Konec konvenčních akumulátorů?

Materiál, který se skládá z uhlíkových vláken, nanostrukturovaných baterií a superkondenzátorů, umožňuje skladování energie při nižší hmotnosti a menším potřebném prostoru ve vozidle, přináší nákladově efektivní konstrukční možnosti a je šetrný k životnímu prostředí. Tohoto projektu, financovaného v rámci výzkumného projektu Evropské unie, se jako hlavní akademický partner účastnila Královská univerzita v Londýně spolu s osmi dalšími významnými subjekty. Společnost Volvo byla jedinou automobilkou, která se na projektu podílela. Projektový tým identifikoval, jak by bylo možné reálně vyřešit velkou hmotnost, značné rozměry a vysoké náklady spojené s bateriemi dnes běžně používanými v hybridních a elektrických automobilech při zachování efektivní kapacity síly a výkonu. Výzkumný projekt trval více než 3,5 roku a nyní je realizován v podobě automobilových panelů v experimentálním voze Volvo S80.

Baterie součástí karosérie

Odpověď byla nalezena v kombinaci uhlíkových vláken a polymerní pryskyřice, která vytváří velmi pokročilý nanomateriál, a konstrukčních superkondenzátorů. Nová baterie je shora a zdola obklopena zesílenými uhlíkovými vlákny, která jsou tvarována a formována podle rámu vozidla, jako jsou například výplně dveří, víko zavazadlového prostoru a podběhy kol, což výrazně šetří prostor. Laminát z uhlíkových vláken se nejprve vrství, tvaruje a poté vytvrzuje v peci, kde ztuhne a ztvrdne. Superkondenzátory jsou integrovány do povrchové vrstvy komponent. Tento materiál lze využít pro ukládání a nabíjení energie v celém vozidle, kde nahrazuje stávající komponenty. Materiál se nabíjí pomocí regenerace brzdné energie ve vozidle nebo zapojením do elektrické rozvodné sítě. Poté předává energii do elektromotoru a vybíjí se na základě spotřeby energie v celém vozidle.

Tento průlom ukázal, že se tento materiál nejen nabíjí a ukládá energii rychleji než konvenční baterie, ale že je také pevný a poddajný.

Dosavadní výsledky

Dnes společnost Volvo Car Group tuto technologii zhodnotila tím, že vytvořila dvě součásti pro testování a vývoj. Jedná se o víko zavazadlového prostoru a kryt tlakové komory, které se testují v modelu Volvo S80. Víko zavazadlového prostoru je funkční elektricky poháněná součást ukládající energii, která může v budoucnu nahradit standardní baterie, jaké se nacházejí v dnešních automobilech. Je lehčí než běžné víko zavazadlového prostoru a představuje úsporu z hlediska objemu i hmotnosti. Ukazuje se, že nová tlaková komora dokáže rovněž nahradit rally bar, pevný konstrukční díl stabilizující vůz v přední části, i baterii s funkcí start-stop. Takto se uspoří více než 50 % hmotnosti. Materiál je dostatečně výkonný na to, aby dokázal dodávat energii do 12V systému vozidla.

Očekává se, že úplná náhrada stávajících komponent elektromobilů novým materiálem by mohla snížit celkovou hmotnost o více než 15 %. To je nejen efektivní z hlediska nákladů, ale také zlepšuje dopad na životní prostředí.

Elektrická vozidla hrají důležitou roli v budoucím portfoliu výrobků společnosti Volvo Car Group. Společnost bude nadále hledat a vyvíjet inovativní a pokročilá technická řešení pro automobily budoucnosti.

Seznam zúčastněných

Královská univerzita v Londýně (Imperial College London, ICL), Spojené království (vedoucí projektu)

Swerea Sicomp AB, Švédsko

Volvo Car Group, Švédsko

Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung BAM, Německo

ETC Battery and FuelCells, Švédsko

Inasco, Řecko

Chalmers (Švédské hybridní centrum), Švédsko

Cytec Industries (prev UMECO/ACG), Spojené království

Nanocyl, NCYL, Belgie