Elbiler og 12V-batteriet
Forskellige typer elbiler og deres afhængighed af 12 V-batteriet
Bilens succes som individuelt transportmiddel begyndte i 1913 med Henry Fords introduktion af den dengang revolutionerende samlebåndsproduktion. Selv et århundrede senere er de fleste biler på vores veje stadig baseret på princippet om forbrændingsmotoren, som løbende er blevet forbedret af ingeniører og i dag kombinerer høj ydeevne, lavt forbrug og lang holdbarhed.
En stadig mere kompleks motorteknologi og samtidig strengere lovgivning om emission har udløst et teknologisk spring fremad, der har ført til elektrificering af drivlinjen i dag. Men ikke alle elbiler på markedet er ens. Afhængigt af kravene og køretøjssegmentet er der forskellige tilgange til elektrificeret mobilitet.
Hvad er en xEV?
- HEV – Hybrid Electric Vehicle
- PHEV – Plug-in Hybrid Electric Vehicle
- BEV – Battery Electric Vehicle
- FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle
Hybrid Electric Vehicles. Det bedste fra begge verdener?
Begrebet hybrid betyder, at der er mere end én energikilde til driften af køretøjet. Faktisk betragtes køretøjer med start-stop-teknologi allerede som "mikro-hybrid"-køretøjer, fordi 12V-batteriet her fungerer som en sekundær energikilde, når motoren er slukket.
Udviklingen af "mikro-hybrid" var den såkaldte "mild-hybrid", hvor der er installeret et 48V Li-ion-batteri til at forsyne særligt energikrævende funktioner. Selvom disse to systemer allerede kaldes hybrider, mangler de en afgørende funktion, som længe har været forbundet med "hybride elbiler": Rent elektrisk kørsel uden hjælp fra forbrændingsmotoren.
Forskellen mellem fuldhybrid- og plug-in-hybridkøretøjer
Begrebet "Hybrid Electric Vehicle" beskriver faktisk to forskellige koncepter. "Full Hybrid Electric Vehicle" (FHEV, normalt forkortet til HEV) og "Plug-in Hybrid Vehicle" (PHEV). Begge tilgange har det til fælles, at køretøjerne har et højspændings-lithium-ion-batteri og dermed kan køre udelukkende på el.
Forskellen mellem de to systemer ligger i opladningsstrategien for højspændingsbatteriet. I en HEV kan batteriet udelukkende oplades af forbrændingsmotoren eller ved genvinding af bremseenergi (rekuperation). I en PHEV kan batteriet også oplades ved en ladestation, som i en ren elbil, deraf betegnelsen "Plug-in". På grund af de begrænsede opladningsmuligheder er kapaciteten af drivbatteriet i en HEV generelt mindre end i en PHEV. På grund af batteriets lavere kapacitet er de afstande, der kan tilbagelægges rent elektrisk, også kortere for en HEV end for en PHEV.
- 12-voltsbatteri
- DC/DC-konverter
- Højspændingsbatteri
- AC/DC-konverter
- Højspændingstraktionsmotor
- Benzin- eller dieseltank
- Forbrændingsmotor
PHEV-karosseri, med mindre brændstoftank, men større batteri med ekstern opladningsport for længere elektrisk rækkevidde.
- 12 volts batteri
- DC/DC-konverter
- Højspændingsbatteri
- AC/DC-konverter
- Højspændingstraktionsmotor
- Benzin- eller dieseltank
- Forbrændingsmotor
- Elektrisk strømkilde (ladestation/vægboks)
Begge systemer muliggør rent elektrisk og dermed lokal emissionsfri kørsel. Takket være den ekstra forbrændingsmotor kan køretøjet også bruges over lange afstande uden begrænsninger. Hvis forbrændingsmotoren ikke bruges, opfører et hybridelektrisk køretøj sig som en ren elbil.
Fordele og ulemper ved HEV'er og PHEV'er
- Reduktion af brændstofforbruget og dermed lavere driftsomkostninger
- Lokal emissionsfri kørsel
- Højt drejningsmoment via elmotoren ved start og acceleration
- Mindre støjemission ved ren eldrift
- Dyrere end et tilsvarende køretøj kun med forbrændingsmotor
- Mere komplekst fremdriftssystem, derfor potentielt højere vedligeholdelsesomkostninger
- Højere køretøjsvægt på grund af traktionsbatteri og ekstra komponenter
- Mindre bagagerumsplads for nogle køretøjer, da der er brug for plads til højspændingsbatteriet
En fremtid kun på el: El- og brintbiler med batterier
I dag peger alle tegn på, at elektriske drivsystemer er fremtidens fremdriftssystem. Det er dog endnu ikke klart, hvilket energilagringssystem der vil sejre. Udviklingen af litium-ion-batteriteknologi og brændselsceller er i øjeblikket meget dynamisk, så der sker enorme fremskridt på begge områder. Ud over tekniske innovationer er begge områder optaget af skalerbarhed og omkostningsreduktion i produktionen.
Fokus for den tekniske udvikling af traktionsbatterier er fortsat en forøgelse af energitætheden. Målet er at gøre batterierne mindre og lettere og samtidig bevare den samme kapacitet, dvs. den samme kørestrækning for køretøjet. Samtidig arbejdes der på at optimere den kemiske sammensætning af battericellerne for at reducere andelen af kritiske metaller som f.eks. kobolt til et minimum.
