Batterier i elektriske køretøjer udsættes for hårde betingelser. Temperaturudsving, dårlige vejforhold, gentagne kraftige accelerationer og hurtigopladningscyklusser kan presse cellerne til det yderste. Samspillet mellem disse faktorer kan producere store mængder varme. At håndtere denne varme er afgørende for, om et batteri fungerer korrekt eller bliver en potentiel fare.
Heldigvis har nylige innovationer inden for batteriteknologi givet bilproducenter adgang til celler, der kan håndtere ekstreme forhold i højtydende elbiler. Den nye Mercedes-AMG GT 4-Door Coupe belyser flere af disse innovationer.
I sin nyeste generation har den super sedan udskiftet sin V8-motor med et fuldt elektrisk drivsystem.
Det iøjnefaldende design og bemærkelsesværdige specifikationer som 1.153 hestekræfter og 600 kilowatt i maksimal ladeeffekt vakte opmærksomhed ved lanceringen i sidste uge. Men under overfladen gik nogle vigtige batteridetaljer ubemærket hen. To skiller sig ud: siliciumanoden og en overdesignet kølesløjfe.
Lad os først se på de grundlæggende detaljer. AMG GT’s 106 kilowatt-timers brugbare batterikapacitet giver op til 700 kilometer på den europæiske WLTP-cyklus, hvilket svarer til over 300 miles på den mere krævende amerikanske EPA-cyklus. Når bilen rammer USA senere i år, vil den være den hurtigst opladende elbil i landet med en påstået 10-80% opladningstid på blot 11 sekunder.
Det er siliciumanoden, der muliggør denne opladningspræstation. Anoden kan betragtes som den del af cellen, der bestemmer, hvor meget energi batteriet kan lagre og hvor hurtigt det kan oplades.
Traditionelt har batteriproducenter brugt grafitanoder for deres stabilitet og energitæthed. Men da Kina har kontrol over grafitforsyningskæderne, og på grund af miljøbekymringer vedrørende grafitminedrift, integrerer bilproducenter nu silicium-grafitanoder som en midlertidig løsning. Målet er at udfase grafit helt og erstatte det med enten 100% silicium eller syntetiske grafitalternativer.
Mercedes-AMG er ikke alene om dette. Flere andre virksomheder arbejder på siliciumanoder, herunder General Motors og startups som Group14 og Sila. Det skal dog bemærkes, at siliciumanoder er en nicheteknologi. De er kommercielt tilgængelige i begrænsede mængder, men endnu ikke omkostningskonkurrencedygtige og skalerbare nok til at udfordre traditionelle grafitanoder i større volumen.
På AMG GT når anoden med silicium en celle-niveau energitæthed på 298 watt-timer pr. kilogram, hvilket er i den høje ende af dagens kommercielt tilgængelige bil-grade lithium-ion-celler. Katoden indeholder derimod nikkel, kobolt, mangan og aluminium (NCMA), som bilproducenter historisk har forbundet med længere rækkevidde og bedre energitæthed.
Ifølge Mercedes-AMG muliggør denne kombination, at AMG GT kan oplade med 600 kW, gendanne næsten 250 miles af EPA-rækkevidde på blot 10 minutters opladning og levere en konsekvent høj udladningshastighed, der gør de 1.000+ hestekræfter mulige.
For at håndtere den høje ydeevne anvendte Mercedes-AMG forskellige kølesystemer og et nyt celle-design. Bilproducenten bruger slanke og høje cylindriske celler, der måler 4,1 tommer i højden og 1 tomme i diameter. Denne mindre diameter, siger Mercedes, reducerer afstanden fra cellekernen til overfladen, hvilket muliggør hurtigere og mere effektiv varmeafledning.
Selve cellerne er indkapslet i laser-svejset aluminium, hvilket gør det muligt for dem at køle ned eller varme op hurtigere. Kølevæsken strømmer jævnt omkring hver af de 2.660 individuelle celler for at aflede varme, siger virksomheden. Mercedes har også indarbejdet det, de kalder ‘on-demand køling’, for at holde temperaturen ensartet for hver batterimodul. Hvis en del af batteriet bliver varmere, kan systemet præcist køle det ned, i stedet for at øge kølevæskestrømmen til hele pakken og potentielt spilde energi eller overkøle andre områder.
I centrum af det hele er en kølevæskepumpe-modul, en olie-vand-varmeveksler og et centralt kølevæskehub. Pumpen skubber kølevæsken tværs over pakken, mens varmeveksleren fjerner varme. Kølevæskehubben strømliner yderligere kølevæsken i en kompakt hus. Det hjælper AMG GT med målrettet køling af komponenter. For eksempel, hvis batteripakken opererer ved ideelle temperaturer, kan systemet omdirigere kølevæsken mod komponenter, der har brug for mere køling, som de elektriske drivaggregater.
Kombineret siger Mercedes-AMG, at systemerne kan fjerne omkring 20 kilowatt varme, betydeligt mere end de 5-8 kW kølekapacitet i et typisk EV-batteris termiske styringssystem.
På papiret lyder det hele bemærkelsesværdigt. Men den virkelige test vil finde sted, når AMG GT rammer vejene og i årene derefter, når vi finder ud af, om dette batteri kan holde med minimal nedbrydning og vedvarende ydeevne over tid. Det større håb er dog, at denne teknologi til sidst finder vej ind i modeller til massemarkedet. Lynhurtige opladningshastigheder bør ikke være en privilegium forbeholdt EV’er til sekscifrede beløb.
Skriv et svar