Volvo har tagit fram ny teknik som kan revolutionera elbilar, kan Carup avslöja. Ny elbil får hjulmotorer. Batteriet delas upp i olika delar – ett för varje hjul.
– Batteriet kan arbeta med dubbelt så hög spänningsnivå som idag, uppger Volvo i sitt nya patent.
Volvo Cars har tagit patent på en ny konstruktion som kan revolutionera elbilar, kan Carup avslöja. Idag är nästan alla elbilar konstruerade på samma sätt. De har en elmotor som sitter i mitten av hjulaxeln och en växelriktare som omvandlar strömmen från batteriet från likström till växelström och styr hur mycket kraft motorn ska leverera. Kraften till hjulen går oftast via en enväxlad differential och ut till hjulen via drivaxlar.
Flera företag har utvecklat elbilar med elmotorer som sitter direkt i hjulnavet. Det kan spara plats och ge en rymligare kupé. Dessutom får bilen unika köregenskaper när varje hjulmotor kan styras individuellt. Nevs använde tekniken i sin prototypbil Nevs Emily GT, köregenskaperna och prestandan beskrevs som otroliga av de som testkörde bilen. Men en nackdel är att varje motor måste ha en egen växelriktare och att bilen får en högre ofjädrad vikt. Det kan försämra komforten och göra bilen svårare och dyrare att bygga.
– När elektriska motorer och tillhörande växelriktarsystem placeras i hjulnavet, ökar de fordonets ofjädrade massa/vikt avsevärt jämfört med jämförande centralmotordrivlina. Att ta hänsyn till denna extra ofjädrade massa/vikt leder till omdimensionering av fordonets fjädring och bromssystem och kan resultera i högre effektförbrukning, lägre acceleration och minskad räckvidd, skriver Volvo Cars i sitt patent.
Men Volvo har löst det svåra problemet. Genom att använda ny batteriteknik vill de skapa en elbil med hjulmotorer utan traditionella växelriktare. Det nya patentet avslöjar att de svenska ingenjörerna kommit på banbrytande teknik. Volvo delar upp batteriet i flera olika delar, där varje del driver en enskild motor. På så vis kan de istället för en växelriktare på varje hjul använda elektronik för att omvandla strömmen från likström till växelström.
– Genom att eliminera växelriktarsystemen från de enskilda hjulnaven kan både kostnader och ofjädrad massa/vikt minskas avsevärt. Även om ett tillhörande växelriktarsystem inte längre används av de enskilda elektriska maskinerna med hjul, kan oberoende effektuttag till de enskilda elektriska maskinerna med hjul bibehållas och kontrolleras exakt, uppger Volvo i sitt patent.
Resultatet är en elbil med hjulmotorer där de lyckas sänka den ofjädrade vikten, som tidigare varit konstruktionens stora nackdel. En revolutionerande elbil med unika köregenskaper kan skapas. Men konstruktionen med ett uppdelat batteri skapar utmaningar när battericellerna laddas ur i olika hastighet. Eller när en fyrhjulsdriven elbil endast ska köras med drivning på en axel för att spara energi då fyrhjulsdriften inte behövs. Men Volvos ingenjörer har löst även detta.
Batteriet i elbilen är utrustat med smarta battericeller som Volvo tagit patent på tidigare. Battericellerna kan styras och övervakas ner på cellnivå. Det innebär att Volvos datorer kan koppla om cellerna och dela upp dem i partitioner och driva bilen på det sätt som är mest optimalt för köregenskaper och bränsleekonomi. En intelligent dator som styr cellerna ger ett batteri som själv kan tänka. Det har också överströmsskydd och kan om det behövs koppla ifrån vissa celler.
– På detta sätt kan varje uppdelad grupp av battericeller vara dedikerad till, eller uteslutande betjäna, en eller flera utsedda elektriska maskiner i hjulet. Inom en uppdelad grupp kan valfritt antal individuella battericeller kopplas eller frikopplas under ledning för att tillgodose kraven från den/de tillhörande elektriska maskinen/maskinerna i hjulet, medan en annan uppdelad grupp kan drivas på samma sätt för att tillgodose kraven från en annan elektrisk maskin i hjulet, uppger Volvo i patentet.
Dessutom öppnar uppfinningen upp för betydligt mer energieffektiva elbilar än tidigare. Volvo kan använda dubbelt så hög spänning som tidigare. Kanske får vi snart se en elbil från Volvo med ett 2000-voltssystem.
– Genom att byta växelriktaren till ett smartcell-system kan batterimatrisen arbeta med dubbelt så hög spänningsnivå som liknande batterimatriser med en konventionell växelriktare, vilket resulterar i en lägre ström med mindre förlust. Dessutom aktiveras endast de battericeller som behövs istället för att alla batterier behöver vara konstant aktiva, vilket ökar effektiviteten.
Möjligheterna att skapa framtidens perfekta elbil med tekniken är stora. Volvo räknar upp enorma fördelar. Som grädde på moset blir det dessutom billigare.
– Detta kan avsevärt minska elfordonets ofjädrade massa/vikt och kan avsevärt minska produktions- och designkostnaderna. Fördelaktigt nog kan de beskrivna teknikerna förbättra vridmomentrespons, acceleration och väghållning, minska bromstryck och kraftöverföringsförluster och möjliggöra förenklad programvarukontroll, såväl som andra potentiella fördelar.
När den banbrytande teknologin med hjulmotorer och ett intelligent batteri kan komma i produktion avslöjar Volvo av naturliga skäl inte. I januari ska de visa sin nya elbil EX60. Det vore en sensation om den kom i Volvos nya elbil redan då. Men om tekniken håller vad den lovar väntar fantastiska elbilar runt hörnet.
LÄS MER:
Maths Nilsson är motor- och ekonomijournalist och grundare av Carup, har mångårig erfarenhet från stora mediehus och tidningar. Mer information och kontaktuppgifter
