Dr Automotive Design and Tools

We recently reported on new research that makes a Lithium Ion battery perform more like a supercapacitor, now we can report on research on a supercapacitor that performs more like a battery. Researchers at the University of Maryland and the Korea Advanced Institute of Science and Technology have developed a supercapacitor with 10 billion nanoscale capacitors per square centimeter, giving it 250 times greater surface area than that of a conventional capacitor of comparable size. The Nano Supercapacitor is being developed primarily as part of a hybrid battery-capacitor system for electric cars.

Batteries, particularly lithium-ion, store large amounts of energy but have more difficulty with high power or fast recharge. Capacitors, on the other hand, can be charged or discharged at a very high rate. Existing supercapacitors have an energy densities around 1/10th that of a conventional battery, but their power density is generally ten to one-hundred times as great

The Maryland/KAIST research team’s new devices are electrostatic nanocapacitors which increase the energy storage density of such devices by a factor of 100 over that of commercially available devices without sacrificing the high power they traditionally characteristically offer. Current commercial supercapacitors range from 0.5 to 30 wh/kg, while the research is in its early stages, if they reach their claim of a 100 increase that will result in 3000 wh/kg. For comparison, a conventional lead-acid battery is typically 30 to 40 wh/kg and modern lithium-ion batteries are about 160 wh/kg. In automobile applications gasoline contains around 12,000 wh/kg, which operates at 15% tank-to-wheel efficiency giving an effective energy density of 1800 wh/kg

Using Atomic fabrication techniques the process starts with a sheet of aluminum foil that is anodized to form a regularly spaced array of nanopores across its surface. Each nanopore as small as 50 nanometers in diameter and up to 30 micrometers deep. Next a sandwich of two layers of titanium nitride (TiN) metal separated by an insulation layer are deposited using Atomic layer deposition into the pores topped with another layer of aluminum foil. The two outer foil layers act as the electrical contacts.

The researchers have made a prototype with 125-micrometer-wide arrays, each containing one million nanocapacitors. There are many scale-up issues as they want to make a large area that contains billions of nanocapacitors to store large amounts of energy and they have to make sure that they can effectively connect multiple arrays to one another. The team are still deciding how best to commercialize this. The hybrid battery-capacitor system for electric cars would contain multiple energy storage panels stacked together inside a car battery system. The energy storage panels could also be integrated into solar panels and the flat panel displays seen in most portable devices.

We reported recently on several new methods of regeneration for hybrid vehicles. These included regenerative shocks based on electric motors and a hydraulic drive train. Now students at MIT have developed a regenerative shock absorber that is a cross between those two.

The MIT regenerative system is based around a hydraulic ram the replaces a standard shock absorber where the up and down movement of the suspension drives an external hydraulic motor, which in turn drives an electrical generator. The students say they can produce up to a 10 percent improvement in overall vehicle fuel efficiency by using the regenerative shock absorbers. The system is controlled by an active electronic system that optimizes the damping, providing a smoother ride than conventional shocks while generating electricity to recharge the batteries or operate electrical equipment.

In their testing so far, the students found that in a heavy truck, each shock absorber could generate up to an average of 1 Kw on a standard road. That is enough power to completely displace the large alternator load in heavy trucks and military vehicles, and in some cases even run accessory devices such as hybrid trailer refrigeration units. The students filed for a patent last year and formed a company, called Levant Power Corp., to develop and commercialize the product and they are currently doing a series of tests with their converted Humvee to optimize the system's efficiency.

The new shocks also have a fail-safe feature: If the electronics fail for any reason, the system simply acts like a regular shock absorber. The students plan to have a final, fine-tuned version of the device ready this summer. Then they will start talking to potential big customers who stand to gain significant benefits from the technology. For example, they have calculated that a company such as Wal-Mart could save $13 million a year in fuel costs by converting its fleet of trucks.

