Nya batterilabbet ska säkra Volvos elektriska framtid

2020-03-09 06:00  

För Volvo Cars kom tron på elbilen sent – nu ska omställningen gå snabbt. Ny Teknik har besökt hjärtat i transformationen: det nya batterilabbet i Torslanda.

Ny Teknik var på plats i Kalifornien när Volvo Cars visade upp sin första serie-elbil XC40 förra året. Det var en ny modell som presenterades – men mycket av strålkastarljuset riktades mot transformationen som den helelektriska bilen innebär för Volvo Cars.

– Det här är det största vi gjort sedan lanseringen av XC90 på SPA-plattformen, sa teknikchef Henrik Green då.

Nu ett halvår senare befinner vi oss i snålblåsten på Torslandaverken och tittar på det, som med avstamp i XC40 P8 Recharge, är starten på Volvo Cars nya framtid. Detta något är tillverkarens batterilabb, som man de senaste åren plöjt ner över en halv miljard kronor i.

– Det här labbet är en förutsättning för att kunna titta på nya batterier men även för att utveckla och testa dem, säger Magnus Johansson, avdelningschef för området Energy & Installation där batteriutvecklingen ingår.

Läs mer: Därför lät Volvo Google ta över inne i bilen

I labbet kan Volvo Cars testa enskilda celler, moduler och hela batteripack. Teamet tar reda på om de batterier som företaget får från leverantörerna lever upp till de krav som gjordes vid beställningen.

– Specifikationen som vi får av en leverantör är ganska torr, det är här egenskaperna beskrivs. Vi följer upp för att se hur cellerna dynamiskt fungerar i vår miljö. Hur de reagerar under påfrestningar och laster, men även för att se hur de presterar hopbyggda i våra system, säger han.

Ute på labbgolvet har Volvo 30 så kallade kamrar där batterierna genomgår de tester som krävs för att bolaget ska kunna garantera säkerhet och prestanda. Här utsätts batterierna, från cell- till packnivå, för alla påfrestningar de kan tänkas utstå under sin livslängd. Från temperaturskillnader på minus 40 grader till plus 80 grader, och i olika klimat.

Carl Lyregaard, kalibreringsingenjör, i Volvo Cars batterilabb. Foto: Sören Håkanlind

Men det handlar inte bara om att de fysiska batterierna ska testas, även programvara utvärderas.

– I packen testar vi gränserna som systemet kan leverera. Alltså maxladdning i olika temperaturer och laster vid gas och broms, säger han.

Leverantörerna delar inte kokbok

Volvo Cars köper i dagsläget in celler från LG Chem och Catl. Det är antingen prismatiska celler eller påsceller. Packade i sina moduler har de samma prestanda, men det är ändå teknik som inte går att kombinera.

– Nej, systemen kan inte blandas. De olika leverantörerna delar ju inte "kokbok" utan har olika recept, det är en liten skillnad i kemin. Principiellt ska den inte vara stor men det här är just ett av skälen till att labbet finns, säger Magnus Johansson.

Att få till rätt balans i batterierna är något alla tillverkare tampas med. Är det räckvidd, snabbladdning eller hög effekt som ska prioriteras? Magnus Johansson säger att en sak som blivit ett tydlig premium-attribut är laddeffekt.

Magnus Johanssson är avdelningschef för området Energy & Installation där batteriutvecklingen på Volvo Cars ingår. Foto: Sören Håkanlind

– Vi gör premiumbilar och då är bland annat egenskaper som snabbladdning något vi måste fokusera på. Vi måste nå våra kunders förväntningar där då ingen vill stå tre timmar och vänta på att ladda.

Det gör att Volvo Cars måste vara noga med sin kravställning till celltillverkaren.

– De krav vi ställer leder till ett visst val av parametrar som styr vilken cellkonstruktion leverantören gör, säger Magnus Johansson.

I batterilabbet ser Volvo Cars över kravparametrarna hela tiden, och skulle det komma ett teknikgenombrott försöker företaget fånga upp det.

