Ilkka Mäkelä

Elon Musk: sähkölentokoneisiin riittävät akut ovat 3-4 vuoden päässä

16 viestiä aiheessa

Teslan Elon Musk, joka on akkujen ominaisuuksiin ehtinyt tutustua vuosien varrella, on tehnyt uuden ennustuksen sähkölentokoneiden tarvitsemasta akkujen energiatiheydestä ja hänen mukaansa 3-4- vuodessa akkujen kehitys etenee niin pitkälle, että sähkölentokoneet ovat entistä varteenotettavampi vaihtoehto muille konetyypeille.

Elon Muskin tavoite on energiatiheydeltään 400 Wh/kg:n akku, joka on monta kertaa uudelleenladattava ja massatuotantoon soveltuva, ja se on hänen mukaansa 3-4 vuoden päässä.

Teslan akkutiimi on kehittelemässä kokonaan erilaista akkua, joka saattaa tulla kysymykseen myös sähkölentokoneiden akkutyyppinä.

Joka tapauksessa sähkölentokoneiden tähänastinen pullonkaula, riittävän tehokkaat akut, on niinsanotusti "työn alla" eikä Tesla ole ainoa joka akkuja suunnittelee.

Lainaa

Tesla CEO Elon Musk has updated the timeline on which he sees batteries enabling electric aircraft coming to market. He now sees it happening in “3 to 4 years.”

Last year, Musk said that he believes the needed improvement is about five years away.

Now a year later, Tesla’s CEO is slightly accelerating the timeframe to “probably 3 to 4 years” away (via Twitter):

“400 Wh/kg *with* high cycle life, produced in volume (not just a lab) is not far. Probably 3 to 4 years.”

The comment comes after Tesla’s battery research team led by Jeff Dahn published a new research paper about progress made on their anode-free lithium-metal battery cell.

The new battery cell offers breakthrough improvement in energy density.

The battery researchers mentioned this new battery could even enable “electrified urban aviation”:

“Such high energy density can increase the range of electric vehicles by approximately 280 km or even enable electrified urban aviation.” 

https://electrek.co/2020/08/25/tesla-elon-musk-batteries-enabling-electric-aircraft-coming/?fbclid=IwAR39c49KMV3jgUta65FITb_gji8tTWFejeTjkG76kR1y0yeeuOR-AtJGZ74

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla

Toivotaan, toivotaan, toivotaan...

Akkuteknologian seuraava harppaus tuntuu aina olevan tuon 3-4 vuoden päässä, josko nyt tällä kertaa olisi. Kuitenkin, kuten kolmannella kotimaisella sanotaan: "Wouldn't hold my breath".

3 henkilöä tykkäävät tästä

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla

Muskin yhtiö ei ole ainoa akkuteknologian kanssa puuhaileva yhtiö. Tuollaisen usean dekadiln luokkaa olevan energiatiheysparannuksen aikaansaaminen edellyttäisi jotain aivan käänteentekevää uuttaa teknologiaa, ja kun sellaisesta ei kukaan muu tunnu puhuvan, laittaisin minäkin tämän vain kategoriaan "lämmintä ilmaa osakken arvon kohottamiseksi". Toisaalta periaatteessa voisi olla mahdollista, että yhtiössä olisi tehty joku kylmäfuusioon verrattavissa oleva tieteellinen läpimurto, mutta sellaiset ovat kuintekin liki aina osoittautuneet uutisankoiksi. Edison sanoi aikoinaan keksimisestä jotakuinkin näin "Genius is one percent inspiration and ninety-nine percent perspiration".

1 henkilö tykkää tästä

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla

Teslan akkukennojen tämänhetkinen energiatiheys on noin 260 - 300 Wh/kg. Todellinen akkupaketin energiatiheys on pienempi, koska akkujen ympärillä on kolariturvallinen laatikko, jäähdytyskanavat, elektroniikka ja johtimet jne. Esimerkeiksi Model 3:sen akkupaketin energiatiheys on 170 - 200 Wh/kg. Toisin sanoen tuo 400 Wh/kg ei ole todellakaan mikään kertaluokan uudistus tai "kylmäfuusio".

