Förnyelse av elfordon – Batteribyte till litiumteknologi och installation av batterihanteringssystem

Abstract

Den nya lagstiftningen kommer att begränsa försäljningen av förbränningsmotorer efter år 2035. Prognoser tyder på att antalet elfordon i Europeiska unionen kommer att närma sig 40 miljoner år 2040. Dock uppskattas livslängden för ett elfordon endast till 12 år. Utan tillverkarstöd och med åldrande batterier blir sådana fordon avskrivna som skrot. Detta är slöseri.

Ett exempel på ett sådant fordon är Buddy M9 Citi-jet 6. Detta fordon tillverkades i Norge mellan 2000 och 2012 och tekniska stödet är numera begränsat. Syftet med denna avhandling var att ta denna första generations elbil och installera ersättningsbatterier och batterihanteringssystem för att bedöma svårigheten med att modernisera elbilen.

I moderniseringen av elbilen användes återanvända Nissan Leaf LMO-celler, pris 400€ och ett nytt Bluetooth batterihanteringssystem , (BMS), pris 140€. Den totala kostnaden för projektet var 5036€, varav den begagnade bilens kostnad var 3800€.

De resulterande prestandakarakteristikerna var följande: räckvidd mellan 50–60 km vid varierande hastigheter på 0–60 km/h, medelenergiförbrukning cirka 21,6 kWh/100 km, kapaciteten är 11 kWh, av ursprungliga 15 kWh baserat på batteriets hälsa, (SOH), som är 75%.

Potentiella framtida arbeten som kan utföras för att göra bilen mera bekväm och användbar är att öka batterikapaciteten, uppgradera bromssystemet och förbättra ljudisoleringen.

Viimeaikainen lainsäädäntö rajoittaa polttomoottorikäyttöisten ajoneuvojen myyntiä vuoden 2035 jälkeen. Ennusteiden mukaan vuoteen 2040 mennessä Euroopan unionissa sähköautojen määrä lähestyy 40 miljoonaa. Kuitenkin arvioidaan, että sähköauton elinkaari on vain 12 vuotta. Ilman valmistajien tukea ja vanhenevien akkujen takia tällaiset ajoneuvot joutuvat romutettaviksi. Tämä on tuhlausta.

Esimerkki tällaisesta ajoneuvosta on Buddy M9 Citi-jet 6. Tätä ajoneuvoa valmistettiin Norjassa vuosina 2000–2012, ja valmistajan tekninen tuki on nykyään hyvin rajallista. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli ottaa tämä ensimmäisen sukupolven sähköauto ja asentaa siihen korvaavat akut ja akunhallintajärjestelmä arvioidakseen sähköauton modernisoinnin haasteet.

Sähköauton modernisoinnissa käytettiin käytettyjä Nissan Leaf LMO-kennoja, hinta 400 € ja uutta Bluetooth-akunhallintajärjestelmää, (BMS), hinta 140 €. Projektin kokonaiskustannukset olivat 5036 €, josta auton hankintakustannukset olivat 3800 €.

Lopputuloksena saatiin seuraavat suorituskykyominaisuudet: kantama on 50-60 km nopeuksilla 0–60 km/h, keskimääräinen energiankulutus on 21,6 kWh/100km, kapasiteetti on 11 kWh mahdollisesta 15 kWh:sta perustuen akun terveystilaan, (SOH), 75%.

Tulevaisuudessa akkukapasiteetin lisääminen, jarrujärjestelmän päivittäminen ja äänieristyksen parantaminen ovat kaikki mahdollisia parannuksia, jotka voivat tehdä autosta mukavamman ja käyttökelpoisemman.

Recent legislation will limit the sale of internal combustion engines (ICE) post-2035. Forecasts suggest by 2040 that in the European Union (EU), the number of electric vehicles (EV) will be approaching 40 million. However, it is estimated that EV life expectancy is only 12 years. Without manufacturer support and with aging batteries such vehicles are consigned as scrap. This is wasteful.

An example of such a vehicle is the Buddy M9 Citi-jet 6. This vehicle was manufactured in Norway between 2000 and 2012 and technical support is now limited. The aim of this thesis was to take this first-generation EV and install replacement batteries and control software to assess the difficulty of a second-life EV.

The EV modernization used second-life Nissan Leaf LMO cellsfor 400€ and a new Bluetooth Battery Management System, (BMS), for 140€. The total cost for the project was 5036€, of which the car accounted for 3800€.

The resultant performance characteristics were as follows: range between 50–60 km at speeds of 0–60 km/h, mean energy consumption approx. 21.6 kWh/100 km, capacity of 11 kWh, out of a possible 15 kWh based on battery State-of Health, (SOH), of 75%.

Future work to increase battery capacity, upgrade the braking system, and improve sound insulation are all potential improvements that can make the car more comfortable and usable.