Volvo er ved at udvikle selvtænkende superbatteri

Volvo vil gøre op med den måde at bygge elbiler på.

SmartCell samler otte centrale funktioner i ét integreret system. Blandt andet kan batteriet selv stå for den strømomdannelse, der normalt kræver en separat inverter, ligesom det kan overtage opgaver fra bilens indbyggede lader og andre elektroniske styreenheder.

Hemmeligheden er, at Volvo opdeler batteriet i mindre grupper af celler. Hver gruppe får sin egen elektronik, som lynhurtigt kan koble cellerne til og fra efter behov. Dermed kan batteriet selv skabe den vekselstrøm, som elmotoren skal bruge. Det betyder ikke, at elektronikken forsvinder. Den bliver i stedet fordelt på en masse små kredsløb inde i batteripakken.

Til gengæld kan Volvo potentielt spare både kabler, separate elektroniske enheder, køling og plads. Og færre dyre komponenter kan i sidste ende betyde billigere elbiler.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Kan åbne for lynhurtig opladning med vekselstrøm

En af de mest opsigtsvækkende muligheder handler om opladning. I dag kan de fleste elbiler modtage 11 kW, når de lader med vekselstrøm (AC). Enkelte modeller klarer 22 kW. Vil man lade hurtigere, skal man normalt finde en DC-lynlader. Men Volvo mener, at SmartCell i princippet kan håndtere 100 til 200 kW direkte fra vekselstrøm.

Det skyldes, at batteriet kan bruge den samme kraftige elektronik til både at drive elmotoren og håndtere opladningen. Dermed er man ikke længere begrænset af kapaciteten i en traditionel indbygget AC-lader. Det kunne åbne for en helt ny type lynopladning.

Men inden man begynder at drømme om 200 kW fra ladeboksen i carporten, er der grund til at skrue forventningerne lidt ned. Så høj effekt kræver en særdeles kraftig elforsyning og en helt anden ladeinfrastruktur end den, vi normalt bruger til AC-opladning. De 200 kW er desuden en teoretisk mulighed, ikke en ladeeffekt Volvo har demonstreret i en færdig elbil.

Til gengæld har ingeniørerne allerede vist, at SmartCell kan lade fra elnettet uden en traditionel indbygget lader.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Slut med trætte batterier i frostvejr?

SmartCell har også et interessant trick til vinterhalvåret. Kulde er som bekendt ikke elbilbatteriers bedste ven. Når temperaturen falder, stiger battericellernes indre modstand. Det kan gå ud over både opladningshastigheden og effektiviteten. Derfor bruger moderne elbiler energi på at varme batteriet op, typisk gennem et væskebaseret varmesystem.

Volvos løsning er anderledes. SmartCell kan bruge kontrollerede elektriske strømme til at skabe varme direkte inde i battericellerne. Det kan potentielt være en mere effektiv måde at få batteriet op på den rette arbejdstemperatur.

Det kan på sigt betyde mindre energispild og bedre ladeegenskaber på kolde vinterdage. Hvor stor forskellen bliver i praksis, er dog endnu ikke dokumenteret.

Billige og dyre battericeller i samme bil

Et andet interessant perspektiv er, at fremtidens Volvo-batterier ikke nødvendigvis behøver at bestå af én bestemt type battericeller. I dag vælger bilproducenter typisk mellem forskellige batterikemier. Eksempelvis er LFP-batterier attraktive på grund af deres relativt lave pris, mens NMC-batterier blandt andet kan tilbyde høj energitæthed.

Artiklen fortsætter efter annoncen

SmartCell gør det i princippet muligt at kombinere forskellige celletyper i samme batteripakke. Forestil dig et batteri, hvor nogle celler er optimeret til at lagre mest mulig energi, mens andre er bedre til at levere store mængder strøm på kort tid.

Ved rolig motorvejskørsel kan systemet prioritere den ene type. Når føreren træder speederen i bund, kan andre celler tage en større del af arbejdet. Det kan give Volvo større frihed til at sammensætte batterier, der både er billige, effektive og leverer gode præstationer.

Samtidig kan systemet aflaste batterigrupper, der er mere slidte end andre. Forskerne undersøger også, hvordan særlige strømpulser under opladning kan reducere batteriernes nedbrydning. Det er dog endnu ikke bevist, at SmartCell-batterier holder længere i almindelig daglig brug.

Volvo har allerede fået teknologien til at virke

SmartCell ikke blot er en idé fra en svensk ingeniørs skrivebord. Volvo har allerede bygget forsøgsopstillinger, hvor batterigrupperne blandt andet har leveret strøm til en elmotor, håndteret AC-opladning og forsynet andre elektriske systemer. Batterigrupperne kommunikerer trådløst med en central styreenhed, som koordinerer deres arbejde med stor præcision.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Men der er fortsat udfordringer. De mange små kredsløb koster penge. Den komplicerede styring skal være ekstremt pålidelig, og især sikkerheden ved direkte tilslutning til elnettet kræver omfattende dokumentation.

Volvo er derfor i gang med et større udviklingsprojekt, der ifølge den svenske innovationsmyndighed Vinnova løber frem til maj 2027. Målet er at bygge og afprøve en mere komplet demonstrationsudgave af teknologien.

På længere sigt er ambitionen at kunne bruge SmartCell i alle Volvos kommende elbiler. Hvornår den første serieproducerede Volvo med teknologien dukker op, er endnu uvist. Men perspektiverne er store. For mens store dele af bilindustrien forsøger at gøre battericellerne billigere, angriber Volvo problemet fra en anden vinkel:

Hvad nu, hvis man i stedet kunne gøre resten af elbilen billigere ved at lade batteriet klare en større del af arbejdet?

Artiklen fortsætter efter annoncen