Elektrotechiek - Discussies

Cylindrical vs Pouch battery cells?

Hey everyone,

I'm in the Top Dutch Solar Racing and we're debating as to what type of bettery to use for our car. I'd love to get some insight from those with expereince in high-performance battery design or just anyone with some insight! We've made our decision but I'm still debating between the benefits and downfalls of cylindrical vs. pouch cells for our next-gen pack, and each has trade-offs.

From my perspective:

  • Cylindrical cells have a great track record in terms of thermal stability and mechanical durability. They're easier to manage in terms of cooling, and the standardized form factor makes assembly more predictable. However, they tend to take up more space and require extra structural reinforcement.

  • Pouch cells offer higher energy density per unit volume and can be packed more efficiently into our available space. However, they're more sensitive to swelling, and ensuring proper mechanical protection in a lightweight race car is challenging.

Given that weight, energy density, and reliability are all critical for us, I'm curious - what has been your experience or your opinion with these cell types in high-performance applications? How do you approach cooling and mechanical protection, especially for pouch cells?

Looking forward to hearing your thoughts!

Mark van Dijk-Kitsz | INDI

Hi Julliette Evers,
In my opinion pouch cells are the way to go, the pouch cells, regardless of their sensitivity to swelling have the benefits of a higher density in a smaller package is what You want, especially in a racing setup.

The image You added to Your post indicates a pouch cell design with the two electrical connections on one edge
Cooling is more challenging in this design because as this cell is discharged through the shortest path between the two tabs is the lowest resistance and hence discharges first. As the cell discharges this area heats up and the resistance decreases with temperature. Hence a positive feedback loop.

A better cell format is the long pouch with the tabs at each end like this:

This cell has evolved because of the problems noted above with electro-thermal performance issues.
It has a reduced height, reduced complexity and offers cooling opportunities on both sides.

In Your application the reduced height, combined with better thermal performance looks like the way to go,
Adequate packing of the cells further reduces Your concerns for robustness and mecanical failure (swelling).

But that's just my humble opinion, I hope someone with more expertise can prove me wrong so I can learn something new.

Lots of luck on Your challenge!

G
Mark van Dijk-Kitsz | INDI
·Algemeen technische vakidioot

Ervaren jullie al de gevolgen van een overvol elektriciteitsnetwerk?

Zoals jullie weten is er op verschillende plekken in Nederland onvoldoende capaciteit op het elektriciteitsnet. Deze 'netcongestie' ontstaat vooral op piekmomenten en wordt verergerd door de toename van duurzame energiebronnen zoals zonne- en windenergie.

Jouw bedrijf kan hierdoor moeite hebben om nieuwe aansluitingen te krijgen of het elektriciteitsverbruik te verhogen, wat je groei kan belemmeren.

Dit artikel op de RVO-website legt uit wat netcongestie is en hoe je dit positief kunt beïnvloeden.

Ik ben benieuwd, hebben jullie al te maken met de praktische gevolgen van dit probleem? En zo ja, zijn jullie al met een oplossing bezig?

G
Mark van Dijk-Kitsz | INDI
·Algemeen technische vakidioot

EU akkoord over Right to repair

De Europese Commissie en het Europees Parlement hebben in hoofdlijnen overeenstemming bereikt over het “Right to Repair” (Recht op Reparatie). Dit initiatief heeft tot doel de kosten voor consumenten te verlagen en de ontwikkeling van een circulaire economie te bevorderen. Wat houdt dit recht op reparatie precies in?

  1. Reparatierechten voor consumenten: Onder de nieuwe regeling krijgen Europese consumenten het recht om hun apparaten, waaronder smartphones, te laten repareren, zelfs nadat de garantie is verlopen. Dit betekent dat fabrikanten verplicht zijn om onderdelen beschikbaar te stellen en reparaties tegen redelijke kosten mogelijk te maken.

  2. Uitbreiding van garantie na reparatie: Na een reparatie wordt de garantie met nog eens één jaar verlengd, waardoor consumenten worden aangemoedigd om voor reparatie te kiezen in plaats van vervanging.

  3. Informatieplicht en vervangende apparaten: Fabrikanten moeten consumenten informeren over hun recht op reparatie. In sommige gevallen moet zelfs een vervangend apparaat beschikbaar worden gesteld tijdens de reparatieperiode.

  4. Bevordering van reparaties: Lidstaten moeten plannen opstellen om het aantal reparaties te verhogen. Dit kan gebeuren via vouchers, directe subsidies of zelfs door de BTW op reparaties te verlagen.

  5. Impact op het milieu en economische besparingen: Volgens de Europese Commissie zal dit voorstel leiden tot een vermindering van 18 miljoen ton CO2-uitstoot in 15 jaar en een besparing van 176 miljard euro. EU-lidstaten hebben 24 maanden de tijd om deze richtlijn in hun nationale wetgeving te implementeren1.

