Op zoek naar de oplossing voor de elektrificatie van uw product?
We kunnen het waarmaken!
Ondanks de aanzienlijke vooruitgang op het gebied van batterijceltechnologie en systeemintegratie in de afgelopen tien jaar, vormen batterijen nog steeds een grote uitdaging voor de elektrificatie van voertuigen. Ze dragen bij aan meer dan 40% van de productiekosten en 25% van het gewicht, waardoor een brede aantrekkingskracht wordt belemmerd en het tempo van de koolstofreductie wordt vertraagd.
Dankzij aanhoudende inspanningen is de automobielsector erin geslaagd een volledig elektrisch aanbod in alle marktsegmenten te introduceren. Maar andere mobiliteitssectoren, zoals het zeevervoer, blijven nog steeds achter als gevolg van onderontwikkelde en omvangrijke batterijtechnologie.
De afgelopen tien jaar heeft Flanders Make een voortrekkersrol gespeeld op het gebied van onderzoek naar batterij-elektrisch transport en is het actief betrokken geweest bij de ontwikkeling, het testen en de validatie van nieuwe batterijsystemen: zo dragen we op verschillende manieren bij aan de “batterij van de toekomst”.
Met onze uitgebreide ervaring in het ontwikkelen en valideren van een breed scala aan elektrificatieoplossingen (van e-bikes tot elektrische schepen), kunnen we u nu helpen bij het navigeren door de complexiteit van elektrificatie.
In dit artikel presenteren we onze nieuwe, gebruiksvriendelijke tool voor het dimensioneren van batterijen, waarmee we u in minder dan 10 seconden en in één oogopslag een goedkopere, kleinere en lichtere elektrificatie-oplossing demonstreren.
HOEVEEL VERMOGEN HEEFT UW PRODUCT NODIG EN HOE LANG?
Elektrische fietsen en auto’s zijn niet meer weg te denken op de weg. Zelfs voor het goederenvervoer is elektrificatie haalbaar geworden. De energie- en stroombehoeften zijn echter niet vergelijkbaar met die van de grootste spelers in de transportsector: de scheepvaart. Dit komt vooral door de kosten en het gewicht van de batterij. Zelfs kleinere boten zoals een sleepboot hebben al snel een capaciteit nodig die vergelijkbaar is met 40 elektrische auto's.
OP MAAT GEMAAKT OF MASSAPRODUCTIE? – MODULARITEIT IS ONZE TALISMAN
Terwijl auto's profiteren van massaproductie, waardoor de ontwikkelingskosten over veel eenheden worden verdeeld, worden schepen doorgaans op maat gebouwd. Dit maakt elektrificatie duur vanwege unieke ontwerpen. Als partner in het Europese project SEABAT hebben we bewezen dat een modulaire aanpak de kosten tot 50% kan verlagen. Hoe? Alle modules zijn identiek van formaat, waardoor ze eenvoudig kunnen worden gestapeld om aan uw specifieke stroom-, energie- en ruimtebehoeften te voldoen. Deze modulariteit maakt gebruik van schaalvoordelen, waardoor zelfs op maat gemaakte schepen kunnen profiteren van schaalvoordelen door het gebruik van gestandaardiseerde en goedkope modulaire componenten. Daarnaast betekent dit ook een grote stap voorwaarts op het gebied van recyclingmogelijkheden en circulariteit.
Een hybride batterij: geen overdimensionering
Een van de grootste problemen bij het ontwikkelen van een batterij voor schepen is het overdimensioneren van de capaciteit, om tegemoet te komen aan zowel de vermogenspieken (bv. snelladen en manoeuvreren) als de langdurige hoge energievereisten (bv. om op kruissnelheid te blijven). Traditionele systemen maken gebruik van slechts één celtechnologie, waardoor een keuze wordt gedwongen tussen batterijen met een hoge energiedichtheid (High Energy) die grote hoeveelheden energie kunnen opslaan, of batterijen met een hoge vermogensdichtheid (High Power) die snel grote hoeveelheden energie kunnen vrijgeven. De oplossing is een hybride aanpak, waarbij zowel High Energy- als High Power-cellen worden gecombineerd. Hierdoor wordt de optimale balans tussen prestaties en afmetingen bereikt, waardoor de totale kosten en het gewicht aanzienlijk worden verlaagd.
Hoe werken hybride batterijen naadloos samen? Wij beschikken over uitgebreide ervaring met het ontwikkelen van de architectuur achter de hybride accu-opstelling. Dit najaar zullen we de definitieve proof-of-concept-resultaten van ons Europese onderzoeksproject presenteren. Vroeg bewijs laat echter al zien dat er met deze innovatieve aanpak aanzienlijke kostenvoordelen kunnen worden behaald.
Biedt een modulair concept de oplossing? Onze Battery Sizing Tool geeft het antwoord!
Onze nieuw ontwikkelde Battery Sizing Tool voert een snelle en realistische simulatie uit van de optimale batterijconfiguratie. Het test onmiddellijk de voordelen van het hybride concept ten opzichte van een typisch monotypesysteem. Deze op maat gemaakte simulatie berekent de batterijconfiguratie op basis van de meest relevante parameters van uw product: het belastingsprofiel, de geselecteerde celtechnologie, de verwachte levensduur en het gewenste spanningsniveau. Bij de ontwikkeling van dit instrument voor het dimensioneren van batterijen hebben we belangrijke steun gekregen van DAMEN en Fincantieri, die momenteel het elektrificatiepotentieel van hun schepen evalueren.
Uit de berekening blijkt in één oogopslag hoe de hybride opstelling voor veel toepassingen het meest optimale is. Deze opstelling zorgt ervoor dat alle energie uit het accupakket wordt gebruikt. Dit staat in contrast met een monotype opstelling waarbij energie ongebruikt blijft. Beide pakketten worden naast elkaar weergegeven om de enorme winsten te illustreren. In het onderstaande voorbeeld, waarbij een kleine sleepboot wordt gesimuleerd, levert de hybride oplossing kosten- en gewichtsbesparingen op van 20% en meer.
Screenshot hieronder of bekijk online.
Een berekening op maat
Er wordt rekening gehouden met belangrijke beperkingen en parameters
-
Optimaal laadpercentage: om de levensduur van de accu te optimaliseren zal het systeem slechts tot maximaal 90% opladen en tot 10% ontladen.
-
Gewenste levensduur: Gemiddeld zal dit 10 jaar zijn, maar de veroudering van verschillende typen accucellen is een complex proces parameter. Dit is een cruciale parameter en onze tool maakt een nauwkeurige berekening op basis van empirische gegevens.
Bent u een professional? Met onze Batterty Sizing Tool kunt u ook meer custom constraints ingeven.
TOEPASBAARHEID
Deze tool is breed toepasbaar: de simulatie is niet alleen nuttig voor potentiële e-schepen, maar ook voor veel andere industrieën, van thuisbatterijen tot de luchtvaart.
Flanders Make blijft voorloper op vlak van innovatief onderzoek naar batterijen en energieopslag. Onze Battery Sizing Tool zal dus voortdurend worden onderhouden en bijgewerkt (met nieuwe functionaliteiten en door toevoeging van nieuwe batterijtechnologieën).