Toisaalta tuo 400 Wh/kg riittää juuri ja juuri kaupungin sisäiseen liikenteeseen. Jet-A:n energiatiheys on 12000 Wh/kg ja vaikka kaasuturbiinin hötö olisi vain 50% niin kaukana vielä ollaan. Ja tämä on varmaan on se Timon tarkoittama kertaluokan ero. 6000 Wh/kg akkuja ei ole tuloissa neljässä vuodessa, eikä kukaan varmaan ole niin väittämässäkään.

2 henkilöä tykkäävät tästä

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla

Jos toiminta-aika tai -matka ei ole oleellinen asia, kuten vaikkapa hyppykoneilla, hinauslennoilla ja ehkä taito- ja nopeuslennossakin, on teho/painosuhde helposti energia/painosuhdetta tärkeämpi kriteeri. Perustuen hiukan pienemmän mittakaavan laitteisiin voisin otaksua, että sähkökoneet voisivat tällaisissa tapauksissa jo tällä hetkellä olla tietyin edellytyksin kilpailukykyisiä polttomoottorikoneiden kanssa. Onko jollakulla tiedossa, onko näistä lähtökohdista edeten tehty kunnollista vertailua tämänhetkisestä tilanteesta lentokoneissa?

Toki sähkökoneen käytössä vaikkapa hinaustoiminnassa olisi ongelmansa, jos akku pitää ladata jokaisen lennon jälkeen. Akut  voisi kuitenkin tehdä myös nopeasti vaihdettaviksi jolloin sähkönsaannin ja latausajan aiheuttamat ongelmat helpottuisivat. Siirtolennot vaikkapa huoltoon olisi tällaisilla laitteilla kuitenkin ehkä helpointa korvata trailerikyydillä.. :(

 

Edit; Pikaista laskentaa: Oletetaan että sähkökoneen moottorista haluttaisiin vastaava suorituskyky kuin Lycoming O-360:n maksimiteho 134kW 20 minuutin ajaksi, olettaen tähän sisältyvän reservit. Oletetaan ohjauselektroniikan kokonaishyötysuhteeksi 90%, jolloin akuista pitäisi saada 134kW x 20 x 60s / 0,9 = 179MJ energiaa. Oletetaan Harrin edeltävän postin mukaan nykytekniikan mukainen, realistinen hyvän akkupaketin energiatiheys 200Wh/kg = 720kJ/kg, josta saadaan riittävän akkupaketin painoksi noin 179MJ / 0,72MJ/kg = 248kg. Sen lisäksi tarvitaan sähkömoottori. Tuon tehoinen, tavallinen teollisuusmoottori painaa helposti yli tonninkin, mutta esimerkiksi Siemensillä tehdyssä ennätysmoottorissa on tehopainosuhteeksi saatu 5kW/kg. Tyydytään tässä 2kW/kg lukemaan, jolloin moottorin paino olisi noin 134/2=67kg. Ohjauselektroniikan ja kaapeloinnin paino, ehkä 15kg päälle niin kokonaispainoksi saadaan 330kg. Lycoming yksinään painaa 117kg, ja polttoainejärjestelmineen ja apulaitteineen vajaat 150kg kuivana + bensat, hieman reilusti 30kg 20 minuutin täydellä kaasulla ajoon. Sähkökoneen paino olisi näillä spekseillä noin 150kg suurempi kuin vastaavan bensakoneen, eli kahden standardiaikuisen verran.

Vaikka edellä on jotkin massa-arviot juurikin arvioita, niin epäilemättä tämä jo näkyisi pikkukoneen suorituskyvyssä. Parempia akkuja kannattaa tosiaan vielä odotella tässäkin skenaariossa.

Muokattu: , käyttäjä: Matti Hyötyniemi
Laskelmia

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla

Lataus. Nykyinen 150 A pikalataus tarvitsee jotkut 235 A sulakkeet 400 V verkosta. Sillä lataa 185 KWH akuston noin 1,5 tunnissa. 63 A sulake koolla menee jotain 12 tuntia. 

