Spring til indholdet
DaylitedSimply Awesome

Elektrificering

Alt, der fører strøm og bevæger sig

En bil, en drone, et løftefartøj, en båd og en lastbil ligner fem forskellige problemer. I registret er de ét: hvor meget energi du kan bære, hvor hurtigt du kan fylde den op igen, og hvor varmen tager vejen ud.

Fortæl os, hvad du bygger

Hvorfor formerne betyder mindre, end de ser ud til

En pakke er en pakke, uanset om den sidder under et gulv, i en vinge eller i et skrog. Cellekemien, den vej varmen tager ud, den strøm grænsefladen kan klare, og den standard der styrer den grænseflade er de samme fire spørgsmål hver gang. Det, der ændrer sig, er, hvilket af dem der bider først.

I en bil er det som regel ladetid. I en drone er det masse. I et fartøj er det den reserve, du stadig skal have, når du lander. I en båd er det saltet. I en lastbil er det depotet, og i et tog er det ledningen ovenover.

Den rækkefølge, de bider i, er også den rækkefølge, de bliver dyre i. En celle valgt forkert er en indkøbsordre. En varmevej konstrueret forkert er en ombygning. En ladegrænseflade valgt forkert er et helt produkt.

An electric motor seen end on, with the inverter beside it A motor drawn as concentric circles seen from the end. Twelve stator poles stand around the rim and eight rotor magnets sit inside them in violet. A glowing line runs from the motor to a power electronics box on the right with three cooling channels. A measurement line spans the motor diameter. Along the bottom stand the words stator, rotor and inverter. STATOR . ROTOR . INVERTER
Ett elfordon
Ladestandere i en parkeringskælder. Kablet er der, hvor varmen dukker op først, og det er den del, ingen budgetterer med.

01. Bilen

Motoren er løst. Varmen er ikke

Permanentmagnetmaskiner og de omformere, der driver dem, er modne, veldokumenterede og at få fra mere end én leverandør. Den del af konstruktionen er ikke der, hvor projekterne falder.

Det, der stadig afslutter projekter, er det, der sker mellem cellen og luften: den vej varmen tager ud af pakken, og om den ladegrænseflade, du valgte, stadig er den, markedet forventer, når du når frem.

A four rotor drone seen from above with its camera line below A drone drawn from above. A body in the middle carries four arms out to four rotors, each shown as a thin violet ellipse that turns. Under the body a camera looks down and a glowing line falls to a point on a help line. A measurement line spans the rotor span. Along the bottom stand the words lift, endurance and payload. LIFT . ENDURANCE . PAYLOAD
En drönare i luften med last
En firerotordrone i luften. Hvert gram, den bærer, betales igen i rammen, motoren, batteriet og flyvetiden.

02. Dronen

Hvert gram betales fire gange

Et gram lagt til et rotorfartøj betales i struktur, i den motor der skal løfte det, i den celle der skal fodre motoren, og i den struktur der skal bære cellen. Sløjfen lukker sig, og den lukker sig hurtigere, end folk tror.

Vi læser massesløjfen, før den første ramme skæres, og vi læser, hvad luftrumsreglerne vil kræve af den last, du planlægger. Et kamera, der udløser en tungere regelklasse, koster mere end kameraet.

Sløjfen lukker sig hurtigere, end de fleste hold venter. På en lille ramme kan hundrede gram ekstra last koste tre hundrede gram startmasse, når struktur, motor og celle er talt med, og flyvetiden falder mere, end tallet antyder.

A lift and cruise aircraft with six rotors seen from the front An aircraft body with a wing to each side, drawn in thin outline. Six lift rotors stand above the wing as violet ellipses on short masts. One glowing arrow points up for lift and one points right for cruise. A measurement line spans the wing. Along the bottom stand the words lift, cruise and transition. LIFT . CRUISE . TRANSITION
En helikopter i luften
En helikopter med motoren slukket. At holde en maskine stille i luften koster effekt hvert sekund, det varer, uanset hvor energien kommer fra.

03. Løftefartøjer og helikoptere

Svæv er dyrt, og marchfart er billigt

Et rotorfartøj bruger det meste af sin energi på at stå stille i luften. En vinge bruger det meste af sin på at komme et sted hen. Hver konstruktion med både løft og marchfart er et forsøg på kun at betale det første, når det er nødvendigt.

Overgangen mellem dem er der, hvor patenterne er tætte, og hvor certificeringsvejen er mindst afklaret. Vi kortlægger begge dele, før en konfiguration vælges, fordi valget er svært at gøre om.

