2017-modell C-Zero og iOn har fått fjernbetjening av varme

[Rio]

Selvsagt; det endrer selvsagt ikke på at det blir unødvendig dyrt for alle/de fleste.

Og folk kjøper ikke elbil når det koster langt mer å lade (fordi 350 kW infrastruktur er dyr) enn det koster med bensin. Effekt koster. Mye.

Som forklart tidligere så koster det ikke nødvendigvis noe ekstra på infrastruktursiden. Og med store nok batterier av riktig kjemi trenger det ikke ha noen egentlige merkostnader på batterisiden. Store batterier vil man trenge uavhengig av ladehastighet, fordi folk ønsker 500+ km rekkevidde.

Det som kan koste litt ekstra er ledningsnett i bilen, men her er det neppe snakk om stor kostnad. Det blir kanskje noen ekstra kg kobber, om vi sier 10 kg så er det rundt 500 kroner i merkostnad per bil. Det er ikke så mye.

Det er kraftelektronikk, sikkerhetssystemer (du vet hva de har for 50 kW, tenk deg hvordan det blir for 350 kW), systemene i bilen skal også takle dette, samt kabler, koblinger osv. For ikke å snakke om batterier, kjølesystemer, og man kan glemme balansering.

Joda, selvsagt høres det flott ut. Selvsagt er det mulig å få til. Selvsagt vil det være kostnadsdrivende.

[Rio]

La oss tenke på noen tall.
Scenario 1: Bilene kan ta imot 400kW i snitt.
Scenario 2: bilene kan ta imot 100kW i snitt.


Det er 4 ladeplasser med totalt 400kW tilførsel.

Scenario 1:
Bil 1 ankommer og lader 15 minutter med 400kW effekt og har fylt 100kWh. Bil 1 er da ferdig.
Bil 2 ankommer og lader 15 minutter med 400kW effekt og har fylt 100kWh. Bil 2 er da ferdig.
Bil 3 ankommer og lader 15 minutter med 400kW effekt og har fylt 100kWh. Bil 3 er da ferdig.
Bil 4 ankommer og lader 15 minutter med 400kW effekt og har fylt 100kWh. Bil 4 er da ferdig.

Scenario 2:
Bil 1 ankommer og trenger 100kWh. Effekten er 100kW og bil 1 blir stående en time.
Bil 2 ankommer etter 15 minutter og trenger 100kWh. Må stå en time. Stasjonens peak effekt er nå 200kW
Bil 3 ankommer etter 30 minutter og trenger 100kWh. Må stå en time. Stasjonens peak er nå 300kW
Bil 4 ankommer etter 45 minutter og trenger 100kWh. Må stå en time. Stasjonens peak er nå 400kW.
15 minutter senere er bil 1 ferdig.
30 min er bil 2 ferdig
45 min er bil 3 ferdig
60 min er bil 4 ferdig.

I scenarie 1 er peak jevnt 400kW og tar 1 time.
I scenarie 2 er peak 400kW i 15 minutter, men belastningen varer i 1t45min.

Altså samme makseffekt, men mye lengre ladetid. At bilene kan utnytte høyere effekt betyr bare kortere belastning på nettet. Fordeling av effekt mellom ladere, bilene og utifra tilgang i nettet styrer Tesla allerede.

Gjør regnestykket igjen, med en 400 kW lader, og biler som bare kan ta 100 kW, fordi batteriene er kalde, eller har små batterier, eller har høy SoC.

I dag har man 50 kW hurtigladere - over 80% av bilparken har et langt lavere effektinntak enn 50 kW når de lader.

Problemet med elbiler i dag er hovedsakelig at de er for dyre i forhold til rekkevidden. 350 kW effekt vil bare gjøre dem enda dyrere.

[turfsurf]

Poenget er vel at man har 400kW tilgjengelig totalt, men at man kan fordele det på 4 ladere eller bare 1. Jo høyere effekt man kan levere på både biler og ladestolper, jo mindre kø blir det, gitt samme antall ladere. Tipper vi kommer til å leve en stund med en miks av de laderne som er nå, med 50kW, og ladere med høyere effekt. Så differensieres de med pris.

[Espen Hugaas Andersen]

Ledningsnettet er en ting. Men den kritiske delen vil alltid være konnektoren. Kontaktmotstanden må holdes lav nok i hele bilens levetid til at man unngår oppvarming. Altså må man bygge inn marginer. Skal man kunne lade med 500A må overgangsmotstanden maksimum ligge på noen titalls µohm. Og dette må man klare å oppnå like bra når man kobler til etter 500 ganger, og konnektoren har vært utsatt for vær og vind i flere år.

Hvis man må til med kjølesystemer og avansert temperaturovervåkning for å få et pålitelig system, vil dette helt klart være kostnadsdrivende.

Man vil trolig kunne klare seg med væskekjøling kun på superladeren. Det er svært usannsynlig at dette på noen som helst måte vil være "kostnadsdrivende". I dag koster en superladestasjon trolig 2 mill og oppover. Legger man på 100k i kjøling så vil det ikke merkes i kostnadsnivået.

Tilsvarende problemstilling får vi for batteriet. Skal man bruke battericeller som tåler veldig høy ladestrøm, er det lite trolig at man får den billigste eller mest energitette løsningen. Så man vil fort ende opp med at høy ladeeffekt kun lar seg kombinere med biler i luksus segmentet.

Jeg tror 2,5C er mulig med NCA kjemien, med riktig kjøling og minimale endringer på kjemien. Energitettheten kan fortsatt være den beste man får tak i.

Med 2,5C vil en Model 3 med 50 kWh batteri lade med rundt 900 km/t (125 kW) og en Model 3 med 80 kWh batteri lade med rundt 1500 km/t (220 kW). Trenger man 200 km for å komme seg til destinasjonen trenger man å lade i henholdsvis 15 og 8 minutter (sånn ca).

[Espen Hugaas Andersen]

Det er kraftelektronikk,

Ti hurtigladere på 50 kW har nøyaktig like mye kraftelektronikk som en hurtiglader på 500 kW.

sikkerhetssystemer (du vet hva de har for 50 kW, tenk deg hvordan det blir for 350 kW)

Sikkerhetssystemene vil være ca de samme. Man må kanskje ha noen ekstra temperatursensorer, men dette er ganske ubetydelige kostnader.

systemene i bilen skal også takle dette, samt kabler, koblinger osv.

På utsiden av bilen blir kostnadene ganske like med en hurtiglader på 500 kW vs ti hurtigladere på 50 kW. Det kan være mindre om man reduserer antall ladepunkter fra 10 til 4, da man trenger færre meter kabling, færre dyre plugger, færre parkeringsplasser, mindre belysning, skilting, brøyting, osv.

På innsiden av bilen vil man trenge mer kobber i ledningsnettet. Anslår vi økningen til 10 kg så er det rundt 500 kr per bil.

For ikke å snakke om batterier, kjølesystemer, og man kan glemme balansering.

Batterier trenger man uansett for å ha tilstrekkelig rekkevidde. (Eller mente du på ladestasjonen? Dette er som sagt ikke noe man *må* ha.) Kjølingen i bilen må være tilstrekkelig, men for akseptable egenskaper i varme og kulde trenger man allerede i dag ett væske-basert system. Det er snakk om moderate modifikasjoner for å øke ytelsen tilstrekkelig. Dette er ikke noe som vil koste ekstremt mye penger.

Og ja, man kan glemme balansering. Dette gjøres ikke i dag heller, så fremt man ikke fullader bilen på hurtigladeren. Balansering er noe man gjør med saktelading.

Joda, selvsagt høres det flott ut. Selvsagt er det mulig å få til. Selvsagt vil det være kostnadsdrivende.

Nei, det vil ikke være kostnadsdrivende. Det vil være noen merkostnader, men ingenting tyder på at vi snakker om mer enn noen hundrelapper per bil.

[eivhelle]

Ledningsnettet er en ting. Men den kritiske delen vil alltid være konnektoren. Kontaktmotstanden må holdes lav nok i hele bilens levetid til at man unngår oppvarming. Altså må man bygge inn marginer. Skal man kunne lade med 500A må overgangsmotstanden maksimum ligge på noen titalls µohm. Og dette må man klare å oppnå like bra når man kobler til etter 500 ganger, og konnektoren har vært utsatt for vær og vind i flere år.

Hvis man må til med kjølesystemer og avansert temperaturovervåkning for å få et pålitelig system, vil dette helt klart være kostnadsdrivende.

Man vil trolig kunne klare seg med væskekjøling kun på superladeren. Det er svært usannsynlig at dette på noen som helst måte vil være "kostnadsdrivende". I dag koster en superladestasjon trolig 2 mill og oppover. Legger man på 100k i kjøling så vil det ikke merkes i kostnadsnivået.

Tilsvarende problemstilling får vi for batteriet. Skal man bruke battericeller som tåler veldig høy ladestrøm, er det lite trolig at man får den billigste eller mest energitette løsningen. Så man vil fort ende opp med at høy ladeeffekt kun lar seg kombinere med biler i luksus segmentet.

Jeg tror 2,5C er mulig med NCA kjemien, med riktig kjøling og minimale endringer på kjemien. Energitettheten kan fortsatt være den beste man får tak i.