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla
7 tuntia sitten, Jori Lamberg kirjoitti:

Lataus. Nykyinen 150 A pikalataus tarvitsee jotkut 235 A sulakkeet 400 V verkosta. Sillä lataa 185 KWH akuston noin 1,5 tunnissa. 63 A sulake koolla menee jotain 12 tuntia. 

Seuraava sulakekoko on 250A. Näin isolla latausvirralla ja sulakekoolla täytyisi huomioida myös latauskaapelin riittävä koko. Tässäkin tarvittaisiin standardien kaapelimitoitustaulukoiden mukaisesti käyttämällä korjauskerrointa 0,7 vähintään 240mm2 kuparikaapeli. Eli käytännössä MCMK 4x240/120 joka on jo paksua tavaraa. Mutta minkälaisia latauskaapeleita oikeasti käytetään näin isoilla virroilla? Toisaalta jos latausvirta on 150A, niin tuohon voisi riittää sulakekooksi 160A tai siitä seuraava sulakekoko 200A. Jolloin selvittäisiin hieman pienemmillä kaapeleilla eli 150mm2 kuparikaapeleilla. Mutta jos akkulaturi ottaa käynnistyessään jonkin virtapiikin, niin silloin tuo isompi sulakekoko on perustellumpi. Toisaalta myös sopivan hitaalla sulakkeella voidaan myös selvitä virtapiikin kanssa. 

 

Purjekoneissahan on jo sähkömoottoreita ns. itselähtevissä jolloin purjekoneella voidaan tehdä lentoonlähtö itse. Niitä on myös ns. turboina eli kotiinpaluumoottoreina jolloin lentoonlähtö otetaan hinauksessa yleisimmin joko vintturista tai lentokoneen perässä ja jos matkalennolla keli menee tukkoon, niin käynnistetään turbo ja tullaan sillä kotiin. Erityisesti tuo itselähtevä on helppo. Voit harrastaa purjelentoa yksinkin vaikka työpäivän jälkeen jos jostain syystä hinauslentäjiä tai vintturihinaajia sekä muita avustajia ei ole saatavilla. Jos sitten hinauksia on saatavilla, niin sitten voi ottaa hinauksen, jolloin säästetään akkua jos matkalennolla joudutaan päräyttämään moottori käyntiin. 

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla
8 tuntia sitten, Jori Lamberg kirjoitti:

Lataus. Nykyinen 150 A pikalataus tarvitsee jotkut 235 A sulakkeet 400 V verkosta. Sillä lataa 185 KWH akuston noin 1,5 tunnissa. 63 A sulake koolla menee jotain 12 tuntia. 

Niin, jos teho otetaan kahden vaiheen välistä. Eikai mikään tuon kokoluokan laturi näin toimi?

3x63A kun työntää läpi energiaa n. 900 kWh 12 tunnissa nimellisvirralla.

edit: Myös tuo 3x235A vaihtoehto 1,5 tunnilla vetää läpi yli 400 kWh, tuskin siinä kokonaisuudessa hyötysuhde alle 0,5 kuitenkaan on ladatessa. Toisaalta taas 1x235A ei riitä edes 100% hyötysuhteella 185 kWh akustolle...

Muokattu: , käyttäjä: Tatu Koiranen

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla

Noni muisti pettää, tarkistin materiaaleista. 

Akuston koko 223,2 kwh

Lataus ajat:  AC 32A   10,1 tuntia

                       AC 20A   13,8 tuntia

                      DC 150KW   1,5 tuntia 

Lataus pistoke dc 150kw on CCS plug.

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla

Eikai tuo laturi mikään ongelma ole, onhan esim Lahdessa Ionityn 350kW tehoinen autolaturi. Olen sillä jonkun kerran ladannut, eikä se kaapeli mitenkään erikoisen paksu ole. Sähköä kyllä tulee niin että puhina käy...

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla

No ihan joka korpikentälle ei kannata laskeutua, tai sitten jonkun pitää kantaa sähköä sinne. 