Wat denk je? Is het “Right to Repair” een stap in de goede richting? Zou het jouw keuze beïnvloeden om een product te (laten) repareren in plaats van een nieuw exemplaar te kopen? en welke impact heeft het op jouw bedrijfstak.

Bronnen:

https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2022/698869/EPRS_BRI%282022%29698869_EN.pdf

https://www.consilium.europa.eu/en/press/press-releases/2024/02/02/circular-economy-council-and-parliament-strike-provisional-deal-on-the-right-to-repair-directive/pdf

Sybrand Brouwer

Voor mij is het belangrijk dat de circulaire economie hiermee geboost wordt voor hergebruik of langer gebruik van eerder toegepaste grondstoffen die steeds schaarser worden. In tweede instantie zal blijken dat wanneer deze processen goed ingebed en geoptimaliseerd zijn de totale kosten veelal gunstiger uitvallen en het een duurzaam businessmodel is.

G
Erik Brink
·Voertuig en Hydrauliek Techneut

Wordt 48 volt voor boord netwerk de toekomstige norm?

De huidige norm binnen de mobiele wereld is automotive 12 volt systemen, en binnen de grotere machines en transport 24 volt.

Wordt de toekomst 48 volt? Bekabeling en stekkers zullen compacter kunnen worden, en externe energie verbruikers kunnen beter worden bediend.

Mark van Dijk-Kitsz | INDI

"Het 48V boordnet zoals nu in de Tesla cybertruck wordt gebruikt is geen nieuw idee.

Al in de vroege jaren 90 werd er door autofabrikanten gesproken over de voordelen van een 48V boordnet. ter verduidelijking; het gaat hier niet om 48V in de aandrijflijn, dit wordt in veel "mild" hybrides al jarenlang toegepast, ik heb het over alle andere elektronica in voertuigen zoals de radio/entertainmentsystemen, verlichting, actuatoren voor bijvoorbeeld ramen/spiegels en al het andere waar vooralsnog in de hoofdzaak 12V of 24V systemen te vinden zijn.

De voordelen zijn duidelijk; meer voltage betekend meer capaciteit met compactere en efficiëntere installaties met een lagere CO2 uitstoot, zeker in de nieuwere voertuigen met allerhande systemen die steeds meer eisen van het boordnet is dat een verbetering maar...

Hoe krijgen we de fabrikanten van de systemen allemaal aan boord(net) zodat huidige 12V componenten langzaam worden uit gefaseerd, hier zijn nogal wat investeringen mee gemoeid, denk aan het opzetten van extra productielijnen om zowel retro 12V als nieuwe 48V componenten te kunnen produceren.

Vooralsnog is Tesla de enige die (op kleine schaal) voldoende componenten heeft kunnen ontwerpen en laten produceren maar wat doen andere fabrikanten.

Ik zou uit verschillende hoeken van de industrie wel wat meningen willen horen over de voor-en-tegens van een 48V boordnet, ik beperk me niet tot de autotechniek maar ook maritiem vervoer loopt veelal op 12V systemen, wat zijn daar de uitdagingen en is 48V dan de oplossing of moeten we zelfs buiten het gebaande pad denken?

Zie onderstaande artikelen in volgorde van tijd:
Audi wil 48 Volt elektrisch systeem in auto's - Autoblog.nl
INNOVATIE: De komst van 48 volt aan boord - AutoWeek
https://www.autoweek.nl/autonieuws/artikel/tesla-deelt-48v-boordnet-met-andere-fabrikanten/

Ik ben vóór 48VDC hoewel ik vanuit onze reparatie tak heel goed begrijp dat dit een uitdaging is om over te stappen. Ook in de machinebouw lopen we regelmatig tegen de grotere energievraag aan boord, overdreven dikke bekabeling, of om extra relais te plaatsen om dit te voorkomen. Steeds meer nieuwe technieken geven nieuw mogelijkheden maar spanningsval en het max vermogen aan boord word steeds bepalender. Denk bijvoorbeeld aan een tractor: GPS sturingen, camera's voor en achter, diverse schermen om je van informatie te voorzien, Airco, batterij LED verlichting rondom en op het werktuig erachter en dan nog een omvormer voor het koffiezetapparaatje 😄 ,

Daarnaast is 48V zo ongeveer de hoogste 'veilige' spanning. Je kunt de polen in de meeste gevallen vastpakken zonder een schok te krijgen. ik geloof dat dit vanaf 60V gevaarlijker word.

G

Vast maken met schroeven of draden aansluiten met Quick Change (QC)?

Vandaag een krachtstroomstekker aangesloten, deze kreeg ik toevallig binnen met QC. Geen gemier meer om alle draden met schroeven vast te zetten. Maar eenvoudig draad erin steken ff vastklikken en de stekker is zo gemonteerd. De snelheid van monteren is nu vliegensvlug..

 Maar is het een goed idee om alles met QC vast te zetten of zijn er grenzen? Hoe sluit jij andere componenten als Interfacerelais aan?  Waar leg jij de grens? Wanneer QC en wanneer schroeven?

1
G

Groepsleden