Blybatteriet ble oppfunnet i 1859, og er fremdeles en del av de flestes hverdag. De har lav energitetthet, men er billige å produsere, og klarer å levere store strømmer.
Dermed er de godt egnet i biler, siden startmotoren er en svært strømkrevende komponent.
En ny løsning fra oppstartsselskapet Ohm Laboratories forsøker å utfordre blybatterihegemoniet. Ohm, som den kalles, skal løse blybatteriets svakheter ved å benytte en kombinasjon av superkondensatorer og LiFePO4 (litiumjernfosfat)-batterier.
Å starte en motor i kulden kan være spesielt utfordrende. Ved lave temperaturer øker viskositeten til motoroljen, og det er mer energikrevende å flytte den rundt i motoren. Samtidig reduseres ytelsen til batteriet i kulden. Dette skjer i praksis ikke med superkondensatorer.
Ohm skal derfor fungere spesielt bra i kulde, og er oppgitt å kunne brukes i temperaturer ned til 40 kuldegrader.
Les også: Fjerner en av bensinmotorens største utfordringer
Leverer inntil 550 A
Ohm erstatter det gamle blybatteriet i de fleste personbiler uten noen form for modifikasjon, og med en betydelig vektreduksjon. Mens et blybatteri veier et sted mellom 10 og 20 kg, veier Ohm bare 2,7 kg. Selve pakken er omtrent like stor som et gruppe 35 blybatteri, rundt 3,7 liter. En fysisk mindre variant med like egenskaper skal også utvikles.
Når startmotoren skal drives, leveres en kaldstartstrøm på inntil 550 A fra kondensatorene. Disse holdes ladet av en batteripakke på 10 amperetimer, som i tillegg kan drive elektriske komponenter i bilen.
Cellespenningen i LiFePo4 er på 3,2 Volt, og fire celler er seriekoblet i prototypen. Dette gir en batterikapasitet på 128 wattimer.
– Superkondensatorene og batteriene er separert av en DC til DC-konverter, og siden kondensatorene er 2,7 V hver og i serie, kan vi lade dem til forskjelleige spenninger avhengig av forholdene, sier Hunter Scott, medgrunnlegger av Ohm Laboratories til Teknisk Ukeblad.
– Om vi vil at terminalspenningen skal være 12 volt kan vi sette konverteren til 12 V, men om vi vil at den skal være 13,5 V slik at vi kan levere mer strøm, for eksempel om det er veldig kaldt ute, kan vi lade [kondensatorene] til det, sier Hunter.
Den nåværende prototypen benytter fire LiFePO4-celler, men Hunter regner med at de kommer til å bytte disse ut med celler i størrelse 18650 for å få ned kostnaden.
En fordel med en slik løsning er at superkondensatorene tåler svært mange utladinger, og kan levere startstrømmen svært raskt.
10 amperetimer er imidlertid ikke all verden for et bilbatteri. Et blybatteri har typisk et sted mellom 50 og 120 amperetimer, så om det er nærmere fullt oppladet behøver det ikke være noen katastrofe om du for eksempel glemmer å skru av parklysene på bilen en hel arbeidsdag.
Les også: Toyotas nye hydrogenbil koster over 700.000 kroner
Kutter batteriet automatisk
Dette er løst ved å bygge inn elektronikk som overvåker ladetilstanden til litiumionebatteriet og kondensatorene. Batteriet i Ohm-enheten vil kobles ut dersom ladetilstanden er i ferd med å bli lav, og kobles på igjen når du forsøker å starte bilen. Da vil elektronikken «se» at du forsøker å starte bilen.
Hunter forklarer at praktisk batteritid i standby vil avhenge av bilen, ettersom mengden strøm som forbrukes når bilen er av varierer mye fra bilmodell til bilmodell.
– I snitt, ut i fra det vi har sett så langt, bør det gå omtrent en måned før systemet går i dvale for å sikre muliheten til å starte, sier Hunter.
Dermed skal du – i alle fall i teorien – aldri oppleve at bilen ikke starter på grunn av flatt batteri.
Men du må kanskje belage deg på å stille klokken i bilen din igjen, dersom systemet kutter strømmen. Datasystemene i mange moderne biler er dessuten lite glade i å gå tom for strøm og bli nullstilt.
– Ohm har en proprietær impedanssensor som gjør at den ser forskjell på om du forsøker å starte bilen eller bare har lyset stående på. Den benytter denne til å vekke seg selv når du forsøker å starte motoren om den er i dvale, forklarer Hunter.
Når du vrir om nøkkelen vekkes batteriet, og etter omtrent et halvt minutt er kondensatorene ladet opp slik at du kan starte motoren. Mange biler har imidlertid elektronisk start, og ingen direkte forbindelse til startmotoren. Her vil det ikke hjelpe å forsøke å trykke på startknappen, ettersom elektronikken ikke har strøm.
I dette tilfellet finnes en knapp på batteriet som lar deg vekke det manuelt. Denne knappen kan også brukes til å sette Ohm i dvale manuelt.
Etter omtrent tre måneder vil du trenge å lade opp batteriet i Ohm dersom det har stått ubrukt.
Du store kineser: Du store kineser! Sjekk ut denne Tesla-klonen
2200 kroner
Det gjenstår å se hvor bra løsningen faktisk vil fungere i den virkelige verden. Ohm er for tiden under testing, og Ohm Laboratories har startet en folkefinansieringskampanje for å få produktet på markedet.
Ohm koster 200 dollar (1650 kroner) gjennom Indiegogo.com. Et blybatteri til personbil koster vanligvis fra 1000 kroner, avhengig av hvor stor kapasitet det har.
Med frakt og moms er prisen på Ohm nærmere 2200 kroner ferdig levert. Bestiller du nå leveres det antakelig ikke før august neste år.
Superkondensatorer i biler er for øvrig ingen ny idé i seg selv. For eksempel benyttes slike i mange biler med start-stopp-system.
Guide: Hvilken elbil skal du kjøpe?