Esim. Bussit ja jakokuorma-autot ajavat vain tietyt lenkit joiden jälkeen laituriin lataukseen. 

Muokattu: , käyttäjä: Jori Lamberg

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla
23 tuntia sitten, Jori Lamberg kirjoitti:

Ilmeisesti vaihtovirran tasasuuntaus ja jännitteen nosto hidastaa latausta? 

Latausvirrasta se riippuu. Mitä isompi latausvirta niin sitä nopeammin akut latautuvat täyteen. Lisäksi tasasuuntajaassa tietenkin tapahtuu lämpöhäviöitä ja jännitehäviöitä koska eihän sekään ole ideaalinen. Eli laitteen antoteho on tietenkin pienempi kuin ottoteho, jonka se ottaa verkosta. Tasasuuntaaja aiheuttaa myös häiriöitä sähköverkkoon. 

Latauskaapelin ei tietysti DC-puolella tarvitse olla niin paksu kuin AC-puolella. Kuitenkin syöttävän sähköverkon puolelta syöttökaapeleiden pitäisi olla suojaavan sulakkeen mukaisesti riittävän paksuja, että tuota laturia suojaava oikosulkusuojaus toimii oikein. Silti kiinnostaa kyllä tuon latauskaapelin koko DC-puolella. Koska 150A latausvirta on iso.

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla

Tämä uutinen on muuten ankka, Musk kyllä sanoo että 400 Wh/kg akut ovat todennäköisiä tuolla aikaväillä (33%  neljässä vuodessa, vs. Panasonicin ennuste 20% viidessä vuodessa). Sen sijaan se on Jeff Dahn (joka on Teslan akkukehitystiimin johtavatutkija, mutta julkaisee myös ihan omia papereita ilman Tesla yhteyttä) joka sanoo tuon energiatiheyden riittävän ilmailukäyttöön.

Musk itse ei ole lentävien autojen (henkilökohtaisten helikoptereiden) ystävä, joita nuo tuon energiatiheyden laitteet suurella todennäköisyydellä ovat:

Elon Musk ei usko lentäviin autoihin - leikkaavat päitä irti

Musk sanoo jo pelkästään roottorien ilmavirtojen ja äänihaittojen estävän skaalautumisen autoliikenteen määriin. Puhumattakaan jos huollot ja pilotit ovat autoliikenteen luokkaa, peltikolarit ja tekniset ongelmat jotka johtaisivat vain hinausauton kutsumiseen maassa, olisivatkin ilmassa tappavia.

Sen sijaan Musk on pitkään kertonut akkukäyttöisien VTOL liikesuihkukoneen ideastaan, siihen Musk kertoo tarvitsevansa vähintään 800 Wh/kg akkuja, mutta myös että sähkökäyttöiset lentokoneet eivät ole ensimmäisinä tärkeyslistalla. Aurinkoenergia, verkkotason akkufarmit ja henkilö- ja tavaraliikenteen sähköistämien ovat etusijalla ilmastonmuutoksen torjunnassa.

Third Row Tesla Podcast:in haastattelussa Musk suoraan vastasi ettei Teslalla ole ryhtymässä lentokonevalmistajaksi lähiaikoina, pelkästään uuden liikelentokoneen hyväksymisprosessi on niin raskas ettei Muskin firmoilla ole siihen vielä kiinnostusta. Muskin mukaan myös tieteellis-
teknistä ongelmia ei vain ratkaista vain rahalla, tarvitaan vuosikymmenien panostus insinööri ja tutkija osaamiseen, jotta saadaan aikaan toimiva tuote. 

1 henkilö tykkää tästä

Jaa viesti


Link to post
Jaa muulla sivustolla

Luo uusi käyttäjätunnus tai kirjaudu sisään

Sinun täytyy olla jäsen osallistuaksesi keskusteluun

Luo käyttäjätili

Rekisteröi uusi käyttäjätili helposti ja nopeasti!


Luo uusi käyttäjätili

Kirjaudu sisään

Sinulla on jo käyttäjätili?


Kirjaudu sisään