Elektrická vozidla a 12V baterie
Různé typy elektromobilů a jejich závislost na 12V baterii
Úspěch automobilu jako prostředku individuální dopravy začal v roce 1913, kdy Henry Ford zavedl tehdy revoluční výrobu na montážní lince. I o sto let později je většina automobilů na našich silnicích stále založena na principu spalovacího motoru, který konstruktéři neustále zdokonalují a který dnes v sobě spojuje vysoký výkon, nízkou spotřebu a dlouhou životnost.
Stále složitější technologie motorů a zároveň přísnější emisní předpisy vyvolaly technologický skok, který dnes vede k elektrifikaci pohonných jednotek. Ne všechna elektrická vozidla na trhu jsou však stejná. V závislosti na požadavcích a segmentu vozidel existují různé přístupy k elektrifikované mobilitě.
Co je to xEV?
- HEV – Hybrid Electric Vehicle
- PHEV – Plug-in Hybrid Electric Vehicle
- BEV – Battery Electric Vehicle
- FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle
Hybrid Electric Vehicle. To nejlepší z obou světů?
Pojmem hybrid se rozumí pouze to, že vozidlo využívá k provozu více než jeden zdroj energie. Vozidla s technologií Start-Stop jsou již dnes považována za "mikrohybridní" vozidla, protože zde 12V baterie funguje jako druhý zdroj energie při vypnutém motoru.
Vývojem "mikrohybridu" vznikl takzvaný "mild-hybrid", ve kterém je instalována 48V li-ion baterie pro zásobování energeticky obzvláště náročných spotřebičů. Ačkoli se tyto dva systémy již nazývají hybridy, chybí jim zásadní vlastnost, která byla dlouho spojována s "hybridními elektromobily": Čistě elektrická jízda bez pomoci spalovacího motoru.
Rozdíl mezi plně hybridním a plug-in hybridním vozidlem
Termín "hybridní elektrické vozidlo" ve skutečnosti popisuje dva různé koncepty. "Plně hybridní elektrické vozidlo" (FHEV, obvykle zkráceně HEV) a "Plug-in hybridní vozidlo" (PHEV). Oběma přístupům je společné, že vozidla mají vysokonapěťovou lithium-iontovou baterii, a mohou tak jezdit čistě na elektřinu.
Rozdíl mezi oběma systémy spočívá ve strategii nabíjení vysokonapěťové baterie. U vozidel HEV může být akumulátor dobíjen výhradně spalovacím motorem nebo rekuperací brzdné energie. V případě PHEV lze baterii nabíjet také v nabíjecí stanici jako u čistě elektrického vozidla, proto se používá označení "Plug-in". Vzhledem k omezeným možnostem nabíjení je kapacita pohonného akumulátoru u vozidel HEV obecně menší než u vozidel PHEV. Vzhledem k nižší kapacitě akumulátoru jsou také vzdálenosti, které lze ujet čistě elektricky, u HEV kratší než u PHEV.
- 12voltová baterie
- Měnič stejnosměrného/stejnosměrného napětí
- Vysokonapěťová baterie
- Měnič střídavého/stejnosměrného napětí
- Vysoké napětínapěťový trakční motor
- Nádrž na benzin nebo naftu
- Vnitřní spalovací motor
Nádrž na PHEV, s menší palivovou nádrží, ale větší baterií s externím nabíjecím portem pro delší dojezd na elektřinu.
- 12voltová baterie
- Měnič stejnosměrného/stejnosměrného napětí
- Vysokoprocentní baterie
- Měnič střídavého/stejnosměrného napětí
- Vysokoprocentnínapěťový trakční motor
- Nádrž na benzín nebo naftu
- Vnitřní spalovací motor
- Elektrický zdroj (nabíjecí stanice/nástěnná skříňka)
Oba systémy umožňují čistě elektrickou, a tedy lokální bezemisní jízdu. Díky přídavnému spalovacímu motoru lze vozidlo bez omezení používat i na dlouhé vzdálenosti. Pokud se spalovací motor nepoužívá, chová se hybridní elektromobil jako plně elektrický vůz.
Pro a proti vozidel HEV a PHEV
- Snížení spotřeby paliva a tím i nižších provozních nákladů
- Místní jízda bez emisí
- Vysoký točivý moment prostřednictvím elektromotoru při rozjezdu a akceleraci
- Menší emise hluku při čistě elektrické jízdě
- Dražší než srovnatelné vozidlo pouze se spalovacím motorem
- Složitější pohonný systém, tedy potenciálně vyšší náklady na údržbu
- Vyšší hmotnost vozidla kvůli trakční baterii a dalším komponentům
- Menší zavazadlový prostor u některých vozidel, protože je potřeba místo pro vysokonapěťovou baterii
Celá elektrická budoucnost: Elektromobily na baterie a automobily s vodíkovým pohonem
V současné době vše nasvědčuje tomu, že elektrický pohon je pohonem budoucnosti. Zatím však není jasné, který systém skladování energie bude převažovat. Vývoj technologie lithium-iontových baterií a palivových článků je v současné době velmi dynamický, takže v obou oblastech dochází k obrovskému pokroku. Kromě technických inovací se obě oblasti zabývají škálovatelností a snižováním výrobních nákladů.
Těžištěm technického vývoje trakčních baterií je i nadále zvyšování hustoty energie. Cílem je zmenšit a odlehčit baterie při zachování stejné kapacity, tj. stejné dojezdové vzdálenosti vozidla. Současně se usiluje o optimalizaci chemického složení bateriových článků, aby se snížil podíl kritických kovů, jako je kobalt, na minimum.