Selvom der allerede er nogle brintdrevne biler på markedet, er der stadig længere til masseproduktion af brændselscelle-drivmidler end af litium-ion-batterier. Den nuværende udvikling fokuserer på at reducere behovet for platin i brændselscellen for at sænke omkostningerne betydeligt. Der gøres yderligere fremskridt med at gøre brændselscellemembranen mere robust og holdbar.
Ud over energilagringssystemet er drivlinjearkitekturen i batterielektriske køretøjer (BEV'er) og brændselscelleelektriske køretøjer (FCEV'er) stort set sammenlignelig.
- 12 volt batteri
- DC/DC-konverter
- Stort højspændings-LiIon-batteri
- AC/DC-konverter
- Højspændingstraktionsmotor
- Elektrisk strømkilde (ladestation/vægboks)
FCEV'en bruger en brinttank, en brændselscelle og et lille Li-ion-batteri som drivmidler.
- 12-voltsbatteri
- DC/DC-konverter
- Stort højspændings-Li-ion-batteri
- AC/DC-konverter
- Højspændingsmotor
- Brændstofcelle
- Brinttank
Fordele og ulemper ved BEV'er og FCEV'er
- Mindre kompleks drivlinje end HEV'er, dermed potentielt lavere vedligeholdelsesomkostninger
- Højt drejningsmoment og god køredynamik gennem ren eldrift
- Lokal emissionsfri kørsel
- Med BEV: Lave driftsomkostninger i forbindelse med et privat solcelleanlæg
- Mindre omfattende netværk af brinttankstationer og ladestationer sammenlignet med konventionelle benzinstationer
- Lang "optankningstid" for BEV'er
- Mange modeller er kun delvist egnede til langdistancebrug
- Uden tilskud er den dyrere end sammenlignelige konventionelle køretøjer med forbrændingsmotor
Lavspændingssystemet i alle elbiler
Køretøjets 12V-netværk forsyner komfortfunktioner, styreenheder, sensorer og aktuatorer.
At det stadig kaldes et startbatteri i moderne køretøjer, uanset om de har en forbrændingsmotor eller er "fuldt elektriske", yder ikke 12 V-batteriets opgaver retfærdighed. I denne artikel har vi beskrevet de opgaver, som batteriet varetager ud over den egentlige start af køretøjet.
Konklusion
Fremtiden for biler er elektrisk. I øjeblikket er der forskellige koncepter til rådighed samtidig, hver med deres egne fordele og ulemper. Kunden har altså frit valg på alle hylder, når det gælder om at vælge det koncept, der passer bedst til hans eller hendes individuelle behov. Hybridkoncepter kombinerer det bedste fra begge verdener. På den ene side tilbyder de lang rækkevidde takket være meget effektive forbrændingsmotorer, mulighed for lokal emissionsfri kørsel og højt drejningsmoment lige fra starten på grund af det ekstra elektriske drivmiddel. På den anden side bliver det allerede komplekse driv- og udstødningssystem endnu mere komplekst på grund af de elektriske komponenter.
De fleste elbiler er i dag afhængige af et stort Li-ion højspændingsbatteri til energilagring. Lange rækkevidder er stadig begrænset til premium-køretøjer med store drivbatterier. Men den nuværende forskning sigter mod at forbedre rækkevidden yderligere og reducere kritiske metaller. Tekniske fremskridt og mere effektiv produktion i stor skala vil også kunne reducere omkostningerne til batteriet yderligere, så "elbiler" bliver konkurrencedygtige i andre køretøjssegmenter. Brugen af brint som energilagringsmedium er en anden lovende tilgang til bilens fremtid og kan hjælpe med at overvinde de to største ulemper ved nutidens batteridrevne elbiler: det tunge trækbatteri og de lange opladningstider.
Hvilket koncept der vil sejre i fremtiden, kan ikke forudsiges med sikkerhed på nuværende tidspunkt. Det er dog klart, at bortset fra selve drivkonceptet er der ingen yderligere forskelle mellem køretøjerne. Det, de alle har til fælles, er den elektronik, der er installeret i køretøjet til komfort- og sikkerhedssystemer, som fortsat er baseret på det etablerede 12V elektriske system og understøttes af et 12V batteri.
Find et pålideligt værksted
Arbejder du med batterier?
Uddyb din viden
.-
Konstruktion af VARTA ProMotive EFB lastbilbatterierEt patenteret blandingselement sikrer, at der ikke kan opstå syreophobning i vores ProMotive EFB-batteri. Læs her vores artikel, så du ved, hvordan det mere præcist fungerer, og hvilke fordele du får med i købet.
-
Vigtigheden af opladningsaccept af lastbilbatterierBatterier med høj startstrøm (CAA) og tilstrækkelig kapacitet (C20) garanterer en pålidelig flådedrift. Vi fortæller dig hvorfor.
-
Batteritips til fritidssæsonenGør dig klar til din rejse. Find nyttige tips og tricks til dit fritidsbatteri, så du får den bedste start på sæsonen.
Har du et spørgsmål?
-
Brug vores VARTA Battery Finder til at finde det batteriprodukt, der passer til dit køretøj.
. -
VARTA-team leverer indhold
-
VARTA-team leverer indhold