La Fiat ha presentato ufficialmente l'offerta per Opel e Vauxall. La lettera della casa torinese ("finalizzata" alla creazione di "un gruppo che comprenda Fiat, Opel e Chrysler") è arrivata entro la scadenza delle ore 18, scadenza che, poi, è stata misteriosamente prorogata fino a mezzanotte. Non è chiaro chi abbia chiesto lo spostamento. Secondo alcune fonti, era stata la Fiat stessa, ipotesi automaticamente smentita dall'arrivo dell'offerta. Poco dopo la General Motors Europe "padrona" di Opel ha fatto sapere che le offerte arrivate entro le 18 sono 3: Fiat, dunque, la Rhj, la società belga controllata dal fondo americano Ripplewood e la canadese Magna insieme alla casa automobilistica russa Gaz. Sullo sfondo, dunque, potrebbe esserci un quarto concorrente all'origine della dilazione. Entro domenica, comunque, il governo tedesco sceglierà la proposta che ritiene più utile per salvare la Opel dalla bancarotta della General Motors. Il gradimento di Berlino è condizione necessaria ma non sufficiente: l'assenso della signora Merkel dovrà poi essere confrontato con la posizione del governo di Washington. "Per la Opel non ci sono favoriti". Queste le parole del portavoce del governo tedesco, Ulrich Wilhelm, dopo il vertice ministeriale che si è tenuto a Berlino con il cancelliere Angela Merkel, il ministro dell'Economia, Karl-Theodor zu Guttenberg, quelli delle Finanze, Peer Steinbrueck, del Lavoro Olaf Scholz e il vice-cancelliere e ministro degli Esteri, Frank-Walter Steinmeier. "Non abbiamo molto tempo - ha spiegato Scholz - Le decisioni dovranno essere prese questa settimana o, al più tardi, la prossima". I dettagli dei piani (in realtà si tratta di lettere che contengono un'offerta e disegnano una strategia ma non scendono troppo nei particolari) saranno resi noti nelle prossime ore. Solo allora si capirà se davvero la proposta del Lingotto è quella che avrà maggiori chances di essere realizzata, come ha detto fin da questo pomeriggio il ministro dell'industria italiano Claudio Scajola. Il titolare del lavoro Maurizio Sacconi ha annunciato che domani la questione sarà affrontata dal Consiglio dei ministri che deve rispondere anche alle preoccupazioni dei sindacati italiani: "Non vogliamo essere convocati a decisioni già prese", hanno dichiarato anche oggi Epifani, Bonanni e Angeletti. Il governo tedesco comunque invita ad aspettare la scadenza fissata per scoprire realmente quante saranno le offerte per la casa automobilistica. L'amministratore delegato della Fiat, Sergio Marchionne, non si è recato oggi a Berlino poichè la consegna della lettera di intenti per l'acquisizione della Opel non prevede un incontro formale. L'offerta è giunta al ministero dell'economia tedesco attraverso i rappresentanti legali dell'azienda torinese.
(Fonte: www.repubblica.it - 20/5/2009)

Mitsubishi MiEV Electric Car Wheel Motor Concept

Electric Car Wheel Motor System EXPLAINED Mitsubishi MiEV (w/VIDEO)

With 1.291 mirrored heliostats and a 54 story high tower the World's largest solar power tower plant located near Seville in Spain in now on line generating 20 megawatts (MW) of electricity, enough to supply 10,000 homes. Developed by Spanish engineering company Abengoa, the PS20 plant is the world's second commercial power tower and is now the largest in the world. Concentrating solar thermal technology has been used in desert areas in Spain and the southwest U.S. for decades and is seeing a resurgence as utilities seek to reduce reliance on fossil fuels.
A solar thermal plant generates electricity in much the same way a conventional coal fired or nuclear power plant does, just that the heat source is different. Up to 80% of the world's electricity is generated using the Rankine cycle to heat water into high pressure steam that drives a turbine that is connected to an electrical generator. In a tower concentrator system the heat is provided by a field of heliostats, or mirrors, that focus sunlight onto a receiver held near the top of a tower. At the PS20 plant each heliostat is 1291 ft2 (120 m 2), which gives the entire heliostat field an area of 155,000 m 2. Each heliostat tracks the sun throughout the day on two axes and concentrates the radiation onto a receiver located on the upper part of the 531 ft (162 m) tower. The receiver converts 92% of received sunlight into steam which is piped down to a turbine driven generator at the base of the tower.
The same site also has the world's second largest and first commercial power tower plant PS10 which has been operational since 2007. PS10 features 624 mirrors pointed at a 377 ft (115 m) tower and generates 10 MW. A second 20 MW tower is also in the works at the same site. All of these structures are part of the envisioned Solucar complex slated to produce 300 megawatts by 2013. When complete the Solucar solar thermal power station complex will deliver electricity to 240,000 homes.
The PS20 plant brings Spain’s total solar capacity up to 3,000 MWs, making it a close second to the world’s leading solar producer Germany (with a capacity of close to 4,000 megawatts). Spain is the third largest producer of Wind Power in the world, behind the US and Germany, with 16,740 megawatts wind capacity installed at the end of 2008.