Med 2,5C vil en Model 3 med 50 kWh batteri lade med rundt 900 km/t (125 kW) og en Model 3 med 80 kWh batteri lade med rundt 1500 km/t (220 kW). Trenger man 200 km for å komme seg til destinasjonen trenger man å lade i henholdsvis 15 og 8 minutter (sånn ca).

Væskekjøling på superladeren vil gjøre det mulig å benytte mindre kabeltverrsnitt, slik at kabelen blir mer håndterlig, men vil  ikke i like stor grad bidra til å kjøle ned terminalene i konnektoren. Hvis du presser marginene her vil du fort kunne få overoppvarming på konnektorpinnene, som igjen vil bidra til økt motstand i kontakten og ytterligere oppvarming. For å fange opp dette i tide må man ha temperaturmåling rett på hver av pinnene i terminalen og ikke bare en som er støpt inn i plasten og overvåker hele pluggen.

Jeg tror ikke man klarer høy ladeeffekt uten å gjøre tiltak også i bilen. Husk at utgangspunktet for diskusjonen var lading på 350KW eller 500KW og ikke dagen Tesla hastighet på 125KW.

Hvis man skal lade et 100KWh batteri med 350KW må det tåle 3,5C. Et 50KWh batteri vil måtte tåle 7C. Og du ser enkelt hvordan dette blir om man igjen øker til 500KW.

Så rent praktisk har jeg vanskelig for å se hvordan man skal klare å få utnyttet stort mer enn 150KW ladeeffekt for annet enn store nyttekjøretøy med batterier på over 250KWh.

[Espen Hugaas Andersen]

Væskekjøling på superladeren vil gjøre det mulig å benytte mindre kabeltverrsnitt, slik at kabelen blir mer håndterlig, men vil  ikke i like stor grad bidra til å kjøle ned terminalene i konnektoren. Hvis du presser marginene her vil du fort kunne få overoppvarming på konnektorpinnene, som igjen vil bidra til økt motstand i kontakten og ytterligere oppvarming. For å fange opp dette i tide må man ha temperaturmåling rett på hver av pinnene i terminalen og ikke bare en som er støpt inn i plasten og overvåker hele pluggen.

Pluggen må helt klart redesignes for å kunne håndtere 250-500 kW. To temperatursensorer er nok minimum i pluggen, kanskje så mye som åtte. (To stk på hver pinne for redundans.) Og kjølevæsken bør sirkuleres i pluggen. Du får nok ikke kjølt rett på pinnene, men du kan tilføre kjølingen rett i bakkant av pinnene. Rett i bakkant av pinnene har du kraftige ledere i kobber (festet til pinnene) som føres gjennom pluggen og ut i conduiten. Får man kjølt tilstrekkelig på kobberledningene her så vil man få ført varmen bort fra pinnene ganske effektivt. Det er snakk om kanskje 3 cm unna varmekilden med ett ganske greit tversnitt av kobber. Jeg ser for meg at du har en tilføringsslange av kjølevæske som kan gå helt inn i pluggen, slik at kjølevæsken er lavest mulig temperatur når den går inn i pluggen. (Teoretisk sett kan den være ned mot -10C, om det skulle være behov.) Deretter kan kjølevæsken gå ut i conduiten og kjøle ned lederene mens den føres tilbake til reservoaret.

Jeg tror ikke man klarer høy ladeeffekt uten å gjøre tiltak også i bilen. Husk at utgangspunktet for diskusjonen var lading på 350KW eller 500KW og ikke dagen Tesla hastighet på 125KW.

Det vil helt klart måtte gjøres tiltak. Men de trenger ikke være spesielt store.

Hvis man skal lade et 100KWh batteri med 350KW må det tåle 3,5C. Et 50KWh batteri vil måtte tåle 7C. Og du ser enkelt hvordan dette blir om man igjen øker til 500KW.

Så rent praktisk har jeg vanskelig for å se hvordan man skal klare å få utnyttet stort mer enn 150KW ladeeffekt for annet enn store nyttekjøretøy med batterier på over 250KWh.

På kort sikt har jeg ikke veldig stor tro på over 250 kW ladeeffekt. Da trenger vi bedre batterier. Det er kanskje 5-10 år til.

[jlan]

Jeg har liten tro på væskekjølte kabler og plugger. Selv ikke landstrømkabler for skip har det. Da er det bedre å gå litt opp i dimensjon. Kablene kan henge i en galge slik at de ikke må løftes, evt kobles av en robotarm.
http://bergenhavn.no/miljo/shorepower/

[Espen Hugaas Andersen]

Kabelen er ikke en stor utfordring - her kan man gå opp i dimensjonene. Men endrer man på pluggene så vil man plutselig ha titusentalls elbiler som ikke er kompatible med nye hurtigladere. Verden trenger ikke flere hurtigladestandarder. Vi burde heller redusere antallet.