An electric aircraft seen from the front with battery bays in the wings An aircraft drawn from the front in thin outline. A propeller turns above the nose and a glowing line runs up into it. Each wing carries eight battery bays marked in violet. A measurement line spans the wingspan. Along the bottom stand the words energy, mass and reserve. ENERGY . MASS . RESERVE
Ett eldrivet flygplan
Helios-prototypen på en udtørret søbund. En vinge af den størrelse findes, fordi energibudgettet var afklaret, før flykroppen blev tegnet.

04. Elektriske fartøjer

Reserven er konstruktionen

Et batterifartøj skal lande med energi, det aldrig fik lov at bruge. Den reserve står i reglerne, den skrumper ikke, fordi turen blev kort, og den er grunden til, at nyttelasten ser mindre ud end tallet på databladet.

An electric boat with the pod drive lit under the waterline A boat drawn in thin outline from the side, sitting on a moving blue water line. Under the hull a battery pack with six cells is marked in violet, and a glowing line runs from it back to a pod drive with a propeller. A measurement line spans the hull. Along the bottom stand the words displacement, range and wake. DISPLACEMENT . RANGE . WAKE
En eldriven båt
En solelektrisk passagerbåd i La Rochelle. Vandet køler skroget gratis og tager saltet som betaling.

05. Elektriske både

Vandet er en gave og et problem

Et skrog ligger i det bedste kølemiddel, et fartøj kunne bede om, og i det mest korroderende miljø, en pakke kunne sættes i. Det første gør varmen enkel. Det andet gør kabinettet, pakningerne og materialevalget til det egentlige arbejde.

Deplacementsskrog belønner virkningsgrad på en måde, køretøjer på vej ikke gør, fordi den nødvendige effekt stiger stejlt med farten. En båd konstrueret omkring den fart, den faktisk sejler, er en anden båd end en konstrueret omkring tophastigheden.

An electric truck charging, with the power curve drawn above A truck with cab and trailer drawn in thin outline from the side. A battery pack with eight cells sits between the axles in violet. A glowing cable runs from a charging post on the right to the truck, and a blue curve above shows power falling as the pack fills. A measurement line spans the vehicle. Along the bottom stand the words megawatt, duty cycle and depot. POWER MEGAWATT . DUTY CYCLE . DEPOT
Eldriven tung transport
En trolleybus under køreledning. Ét svar er at bære energien med, det andet er at fodre den hele vejen, og begge kører stadig.

06. Lastbiler og tog

To svar på det samme spørgsmål

Et tog løste energiproblemet ved aldrig at bære det: ledningen er ovenover, og strømaftageren rækker op. En lastbil bærer alt, hvad den skal bruge, og betaler for det hver kilometer.

Begge veje er åbne for tung transport, og begge har et register værd at læse. Hvilken der passer, afhænger af kørecyklussen, og kørecyklussen måles og antages ikke.

Tegningerne

Det, vi tegner, mens vi læser

Hver opgave efterlader et sæt tegninger som disse. Det er sådan, et krav, en standard eller en måling bliver til noget, et hold kan diskutere i et rum.