Infamous EV company ZAP has announced plans to develop an 8000 watt EV wheel motor. Other than the power output no further technical details are provided. Zap say this latest wheel motor design is the result of more than five years of research to improve the power and efficiency of its electric vehicles.

This new design, Which is based on the 3 Kw scooter wheel motor, could go into production in various electric car and truck configurations by next year with adequate funding. The 8 Kw motor design is almost ten inches (255 mm) in diameter compared to the seven-inch (178 mm) diameter, 3 Kw motor powering the Zapino scooter.

In a typical vague forward looking statement, Zap intents to dangle the Wheel motor technology as bait for a $160 Million DOE loan application. We've heard of plans from this company before regarding wheel motors, namely the Vapourware ZAP-X EV SUV which made it onto WIRED magazines 2008 Vapourware awards list.

Sergio Marchionne prova a chiarire i dubbi dei sindacati tedeschi sul suo piano per assumere la guida di Opel, ma il leader dei metalmeccanici, Berthold Huber, si è mostrato ancora scettico nei confronti del Lingotto, dopo un incontro con l’amministratore delegato di Fiat svoltosi stamattina a Francoforte. Marchionne, comunque, non demorde e lavora agli ultimi dettagli del piano, che dovrà essere presentato entro domani. Il leader del sindacato IG Metall, Huber, ha spiegato che l’incontro con Marchionne, durato circa un’ora e mezza, è stato «aperto». Tuttavia, ha aggiunto, da un lato ci sono differenti culture aziendali tra Italia e Germania sul tema della cogestione e del peso dei sindacati all’interno delle società; dall’altro lato resta il problema della sovrapposizione dei modelli di Fiat e Opel. Un punto, quest’ultimo, su cui i sindacati tedeschi hanno fatto leva nei giorni scorsi per giustificare il loro no al Lingotto e la loro preferenza per un fornitore come l’austro-canadese Magna. In ogni caso il partner che vorrà rilevare da General Motors la maggioranza di Opel dovrà rispettare alcune condizioni, ha puntualizzato Huber. Anzitutto una sufficiente liquidità; poi il mantenimento della cogestione e infine la difesa a lungo termine dei posti di lavoro. Il leader sindacale si è poi mostrato aperto a possibili colloqui anche con altri soggetti interessati ad Opel, come il fornitore austro-canadese Magna. Marchionne, dal canto suo, ha provato a spazzare il campo dalle cifre sui possibili tagli ai posti di lavoro. «Non ho discusso di numeri con nessuno», ha detto a Bloomberg Television l’ad del Lingotto. Il quale ha anche puntualizzato che l’offerta di Fiat per Opel non sarà in contanti, bensì dovrebbe ruotare intorno ad asset («altrettanto buoni, se non probabilmente migliori dei contanti», ha precisato). Comunque l’offerta non è stata depositata al governo: «Stiamo ancora lavorando ai dettagli», ha affermato, aggiungendo: «Possiamo offrire molto ad Opel». Un messaggio che l’ad del Lingotto ha portato anche in Turingia, l’unico dei quattro Laender con stabilimenti Opel che non aveva ancora visitato. Dopo Francoforte Marchionne si è recato infatti ad Erfurt (capoluogo della Turingia), dove ha presentato il suo piano al presidente della LEG (la società che promuove gli investimenti nel Land), Andreas Krey. Insieme a Fiat e Magna, in corsa per lo storico marchio tedesco potrebbe esserci anche un terzo soggetto: il fondo statunitense di private equity Ripplewood. Lo scrive oggi la Bild, rilanciando quanto anticipato nei giorni scorsi dalla Frankfurter Allgemeine Zeitung. Come assicurato dal cancelliere Angela Merkel l’esecutivo federale intende valutare senza indugi i piani. E così già domani, subito dopo il consiglio dei ministri, è in programma un vertice sul futuro di Opel a cui parteciperanno, oltre a Merkel, il ministro degli Esteri, Frank-Walter Steinmeier, quello ministro dell’Economia, Karl-Theodor zu Guttenberg e quello delle Finanze, Peer Steinbrueck. Oggi, intanto, secondo quanto riporta l’Associated Press, rappresentanti di Stato, Laender e banche hanno raggiunto un accordo di massima su un finanziamento-ponte per Opel.
(Fonte: www.lastampa.it - 19/5/2009)