van Niels van der Weiden E-Mail

Een omvormer die zorgt dat de spanning op de elektromotor langer op peil blijft, zorgt ervoor dat een elektrische auto met 20 procent minder batterijen toe kan.

Prodrive: nieuwe omvormer voor meer efficiency - ZERAuto

Opvolgen:

De omvormer is ontwikkeld onder leiding van Prodrive, dat al jaren werk verricht voor race- en rallyteams. Het onderdeel is geschikt voor gebruik met elektromotoren die een voltage van 600 in plaats van 300 volt nodig hebben, een ontwikkeling die volgens Prodrive plaatsvindt bij zowel elektrische als hybride auto's. De omvormer blijft de spanning van de accu omzetten naar 600 volt, ook al daalt die van 380 naar pakweg 200 volt. Volgens Prodrive kan de omvang van het batterijenpakket met minstens 20 procent omlaag door het gebruik van de omvormer.

Pete James van Prodrive legt de techniek en gedachte uit in het persbericht:

Prodrive leads breakthrough in DC-DC converter technology

New approach to power management gives improved efficiency and reduced cost for electric and hybrid vehicle powertrains

A new approach to the configuration of DC-DC converters will help to reduce the cost, weight and package space associated with electric vehicle battery packs. Developed by a consortium led by technology consultancy Prodrive, the system addresses the spiralling costs of energy storage by substantially increasing the voltage available at the traction motors.

To improve efficiency, electric motors require ever wider speed ranges; as speed is proportional to voltage, electric vehicles and hybrids are progressing from 300v to 600v systems. This creates a significant challenge because battery chemistry dictates the voltage per cell, so doubling the voltage with the same battery chemistry means doubling the number of cells, incurring massive cost, weight and packaging penalties. More cells, or a switch to an alternative chemistry, may also exacerbate challenges such asthermal management, availability, environmental protection and end-of-life recycling.

To address this challenge, the consortium (which as well as Prodrive includes the University of Manchester, HILTech Developments, Sloan Electronics Ltd, International Transformers and Newcastle University) has developed a new type of bi-directional DC-DC converter that gives a 600v output from a 380v source and maintains its output even when the source voltage drops to as little as 200v. The key is an innovative new topology that delivers up to 97 percent efficiency and, unlike alternative solutions, is also low cost and extremely compact. The power handling capability is scalable, with development units rated at 50kW for full hybrid applications.

“DC-DC converters are widely used to drop battery pack voltage (eg 300v) down to vehicle system voltage (13.8v), but we believe this is the first time that a substantial step the other way has been possible from a realistically priced and packaged technology,” explains Prodrive’s technical specialist, Pete James. “With a unit that is a quarter the size of a conventional converter, we can eliminate 20 percent of the vehicle’s batteries, and possibly more.”

James considers the move to higher voltages to be the EV equivalent of engine downsizing: a technique that is increasingly important for the reduction of emissions from internal combustion engines. “It’s expensive and inefficient to carry around the huge battery pack that you only need for maximum motor speeds,” he says. “With our solution you don’t have to, yet maximum voltage is available whenever it is needed.”

The new converter brings additional benefits too. The voltage of batteries (and fuel cells and supercapacitors) can fluctuate with changing load, but the Prodrive converter always presents the full voltage required by the motor. Vehicle architecture benefits from a reduced battery pack envelope and weight, and there is an overall cost saving. “A normal DC-DC converter would cost more than the saving in batteries but our unit potentially saves four times its own cost in batteries,” says James.

Prodrive has built a considerable reputation as a centre of excellence for the integration of future powertrains by concentrating on control systems and techniques for efficiency enhancement. “It’s all about managing the energy flow through the vehicle,” concludes James. “There are so many efficiency pitfalls when moving energy between chemical, electrical and kinetic states. Our whole-vehicle perspective means that we work well with specialist technology suppliers; we see the overall picture. That’s the only way to get real value from innovation.”

5 commentaren

Commentaar van: Ronald accu [Bezoeker]
Het lijkt mij beter als de actieradius 20% omhoog gaat dan dat het accu pakket 20 % kleiner word.
21 September 2009 @ 12:37
Commentaar van: Ronald accu [Bezoeker]
Is natuurlijk wel weer een goeie innovatie.
21 September 2009 @ 12:38
Commentaar van: Tjeerd [Bezoeker]
Mooie ontwikkeling. En je kunt er in principe twee kanten mee op. Of een tot 20% grotere actieradius of een kleiner accupakket wat de prijs en gewicht ten goede komt.
21 September 2009 @ 12:48
Commentaar van: Mark Visbeek [Bezoeker] · http://www.markvisbeek.nl
Elektrisch scheuren mag best, dat heeft geen invloed op de CO2-uitstoot. Ok toegegeven, het is uiteindelijk slecht voor de verkeersdoorstroom en dus indirect zorgt het voor meer uitstoot omdat een deel van het verkeer non-elektrisch rijdt. Echter, één van de voordelen van elektrisch rijden is het hoge koppel vanuit stilstand en daarmee de snelle acceleratie, dus waarom zou niet op prestaties gericht mogen worden?

Dat Prodrive het nut van elektrisch rijden in het racen laat zien komt alleen maar ten gunste van de acceptatie van elektrisch rijden. Ookal is het misschien inderdaad zo dat het racen zelf slecht is voor de accu's, heeft in de geschiedenis felle competitie (= racen) altijd gezorgd voor versnelde ontwikkeling van technologie.
21 September 2009 @ 14:06
Commentaar van: solar [Bezoeker]
Alweer een zeer nuttige rendementsverbetering: betekent bijvoorbeeld grotere actieradius door lager gewicht.
Zo zie je maar weer dat een beetje investeren in accutechnologie telkens weer zijn vruchten afwerpt.
Ik kan me in elk geval niet herinneren recentelijk van 20% rendementsverbetering bij fossiele auto's gehoord te hebben.
Het rendement van investeringen in accutechnologie is alvast hoger dan in die gedurende meer dan 100 jaar volkomen uitgemolken fossiele technologie...
21 September 2009 @ 14:07

Commentaren zijn gesloten voor deze post.