  • An electric motor seen end on, with the inverter beside it A motor drawn as concentric circles seen from the end. Twelve stator poles stand around the rim and eight rotor magnets sit inside them in violet. A glowing line runs from the motor to a power electronics box on the right with three cooling channels. A measurement line spans the motor diameter. Along the bottom stand the words stator, rotor and inverter. STATOR . ROTOR . INVERTER
  • One cell becoming a module and then a pack Three drawings side by side joined by arrows. On the left a single cell with two terminals. In the middle a module holding five cells in violet. On the right a pack holding twelve modules in a grid, with a glowing line rising from it. The words cell, module and pack stand under each. Along the bottom stand the words chemistry, thermal path and serviceability. CELL MODULE PACK CHEMISTRY . THERMAL PATH . SERVICEABILITY
  • A charging curve where power falls as the cell fills A chart with two axes. A blue line holds high and then falls away in steps as it moves right, and a violet line rises to meet it. A charging connector stands to the left of the chart with a glowing lead into it. Along the bottom stand the words taper, temperature and time at plug. POWER STATE OF CHARGE TAPER . TEMPERATURE . TIME AT PLUG
  • A train collecting current from an overhead line A carriage drawn in thin outline on a track. On its roof a pantograph reaches up in a V to a blue overhead wire, and a glowing line runs between them. Seven windows are marked along the side and four wheels below. Along the bottom stand the words catenary, pantograph and regeneration. CATENARY . PANTOGRAPH . REGENERATION
  • A helicopter drawn from the side with the rotor head lit A helicopter in thin outline seen from the side. Five blades run out from a rotor head at the top, drawn as violet strips. The body curves back into a tail boom and ends in a tail rotor shown as a circle with a cross. A glowing line runs up into the rotor head. A measurement line spans the rotor diameter. Along the bottom stand the words rotor head, tail authority and torque. ROTOR HEAD . TAIL AUTHORITY . TORQUE
  • A printer building an object layer by layer, with the layers enlarged beside it A gantry frame with a nozzle in the middle. A glowing line falls from the nozzle onto a stack of thin layers that grows narrower towards the top, the highest ones marked in violet. To the right a circle enlarges six layers so the bonding between them can be seen. A measurement line spans the base. Along the bottom stand the words layer, adhesion and tolerance. LAYER . ADHESION . TOLERANCE
  • Five composite plies stacked, each with its own fibre direction Five thin sheets drawn in perspective and stacked on top of each other. In each sheet short violet strokes show the fibre direction, and the angle is written to the right of each layer. A glowing line falls onto the top sheet. A measurement line spans the stack. Along the bottom stand the words stiffness, mass and lay up. 0 DEG 45 DEG 90 DEG -45 DEG 0 DEG STIFFNESS . MASS . LAY UP
  • The life of a battery drawn as a ring with five stops Five circles stand around a faint ring, marked build, use, measure, reuse and recover. A glowing arc runs from the first towards the second. Below the ring a branch leads down to a smaller pack with three cells marked in violet. Along the bottom stand the words second life and material recovery. BUILD USE MEASURE REUSE RECOVER SECOND LIFE . MATERIAL RECOVERY
  • Wind and solar feeding a store at the edge of the grid A wind turbine stands on the left with three violet blades, a solar array lies in the middle drawn in perspective, and a store stands on the right holding four cells. Glowing lines run from both sources into the store. The words wind, solar and storage stand under each. Along the bottom stand the words intermittency, firming and grid edge. WIND SOLAR STORAGE INTERMITTENCY . FIRMING . GRID EDGE
  • Two emission lines crossing at the point where the electric vehicle pays back A chart with distance along the bottom and emissions up the side. A cool line starts at zero and rises steeply. A violet line starts higher, because building the battery costs something, and rises much more slowly. They cross at a marked point labelled break even, with a help line dropping to the axis. Along the bottom stand the words cradle, use and gate. BREAK EVEN MANUFACTURE 0 FOSSIL ELECTRIC DISTANCE DRIVEN EMISSIONS CRADLE . USE . GATE
  • A test piece in a rig with four sensors and the reading written above A rectangular test piece stands in the middle with six violet lines across it. Four sensors sit at its corners, each joined by a cool line to a small circle further out. Above the piece a panel shows a blue trace being recorded, and a glowing line joins the panel to the piece. A measurement line spans the piece. Along the bottom stand the words repeatable, written down and dated. REPEATABLE . WRITTEN DOWN . DATED
  • An electric aircraft seen from the front with battery bays in the wings An aircraft drawn from the front in thin outline. A propeller turns above the nose and a glowing line runs up into it. Each wing carries eight battery bays marked in violet. A measurement line spans the wingspan. Along the bottom stand the words energy, mass and reserve. ENERGY . MASS . RESERVE
A printer building an object layer by layer, with the layers enlarged beside it A gantry frame with a nozzle in the middle. A glowing line falls from the nozzle onto a stack of thin layers that grows narrower towards the top, the highest ones marked in violet. To the right a circle enlarges six layers so the bonding between them can be seen. A measurement line spans the base. Along the bottom stand the words layer, adhesion and tolerance. LAYER . ADHESION . TOLERANCE
Additiv tillverkning på nära håll
Additiv fremstilling i stor skala. Delen bygges op lag for lag, så det, den koster, følger rumfanget og ikke formen.

07. At lave delen

Printet og lagt op, ikke fræset ud af en blok

Additiv fremstilling ændrede, hvilke former der er til at betale, og kompositoplægning ændrede, hvilke former der er lette. Sammen flyttede de begrænsningen fra det, værktøjet kan lave, til det, konstruktøren tør tegne.

Begge bringer deres egne fejlformer med sig, og begge er godt dækket i registret: lagbinding i den ene, fiberretning og harpikssystem i den anden.

Ingen af dem erstatter fræsning. Det, de gør, er at flytte beslutningen tidligere: du vælger nu processen, mens delen stadig er en skitse, og det valg afgør mere, end formen gør.

