Електрическите превозни средства и 12-волтовият акумулатор

Терминът „хибриден“ означава единствено, че превозното средство използва повече от един източник на енергия. Всъщност превозните средства със старт-стоп технология вече се смятат за „микрохибридни“, тъй като при тях 12 V акумулатор действа като втори източник на енергия, когато двигателят е изключен.

Еволюцията на „микрохибрида“ е така нареченият „лек хибрид“, в който е монтиран 48 V литиево-йонен акумулатор за захранване на особено енергоемки консуматори. Въпреки че тези две системи вече носят названието „хибридни“, при тях липсва една съществена характеристика, която открай време се асоциира с „хибридните електрически автомобили“: Изцяло електрическо задвижване без помощта на двигател с вътрешно горене.

Разлика между изцяло хибридните и хибридните превозни средства с възможност за включване към електрическата мрежа

Терминът "хибридно електрическо превозно средство" всъщност обхваща две различни понятия. „Изцяло хибридно електрическо превозно средство“ (FHEV, често съкращавано като HEV) и „Хибридно превозно средство с възможност за включване към електрическата мрежа“ (PHEV). И двата подхода се основават на общия факт, че превозните средства разполагат с високоволтов литиево-йонен акумулатор и по този начин могат да се движат изцяло на електричество.

Разликата между двете системи се състои в стратегията за зареждане на високоволтовия акумулатор. При HEV акумулаторът може да се зарежда единствено от двигателя с вътрешно горене или чрез възстановяване на спирачната енергия (рекуперация). При PHEV акумулаторът може да се зарежда и от зарядна станция, както при изцяло електрическо превозно средство, откъдето идва и терминът „Plug-in“. Поради ограничените възможности за зареждане капацитетът на задвижващия акумулатор в HEV обикновено е по-малък, отколкото в PHEV. Поради по-малкия капацитет на акумулатора разстоянията, които могат да бъдат изминати изцяло на електричество, също са по-къси за HEV, отколкото за PHEV.

PHEV каросерия с по-малък резервоар за гориво, но с по-голям акумулатор с външен порт за зареждане за по-дълъг пробег на електричество.

И двете системи позволяват изцяло електрическо и съответно локално шофиране без емисии. Благодарение на допълнителния двигател с вътрешно горене превозното средство може да се използва и на дълги разстояния без ограничения. Ако двигателят с вътрешно горене не се използва, хибридното електрическо превозно средство функционира като изцяло електрически автомобил.

Предимства и недостатъци на HEV и PHEV

Понастоящем всички признаци сочат, че електрическите задвижващи системи са бъдещето на задвижващите технологии. Все още обаче не е ясно коя система за съхранение на енергия ще надделее. Развитието на технологията на литиево-йонните акумулатори и горивните клетки понастоящем е изключително динамично, така че и в двете области в момента се постига огромен напредък. Освен техническите нововъведения и в двете области се обръща специално внимание на мащабируемостта и намаляването на производствените разходи.

Основният приоритет на техническите разработки в областта на тяговите акумулатори продължава да бъде увеличаването на енергийната плътност. Целта е акумулаторите да станат по-малки и по-леки, като същевременно се запази същият капацитет, т.е. същият пробег на превозното средство. Същевременно се полагат усилия за оптимизиране на химическия състав на акумулаторните клетки, за да се сведе до минимум процентът на критичните метали, като например кобалт.

Въпреки че на пазара вече има няколко водородно задвижвани автомобила, масовото производство на задвижвания с горивни клетки все още е по-далеч от това на литиево-йонните батерии. Настоящите разработки са насочени към намаляване на необходимостта от платина в горивната клетка, за да се понижат значително разходите. Постигнат е значителен напредък в създаването на по-здрава и издръжлива мембрана на горивната клетка.

С изключение на системата за съхранение на енергия, архитектурата на задвижващата система на електрическите превозни средства с акумулатори (BEV) и електрическите превозни средства с горивни клетки (FCEV) е до голяма степен сравнима.

1. 12-волтов акумулатор
2. DC/DC преобразувател
3. Голям високоволтов литиево-йонен акумулатор
4. AC/DC преобразувател
5. Високоволтов тягов двигател
6. Източник на електрическо захранване (зарядна станция/стенна кутия)

FCEV използва водороден резервоар, горивна клетка и малък литиево-йонен акумулатор като междинно хранилище за захранване на електрическото задвижване.

1. 12-волтов акумулатор
2. DC/DC преобразувател
3. Голям високоволтов литиево-йонен акумулатор
4. AC/DC преобразувател
5. Високоволтов тягов двигател
6. Горивна клетка
7. Резервоар за водород

Предимства и недостатъци на BEV и FCEV

• По-малко сложна задвижваща система в сравнение с HEV, което потенциално води до по-ниски разходи за поддръжка
• Висок въртящ момент и добра динамика на движение чрез изцяло електрическо задвижване
• Локално шофиране без емисии
• С BEV: Ниски оперативни разходи при използване на частна фотоволтаична система

• По-малко широка мрежа от водородни станции за зареждане и зарядни станции в сравнение с конвенционалните бензиностанции
• Дълъг период на „зареждане“ за BEV
• Много модели са само частично пригодени за употреба на дълги разстояния
• Без субсидии, по-скъпи от сравними конвенционални превозни средства с двигатели с вътрешно горене

Системата за ниско напрежение във всяко електрическо превозно средство

Заключение