De ontwikkelingen op het gebied van accu’s voor elektrische voer- en vaartuigen staan bepaald niet stil. Niet alleen wordt gewerkt aan accu’s met een steeds groter bereik, ook worden accu’s ontwikkeld die in korte tijd kunnen worden opgeladen zodat gebruikers niet langere tijd hoeven stil te staan bij een laadstation.
Twee recente ontwikkelingen komen van Toshiba en Samsung. Een nieuwe accu van Toshiba maakt het mogelijk een voertuig in zes minuten voldoende op te laden om een afstand tot 320 kilometer af te leggen. Een nieuwe modulair accusysteem van Samsung maakt het mogelijk het bereik van een voertuig aan te passen door meer of juist minder modules in een auto te plaatsen.
Autofabrikanten richten zich inmiddels in toenemende mate op volledig elektrische voertuigen (Plug-ins). Het opladen van de accupakketten via laadpalen neemt nog altijd relatief veel tijd in beslag, wat onpraktisch is wanneer aaneengesloten grote afstanden moeten worden afgelegd. Het was al mogelijk dit probleem aan te pakken door te kiezen voor een accu die zeer snel kan worden opgeladen, maar deze zijn door hun beperkte capaciteit minder geschikt voor elektrische voertuigen.
De autofabrikanten zien zich steeds meer genoodzaakt om werk te maken van serieus werk te maken van alternatieven voor verbrandingsmotoren, waarbij elektrische aandrijving met name voor de personenautomarkt steeds meer als de beste keuze wordt gezien. Dit leidt er toe dat de technische ontwikkelingen rondom elektrisch rijden (eindelijk) in een stroomversnelling komen. Ook de jachtbouw kan van deze ontwikkelingen profiteren.
In zes minuten volledig opgeladen
Toshiba speelt hierop in met de nieuwste generatie SCiB accu. Deze accu geeft een klein elektrische voertuig met een 32kW motor een bereik van maximaal 320 kilometer, terwijl de accu in maar zes minuten volledig kan worden opgeladen. Dit is mogelijk dankzij het gebruik van een titanium-niobiumoxide anodemateriaal. Dit materiaal vergroot het bereik dat elektrische voertuigen met vergelijkbare lithium-ion accu’s kunnen afleggen volgens Toshiba met een factor drie.
Bij het snelladen van een lithium-ion accu – en laden onder koude omstandigheden – kan een fenomeen optreden dat lithium metaalafzetting wordt genoemd. Lithium metaalafzetting is een belangrijke oorzaak van het teruglopen van de capaciteit van lithium-ion accu’s, wat de levensduur van dergelijke accu’s beperkt. Het nieuwe titanium-niobiumoxide anodemateriaal is minder gevoelig voor lithium metaalafzetting, waardoor bovendien de capaciteit langer behouden blijft. Testen met een 50Ah prototype van de accu wijzen uit dat deze na 5.000 laad-/ontlaadcycli nog over 90% van zijn initiële capaciteit beschikt.
De snelheid waarmee de accu oplaadt is overigens onder meer afhankelijk van de temperatuur waarbij dit gebeurt. Onder optimale omstandigheden neemt dit proces zes minuten in beslag. Bij lagere temperaturen kan deze tijd oplopen tot 10 minuten. De accu kan worden opgeladen bij buitentemperaturen tot -10°C. De nieuwe accu is naar verwachting vanaf 2019 leverbaar.
Modulair accusysteem
Ook nieuw is een modulair accusysteem van Samsung, dat een ‘multifunctionele battery pack’ wordt genoemd. Dit systeem is door Samsung gepresenteerd op de Frankfurt Motor Show. Het accusysteem bestaat uit meerdere accumodules die aan elkaar kunnen worden gekoppeld. Hierdoor kan de capaciteit van een elektrische voertuig naar wens door de fabrikant worden aangepast.
Met het systeem wil Samsung autofabrikanten meer vrijheid geven in het ontwerp van hun elektrische voertuigen. Accu’s zijn één van de grootste kostenposten bij elektrische auto’s en bepalen dan ook in belangrijke mate de kostprijs – en daarmee de verkoopprijs – van het voertuig. Het modulaire accusysteem geeft fabrikanten meer vrijheid in het ontwerpen van modellen voor specifieke doelgroepen. Zo zouden fabrikanten het bereik van bepaalde modellen kunnen beperken door minder modules in het voertuig op te nemen, wat het in theorie mogelijk maakt een voertuig tegen een relatief lage verkoopprijs op de markt te brengen. Tegelijkertijd kan het maximale bereik worden vergroot door juist meer accu’s in het voertuig te plaatsen.
Als voorbeeld noemt Samsung een premium auto, waarin 20 accumodules worden gemonteerd. Dit voertuig kan hierdoor worden voorzien van een bereik tussen de 600 en 700 kilometer. Een ander voorbeeld dat het bedrijf noemt is een reguliere sedan waarin 10 tot 12 accumodules worden geïnstalleerd. Deze opstelling geeft een dergelijk voertuig een bereik tot 300 kilometer.
Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: Toshiba
Bron: Samsung
Bron foto: Pixabay