integrated Drive Inverter for Wheel Hub Motors where the physical shape of power electronics for hub motors have been adapted to fit within the wheel hub itself.

The Fraunhofer institutes have about 30% base funding from publiclymeans. The remaining 70% of the 16 000MSEK turnover is provided by contracts with industry, license fees, and publicly financed research projects. In total the Fraunhofer Gesellschaft employs approx. 23 000 persons. 

 

Interview with Prof. Martin Maerz

Deputy Director (Stellvertretender Institutsleiter), Fraunhofer IISB, 2014-10-24, Schottkystrasse 10, Erlangen

To be sure that we are talking about the same thing, what is your definition of electromobility?

In an Electromobility vehicle electric machines help to reduce fuel/energy consumption, usually by contributing with a considerable amount of power to the propulsion.

The previous answer indicate that you believe fuel efficiency to be important, why?

The general driving force for Electromobility is improved energy sustainability of the transportation system. In particular the oil burnt in combustion vehicles today is forever lost, hence violating the very basic principles for sustainability. With an increased amount of consumed fossil fuels effects on the climate will become more severe and the availability will be reduced resulting in higher market prices. Also the cost alone, for Germany €100 billion/year at $100/barrel, is an incentive. Think about what investments that would be possible, for example in renewable energy, if that amount of money was not hijacked by the combustion engine.

So what is your contribution to the development?

Regardless of how the development continues we believe that electricity will be involved in one way of the other. As this electricity require transformation between DC and AC there is a need for power electronics. The employees and students at Fraunhofer IISB in general and my groups in particular (approx 200 where half is students) push the limits for what can be achieved in terms of cost, size, weight, efficiency and robustness. On a practical level this is mainly related to smaller chips, improved cooling and improved temperature sustainability.

You mentioned several different optimization parameters which usually contradict each other, do you make any prioritization between them?

Although power electronics is not the most expensive subsystem, at least not in electromobility, the cost criteria is of highest importance among the mentioned since the high purchase cost is a main barrier towards general adoption of electromobility. Also worth mentioning is that our development efforts always try to be application neutral meaning that progress made for vehicle components should also be applicable for other industries such as for renewable energy production.

And what is the most important activity that you cannot do yourself?

To really gain momentum clear and mandatory goals for how future of mobility should be propelled is needed. The goals should be technology neutral and monetary incentives [to the purchaser of new vehicles] should be avoided. This is a political question which is beyond our control. Further investments in education and research is of course also required.

As far as I have heard the Fraunhofer are considered to be among the technology leaders within their respective area, what is the secret recipe [for your institute]?

Finding the right staff. The first contact with a typical employee is made a few years into their engineering education. My position at the FAU, which provide me the professors title and allow me to supervise and examine PhD-students, is granted by under the condition that I hold a course in “Power electronics for vehicles and powertrains”. Throughout this course I meet students who have a great interest for the subject and is interested in earning a bit of extra money. We can offer them a part time position of 4-8h/week where they participate in our projects. Should there be a continued interest from both sides the student complete bachelor and master thesis at the institute under the supervision of our personnel.

After graduation a time limited employment contract may be signed. During this employment it is possible to continue the academic career towards a PhD-degree but, and this is important, this continuation is considered to be hobby and weekend occupation. The employment may give access to cutting edge technology and results that can be used as raw material in journals and dissertation but priority number one is always to deliver in the project. Since our project is usually industry funded academic publication is not a project delivery.

We also have a inflow of persons, like me, who have been working in the industry for 10-15 years and then opt out for several reasons. Common reasons is that being a small cog in a large machinery has lost its attractiveness, the paycheck is not the most important part of work [Fraunhofer wages are limited due to being partially funded by public means] and a solid interest for cutting edge technology.

A rather large inflow is necessary since many of the students and employees are considered most attractive by the industry and hence often headhunted there. Fraunhofer has also limited the ratio of permanent employments to one third of the totally employed. Together with the maximum length of project employment in Germany, six year, this further contribute to the throughput.

As you also teach at the University, what training would you recommend to a young want-to-be Electromobility engineer?

Enter a [conventional] Electrical or Mechatronic engineering program at the University and sharpen your profile by choosing courses related to the subject. To my best knowledge there are no programs especially crafted for Electromobility. I have heard that some universities for applied science are currently developing programs intended for professionals who come in contact with Electromobility but are unfortunately not able to provide you on details on this.

And finally, from a Swedish perspective heavy duty applications are especially important, do you have any comments on the development there?

I see two different cases here. The long haul transport often cruising at constant speed seems to have little to gain from electrification. Neither batteries or fuelcells have, or are likely to develop, sufficient performance to obsolete the combustion engine. Railway like systems where electricity is fed from overhead lines may be technically feasible but require heavy investments to be made.

For working machines such as excavators and wheel-loaders the duty cycle is considerably better from a hybridization perspective allowing large fuel efficiency improvements. This may in the end make the business case of a hybridized vehicle attractive.

Further, the environment is harsher and uptime requirements are harder for a vehicle in commercial use which make power electronics development more challenging.

 

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_von_Fraunhofer

[2] http://www.fraunhofer.de/de/ueber-fraunhofer/mission-leitbild.html

[3] http://www.fraunhofer.de/en/institutes-research-establishments.html

[4] http://www.elektromobilitaet.fraunhofer.de/

[5] http://www.ivi.fraunhofer.de/

[6] http://www.ivi.fraunhofer.de/de/projekte_produkte.html#1

[7] http://www.fraunhofer.de/de/fraunhofer-forschungsthemen/verkehr-mobilitaet/personenmobilitaet/gemeinschaftlich-elektromobil.html

[8] http://www.iisb.fraunhofer.de/de/abteilungen/leistungselektronischesysteme/forschung_projekte/antriebstechnik_undmechatronik/integrated_drive_intverter.html

[9] http://www.fraunhofer.de/content/dam/zv/de/publikationen/Jahresbericht/fraunhofer-jahresbericht-2013.pdf