Two emission lines crossing at the point where the electric vehicle pays back A chart with distance along the bottom and emissions up the side. A cool line starts at zero and rises steeply. A violet line starts higher, because building the battery costs something, and rises much more slowly. They cross at a marked point labelled break even, with a help line dropping to the axis. Along the bottom stand the words cradle, use and gate. BREAK EVEN MANUFACTURE 0 FOSSIL ELECTRIC DISTANCE DRIVEN EMISSIONS CRADLE . USE . GATE
Förnybar kraft i landskapet
Vindmøller mod solen. Hvad elnettet kører på, afgør, hvor langt et batteri skal rejse, før det har indhentet sig selv.

08. Det, køretøjet skylder

Et batteri starter løbet bagud

At bygge en pakke koster noget, før køretøjet har flyttet sig en meter. Et elektrisk køretøj begynder derfor med en gæld og betaler den tilbage over afstand, i et tempo der afhænger af, hvad det elnet, det lades fra, kører på.

Det er et argument, der bør føres med en måling og ikke med en fornemmelse. Hvad pakken er værd, efter køretøjet er færdigt med den, hører til det samme regnestykke, og det står sjældent i det.

De fire spørgsmål

Stillet til hvert eneste af dem

Uanset formen stiller den første måned disse. Svarene er forskellige. Spørgsmålene er ikke.

One cell becoming a module and then a pack Three drawings side by side joined by arrows. On the left a single cell with two terminals. In the middle a module holding five cells in violet. On the right a pack holding twelve modules in a grid, with a glowing line rising from it. The words cell, module and pack stand under each. Along the bottom stand the words chemistry, thermal path and serviceability. CELL MODULE PACK CHEMISTRY . THERMAL PATH . SERVICEABILITY

Hvor meget kan den bære

Energi om bord, og hvad det at bære den koster i masse og i rumfang, du så skal flytte.

A charging curve where power falls as the cell fills A chart with two axes. A blue line holds high and then falls away in steps as it moves right, and a violet line rises to meet it. A charging connector stands to the left of the chart with a glowing lead into it. Along the bottom stand the words taper, temperature and time at plug. POWER STATE OF CHARGE TAPER . TEMPERATURE . TIME AT PLUG

Hvor hurtigt kan den fyldes

Grænsefladen, den standard der styrer den, og den kurve der afgør, hvad tallet på plakaten egentlig betyder.

An electric motor seen end on, with the inverter beside it A motor drawn as concentric circles seen from the end. Twelve stator poles stand around the rim and eight rotor magnets sit inside them in violet. A glowing line runs from the motor to a power electronics box on the right with three cooling channels. A measurement line spans the motor diameter. Along the bottom stand the words stator, rotor and inverter. STATOR . ROTOR . INVERTER

Hvor tager varmen vejen

Ud af cellen, gennem strukturen, ud i luft eller vand. Vejen er konstruktionen, og den afgøres tidligt, uanset om du afgør den eller ej.

The life of a battery drawn as a ring with five stops Five circles stand around a faint ring, marked build, use, measure, reuse and recover. A glowing arc runs from the first towards the second. Below the ring a branch leads down to a smaller pack with three cells marked in violet. Along the bottom stand the words second life and material recovery. BUILD USE MEASURE REUSE RECOVER SECOND LIFE . MATERIAL RECOVERY

Hvad der sker bagefter

Andet liv, genvinding, og hvad pakken stadig er værd, når køretøjet er færdigt med den.

Feltet

Seks steder, hvor strømmen allerede løber

Ingen af disse er en prototype. De er alle i drift et sted i dag.

  • En laddstation för fordon
    Pladser mærket til elbiler, hvor køen står til tilslutningen og ikke til pladsen.
  • Eldriven tung transport
    En trolleybus, som løser batteriproblemet ved ikke at have et.
  • Ett eldrivet tåg
    Køreledning over en overskæring. Den ældste elektriske transport bærer stadig mest.
  • En eldriven båt
    En solelektrisk passagerbåd, hvor vandet både køler og tærer.
  • Ett eldrivet flygplan
    Et solfartøj på en søbund, bygget omkring et energibudget frem for en kabine.
  • Förnybar kraft i landskapet
    Vindmøller, som afgør, hvor hurtigt et batteri betaler tilbage, hvad det kostede at lave.
An opened envelope under an arc of light An envelope stands open in the middle with two lines of text visible, one of them violet. An arc of light curves over it from left to right and ends in a point. Above stands two paragraphs is enough, below stands it reaches the person who would build it. TWO PARAGRAPHS IS ENOUGH IT REACHES THE PERSON WHO WOULD BUILD IT

Noget på denne liste er dit

Sig hvilket, og hvad der bekymrer dig ved det. Siger registret, at det er taget, får du det at vide i samtalen.

Skriv til os