– Det är ett löpande arbete. Kravsättningen är en balans mellan vad vi önskar av produkten och vad den är kapabel att prestera. Det sker hela tiden ändring på båda sidor allt eftersom vi lär oss mer. Större ändringar hanteras på liknande sätt som större ändringar i övriga drivsystemet, säger han.

Har kompetensen men inte resurserna för cellutveckling

De stora framstegen när det gäller batteriutveckling sker på cellnivå, men Volvo Cars har, precis som de flesta andra biltillverkare, valt att köpa in celler i stället för att utveckla egna. Företaget väljer att ha en större egen kompetens på utveckling på modulnivå. Ett beslut som labbchefen tycker är rätt.

– Kunskapsmässigt har vi kompetensen för att jobba med elektrolyter, elektroder, coating och liknande och vi har kemiingenjörer som kan det här. Men att omsätta det till att gå hela vägen och göra celler kräver enorma resurser. Vi har det inte och för att hänga med i det tempo som batteriutvecklingen nu går i, för det måste man vara specialist. Så även om vi teoretiskt kan göra det själva så har vi valt att inte gå hela vägen, men vad som ligger i morgondagen återstår att se.

Läs mer: Volvo om nya tekniksatsningen: Här kan vi skaffa en fördel

På modulnivå är det dock annorlunda.

– När det gäller moduler så måste vi göra det här själva för att kunna optimera mot våra modeller. Så även om vi försöker samla oss runt standardiserade format måste vi göra strategiska vägval för att hitta en position där vi kan köpa in stora volymer. För vi vill inte låsa in oss i de lösningar som en systemleverantör har.

När Ny Teknik ställer frågan vad Volvo Cars ser som viktigast när det gäller batteriutvecklingen framåt är batterichefen förtegen. Han säger att de följer utvecklingen och håller alla dörrar öppna, men vill inte kommentera mer. Vare sig det gäller batterier med fast elektrolyt, olika katodkemi eller annan teknik.

– Jag kan inte säga något om det. Men det här är en stor utmaning för mig som verksamhetsansvarig. Jag kan inte bara vara följsam utan måste vara aktiv och påverka utvecklingen. Hittills har det handlat mycket om att få in mer energi i batterierna, men framöver kan det vara intressant att titta mer på viktaspekten och miljö för att hitta rätt optimering, säger Magnus Johansson.

Även V2G (vehicle-to-grid) är en fråga där Volvo inte ännu valt väg.

– Det finns ett antal ekosystemfrågor som är väldigt intressanta, just kring hur bilen kan ingå i ett sådant. Vi är med och tittar på de här frågorna. Men batteriet har utvecklats för att bilen ska klara de parametrar som vi satt. Om den ska användas som ett extrabatteri så är det andra saker som spelar in. Men i dagsläget ser vi inte att kunderna efterfrågar en sådan här lösning tydligt, säger Magnus Johansson.

Volvos batterilabb

Yta: 2 250 kvm för kamrarna och kontrollcenter plus ytterligare 2 250 kvm med teknik-, cyklings- samt kylutrustning.

12 packkammare: går att köra 2-3 pack samtidigt

• Spänning 0-1000V

• Ström /kanal 0A - ± 1200A

• Effekt max 750kW

• Det går att parallellkoppla kanalerna så att det går att köra max  ±1200A

8 modulkammare: går att köra 2 moduler samtidigt

• Spänning 0-100V

• Ström /kanal 0A - ±1200A

• Effekt max 160kW

• Det går att parallellkoppla kanalerna så att det går att köra max ±800A -  ±1100A

 

12 cellkammare: går att köra 12 celler samtidigt

• Spänning 0-8V

• Ström /kanal 0A - ±500A 

• Det går att parallellkoppla kanalerna så att det går att köra max ±800A -  ±1100A

 

Antal medarbetare: 11 personer – siktar på att bli cirka 15.

Hur många tester körs per år: Beror på vad som prioriteras, ett test kan ta från en dag till uppemot 18 månader.

Vilka miljöer simuleras: Hög/låg luftfuktighet och olika temperaturer.

Felix Björklund

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt