President Obama har efterlyst en minskning av oljeimporten med en tredjedel
till 2025 och önskar sätta in en miljon elektriska fordon (EVs) på vägarna till
2015; men konsumenterna fortsätter att uttrycka sin oro över de elektriska
fordon­ens räckvidd och deras ökade kostnader. Forskare arbetar med att
förbättra batt­eriteknologierna för att öka körsträckan för bilarna och
sänka laddningstiden, vikten och kostnaderna eftersom det är en allmän
uppfattning att dessa faktorer slutligen kommer att bestämma framtiden för
EVs.

Med detta i minnet har Aluminum Association tillsammans med Ricardo, ett
oberoende konsult­företag, utvärderat inverkan av reducerad fordonsvikt på
elektriska fordons egenskaper, räckvidd och batteristorlek. Studien visar att
man genom en uppgrader­ing från traditionellt stål till en avancerad
aluminiumkaross, kan minska åtgången av fordonets laddade energi med ca 10%,
vilket kan spara upp till 3 000 USD per fordon, då det behövs mindre energi för
att flytta ett lättare fordon.

Slutsatser i studien
• Aluminium använt i elektriska fordon kan ge en
besparing på upp till 3 000 USD per fordon.
• Körsträckan för fordonet kan
förbättras ungefär lika mycket som den sparade massan. Det betyder att med en
reducerad fordonsmassa på 20%, kan man köra 20% längre.
• Regenerativ
bromsning kan återföra ca 65% av energin kopplad till fordonets rörelsemängd
utan hänsyn till fordonsvikt­en; emellertid är detta bara 15-20% av den
totalt använda energin.

Metoder
Ricardo använde data från en tidigare studie av viktreduktionens
betydelse för bränsleekonomin på lätt­are motorfordon för att modifiera
mindre bilar och SUV-modeller för EV-drift. Federal Emission Test Procedure,
FTP75 användes för att dimensionera den ursprungliga elektriska drivlinan för
att uppnå en räckvidd på 64 km och 128 km. Studien redogjorde också för
räckvidden baserad på en bränsleekonom­isk testcykel på motorväg (HWFET)
med 72/112 km/h stationärt tillstånd. Utgångsvärdena för EV utförande
(0-48 km/h, 0-96 km/h) hölls jämförbara med det ursprungliga
standardfordonet.
Det elektriska drivsystemets vikt beräknades och
avräknades från den ursprungliga vanliga drivlinan för varje upprepad
beräkning. Fordonets bärande vikt uppdaterades baserad på den nya drivlinans
massa och storlek, enligt Aluminum Associations beräkningar av bärande vikt.
Den elektriska drivlinan blev sedan omdimensionerad iter­ativt för att
hålla räckvidden konstant vid lika prestanda.

Slutsatser
Globala bilkonstruktioner stöder det faktum att
lättviktsstrukturer gör det möjligt att förbättra räckvidden för elektriska
fordon och att minska kostnadsbarri­ärerna. ­Exemplen omfattar bl.a
Tesla Motors Roadster och ­Fisker Automotives lyxfordon; av vilka båda
använd­er lätta alumini­umplattformar.
Ett elektriskt fordon eller
hybrid med aluminium­kaross skulle gener­ellt kunna bli billigare än en
stålkaross för samma fordon eftersom färre tunga/dyra batterier skulle behövas
för det lättare fordonet. Då avancerade drivlinor kommer färdiga, med sina
extrakostnader, (och vikt) stiger värdet för lågviktigt, höghållfast aluminium
och kan totalt bli mer konkurrenskraftigt än stål.
”Många av de nuvarande
hybridfordonen lägger fortlöpande till lättare komponenter för att förbättra
fordonens egenskap­er. Då det gäller att tillverka elektr­iska fordon
bill­igare och effektivare har aluminium visat att man kommer dit utan
kompromisser”, säger Randall Scheps, ordförande i Alum­inum Associations
Aluminum Transport­ation Group.

Viktiga resultat
• Man erhåller 3 USD i batterikostnadsbesparingar per 1
USD investerad i det elektriska fordonets viktreduktion
• 10% viktreduktion
ger 4-6% reduktion av batteri­storleken
• Genom att reducera
fordonsmassan med 20%, förbättras fordonets räckvidd med upp till
20%
Staffan Mattson