[eivhelle]

Hvis vi kun ser på intern kabling i bilen og antar total lengde fra konnektor til batteri er 2 meter og maks effekttap i kablen er 100W, kreves det en kabel på 200 mm² eller tilsvarende 16 mm i diameter. Dette for å lade med 500A, som vil gi 200KW ved 400V eller 500KW ved 1000V.

Setter man tilsvarende krav for å lade med 250A/400V, som gir ladeffekt på 100KW, er det tilstrekkelig med kabel på 50mm²  eller diameter på 8 mm.

Når Tesla i dag lader med 125KW blir ladestrømmen 156A x 2, fordelt på to par. Da skulle det holde greit med 30mm²  for hvert ledningspar (6mm diameter).

[Espen Hugaas Andersen]

Hvis vi kun ser på intern kabling i bilen og antar total lengde fra konnektor til batteri er 2 meter og maks effekttap i kablen er 100W, kreves det en kabel på 200 mm² eller tilsvarende 16 mm i diameter. Dette for å lade med 500A, som vil gi 200KW ved 400V eller 500KW ved 1000V.

200 mm^2 og 4 meter (ett par) betyr at man har  2 cm^2 x 400 cm = 800 cm^3 eller 7,2 kg kobber. Antar vi at kabelen starter på 25C og ikke overfører varme til omgivelsene så vil den på ti minutter ved 500A nå 43 C. Ok, dette virker rimelig nok.

7,2 kg kobber koster i dag 360 kroner. Det er ikke akkurat uoverkommelig, og man vil kunne få pengene tilbake ved resirkulering.

[jlan]

Men endrer man på pluggene så vil man plutselig ha titusentalls elbiler som ikke er kompatible med nye hurtigladere. Verden trenger ikke flere hurtigladestandarder. Vi burde heller redusere antallet.

Det er jo et poeng. Som du ser i linken for Bergen Havn brukes to kabler for å doble kapasiteten, det er jo en enkel løsning, ihvertfall opp til 500 A.

[eivhelle]

Hvis vi kun ser på intern kabling i bilen og antar total lengde fra konnektor til batteri er 2 meter og maks effekttap i kablen er 100W, kreves det en kabel på 200 mm² eller tilsvarende 16 mm i diameter. Dette for å lade med 500A, som vil gi 200KW ved 400V eller 500KW ved 1000V.

200 mm^2 og 4 meter (ett par) betyr at man har  2 cm^2 x 400 cm = 800 cm^3 eller 7,2 kg kobber. Antar vi at kabelen starter på 25C og ikke overfører varme til omgivelsene så vil den på ti minutter ved 500A nå 43 C. Ok, dette virker rimelig nok.

7,2 kg kobber koster i dag 360 kroner. Det er ikke akkurat uoverkommelig, og man vil kunne få pengene tilbake ved resirkulering.

Prisen på kobber er ikke det største problemet, selv om det er et av metallene som vi bruker opp tilgjenglige forekomster av i litt for høyt tempo. Men selve diameteren i seg selv gjør at det kreves en plugg med relativt grover terminaler. Er usikker på hvor grov diameter DC terminalen på COMBO plugger er laget for.

[Espen Hugaas Andersen]

Prisen på kobber er ikke det største problemet, selv om det er et av metallene som vi bruker opp tilgjenglige forekomster av i litt for høyt tempo. Men selve diameteren i seg selv gjør at det kreves en plugg med relativt grover terminaler. Er usikker på hvor grov diameter DC terminalen på COMBO plugger er laget for.

Med kjøling av pluggen er det neppe en utfordring. Du kan øke diameteren rett innenfor pinnene på pluggen i bilen. Så lenge man får kjølt pluggen fra utsiden av bilen bør det gå bra.

[Rio]

Ti hurtigladere på 50 kW har nøyaktig like mye kraftelektronikk som en hurtiglader på 500 kW.

1) Det vil være svært mange steder i Norge og Europa hvor man ikke har 500 kW tilgjengelig, og langt mindre kundegrunnlaget til å finansiere slik massiv utbygging av effekt. Store deler av hurtigladerne i Norge står ubrukte store deler av døgnet.

2) Én 500 kW lader overfører langt mindre energi (altså, lade langt færre biler) enn 10 x 50 kW ladere, ettersom bilene ikke vil kunne nyttiggjøre seg av 500 kW for veldig mye av tiden.

3) Veldig mange biler vil aldri kunne ta 500 kW. Det vil komme nye elbiler, men de fleste elbiler i fremtiden trenger heller ikke håndtere mer enn 50 eller 100 kW. Se på dagens eksosbilpark - den består av store deler "Toyota Corolla"-type biler.