Ačkoli jsou již na trhu některé automobily na vodíkový pohon, masová výroba pohonů na palivové články je stále vzdálenější než výroba lithium-iontových baterií. Současný vývoj se zaměřuje na snížení potřeby platiny v palivovém článku, aby se výrazně snížily náklady. Dalšího pokroku se dosahuje v oblasti zvyšování robustnosti a odolnosti membrány palivového článku.
Kromě systému ukládání energie je architektura hnacího ústrojí bateriových elektromobilů (BEV) a elektromobilů s palivovými články (FCEV) do značné míry srovnatelná.
- 12voltová baterie
- Měnič DC/DC
- Velká vysokonapěťová LiIon baterie
- Měnič AC/DC
- Vysokonapěťová baterie LiIon.napěťový trakční motor
- Elektrický zdroj (nabíjecí stanice/nástěnný box)
FCEV využívá vodíkovou nádrž, palivový článek a malou li-ion baterii jako mezisklad pro napájení elektrického pohonu.
- 12 V baterie
- DC/DC měnič
- Velká vysokonapěťová LiIon baterie
- AC/DC měnič
- Vysoko-.napěťový trakční motor
- Palivový článek
- Vodíková nádrž
Pros a proti BEV a FCEV
- Méně složité hnací ústrojí než u HEV, tedy potenciálně nižší náklady na údržbu
- Vysoký točivý moment a dobrá jízdní dynamika díky čistě elektrickému pohonu
- Místní jízda bez emisí
- U BEV: Nízké provozní náklady ve spojení se soukromým fotovoltaickým systémem
- Méně rozsáhlá síť vodíkových čerpacích stanic a dobíjecích stanic ve srovnání s běžnými benzinovými stanicemi
- Dlouhé "tankování" pro BEV
- Mnoho modelů vhodných pro dálkové použití jen částečně
- Bez dotací, dražší než srovnatelná konvenční vozidla se spalovacími motory
Nízkonapěťový systém v každém elektromobilu
Síť 12V vozidla napájí komfortní funkce, řídicí jednotky, snímače a akční členy.
Ještě stále nazývat startovací baterii v moderních vozidlech, bez ohledu na to, zda mají spalovací motor nebo jsou "plně elektrická", nevystihuje úkoly 12V baterie. V tomto článku jsme podrobně popsali úkoly, které baterie plní kromě samotného startování vozidla.
Závěr
Budoucnost automobilů je elektrická. V současné době jsou současně k dispozici různé koncepce, z nichž každá má své výhody a nevýhody. Zákazník si tak může vybrat nejvhodnější koncept pro své individuální potřeby. Hybridní koncepty kombinují to nejlepší z obou světů. Na jedné straně nabízejí dlouhý dojezd díky velmi účinným spalovacím motorům, možnost lokální bezemisní jízdy a vysoký točivý moment od samého počátku díky přídavnému elektrickému pohonu. Na druhou stranu se již tak složitý systém pohonu a úpravy výfukových plynů stává díky elektrickým komponentům ještě složitějším.
Většina dnešních elektromobilů se spoléhá na velkou li-ionovou vysokonapěťovou baterii pro ukládání energie. Dlouhý dojezd je stále omezen na prémiová vozidla s velkými trakčními bateriemi. Současný výzkum se však zaměřuje na další zlepšení rozsahu a na odstranění kritických kovů. Technický pokrok a efektivnější velkosériová výroba budou také schopny dále snížit náklady na baterii, takže "elektromobily" se stanou konkurenceschopnými i v jiných segmentech vozidel. Využití vodíku jako média pro ukládání energie je dalším slibným přístupem k budoucnosti automobilů a mohlo by pomoci překonat dvě hlavní nevýhody dnešních bateriových elektromobilů: těžkou trakční baterii a dlouhou dobu nabíjení.
Která koncepce v budoucnu převládne, nelze v tuto chvíli s jistotou předpovědět. Je však zřejmé, že kromě vlastní koncepce pohonu nejsou mezi vozidly žádné další rozdíly. Všem je společná elektronika instalovaná ve vozidle pro komfortní a bezpečnostní systémy, která je i nadále založena na zavedeném 12V elektrickém systému a je podporována 12V baterií.
Najděte si důvěryhodnou dílnu
Prohlubte své znalosti
-
Konstrukce VARTA Promotive EFB - baterie pro nákladní automobilyPatentovaný mísící prvek zajišťuje, že v naší baterii Promotive EFB nemůže dojít ke stratifikaci kyseliny. Přečtěte si náš článek a zjistěte, jak přesně funguje a jaké výhody přináší.
-
Význam akceptace nabíjení baterií pro nákladní automobilyBaterie s vysokým startovacím proudem (CCA) a dostatečnou kapacitou (C20) zaručují spolehlivý provoz vozového parku. Řekneme vám proč.
-
Tipy na baterie pro volný časPřipravte se na cestu. Objevte užitečné tipy a triky pro vaši volnočasovou baterii, abyste mohli co nejlépe zahájit sezónu.
Máte dotaz?
-
Použijte náš VARTA vyhledávač baterií a najděte baterii, která se hodí pro vaše vozidlo.
. -
VARTA tým pro poskytování obsahu
-
VARTA tým pro poskytování obsahu