Ηλεκτρικά οχήματα και μπαταρία 12V
Διαφορετικοί τύποι ηλεκτρικών αυτοκινήτων και η εξάρτησή τους από την μπαταρία 12V
Η επιτυχία του αυτοκινήτου ως μέσου ατομικής μετακίνησης ξεκίνησε το 1913, με την εισαγωγή της επαναστατικής τότε παραγωγής με γραμμή συναρμολόγησης από τον Henry Ford. Ακόμη και έναν αιώνα αργότερα, τα περισσότερα αυτοκίνητα στους δρόμους μας εξακολουθούν να βασίζονται στην αρχή του κινητήρα εσωτερικής καύσης, ο οποίος βελτιώνεται συνεχώς από τους μηχανικούς και σήμερα συνδυάζει υψηλές επιδόσεις, χαμηλή κατανάλωση και μακροχρόνια αντοχή.
Η ολοένα και πιο πολύπλοκη τεχνολογία των κινητήρων και, ταυτόχρονα, οι αυστηρότεροι κανονισμοί για τις εκπομπές ρύπων προκάλεσαν ένα τεχνολογικό άλμα που οδήγησε στην ηλεκτροκίνηση του συστήματος μετάδοσης κίνησης σήμερα. Ωστόσο, δεν είναι όλα τα ηλεκτρικά οχήματα που κυκλοφορούν στην αγορά ίδια. Ανάλογα με τις απαιτήσεις και το τμήμα του οχήματος, υπάρχουν διαφορετικές προσεγγίσεις στην ηλεκτροκίνηση.
Τι είναι ένα xEV;
- HEV – Υβριδικό ηλεκτρικό όχημα
- PHEV – Επαναφορτιζόμενο από το δίκτυο (plug-in) υβριδικό ηλεκτρικό όχημα
- BEV – Ηλεκτρικό όχημα με μπαταρία
- FCEV – Ηλεκτρικό όχημα κυψελών καυσίμου
Υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα. Το καλύτερο και από τους δύο κόσμους;
Ο όρος υβριδικό σημαίνει μόνο ότι υπάρχουν περισσότερες από μία πηγές ενέργειας για τη λειτουργία του οχήματος. Στην πραγματικότητα, τα οχήματα με τεχνολογία Start-Stop θεωρούνται ήδη «μικρο-υβριδικά» οχήματα, επειδή σε αυτά η μπαταρία 12 V λειτουργεί ως δεύτερη πηγή ενέργειας όταν ο κινητήρας είναι σβηστός.
Η εξέλιξη του «μικρο-υβριδικού» ήταν το λεγόμενο «ήπιο-υβριδικό», στο οποίο εγκαθίσταται μια μπαταρία ιόντων λιθίου 48V για την τροφοδοσία καταναλωτών με ιδιαίτερα υψηλές ενεργειακές απαιτήσεις. Παρόλο που τα δύο αυτά συστήματα ονομάζονται ήδη υβριδικά, δεν διαθέτουν ένα βασικό χαρακτηριστικό που έχει συνδεθεί εδώ και καιρό με τα «υβριδικά ηλεκτρικά αυτοκίνητα»: Αμιγώς ηλεκτρική οδήγηση χωρίς τη βοήθεια του κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Η διαφορά μεταξύ πλήρως υβριδικών και plug-in υβριδικών οχημάτων
Ο όρος «υβριδικό ηλεκτρικό όχημα» περιγράφει στην πραγματικότητα δύο διαφορετικές έννοιες. Το «πλήρως υβριδικό ηλεκτρικό όχημα» (FHEV, συνήθως με συντομογραφία HEV) και το «plug-in υβριδικό όχημα» (PHEV). Και οι δύο τύποι μοιράζονται το γεγονός ότι τα οχήματα διαθέτουν μπαταρία ιόντων λιθίου υψηλής τάσης και μπορούν έτσι να οδηγούνται αμιγώς ηλεκτρικά.
Η διαφορά μεταξύ των δύο συστημάτων έγκειται στη στρατηγική φόρτισης της μπαταρίας υψηλής τάσης. Σε ένα HEV, η μπαταρία μπορεί να φορτίζεται αποκλειστικά από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης ή από την ανάκτηση ενέργειας πέδησης. Σε ένα PHEV, η μπαταρία μπορεί επίσης να φορτιστεί σε έναν σταθμό φόρτισης, όπως σε ένα αμιγώς ηλεκτρικό όχημα, εξ ου και ο όρος «Plug-in». Λόγω των περιορισμένων δυνατοτήτων φόρτισης, η χωρητικότητα της μπαταρίας κίνησης σε ένα HEV είναι γενικά μικρότερη από ό,τι σε ένα PHEV. Λόγω της μικρότερης χωρητικότητας της μπαταρίας, οι αποστάσεις που μπορούν να καλυφθούν αμιγώς ηλεκτρικά είναι επίσης μικρότερες για ένα HEV από ό,τι για ένα PHEV.
- Μπαταρία 12 Volt
- Μετατροπέας DC/DC
- Μπαταρία υψηλής τάσης
- Μετατροπέας AC/DC
- Κινητήρας έλξης υψηλής τάσης
- Δεξαμενή βενζίνης ή ντίζελ
- Κινητήρας εσωτερικής καύσης
Αμάξωμα PHEV, με μικρότερο ρεζερβουάρ καυσίμου αλλά μεγαλύτερη μπαταρία με εξωτερική θύρα φόρτισης για μεγαλύτερη ηλεκτρική αυτονομία.
- Μπαταρία 12 Volt
- Μετατροπέας DC/DC
- Μπαταρία υψηλής τάσης
- Μετατροπέας AC/DC
- Κινητήρας έλξης υψηλής τάσης
- Δεξαμενή βενζίνης ή ντίζελ
- Κινητήρας εσωτερικής καύσης
- Πηγή ηλεκτρικής ενέργειας (σταθμός φόρτισης/κουτί τοίχου)
Και τα δύο συστήματα επιτρέπουν την αμιγώς ηλεκτρική οδήγηση και, συνεπώς, την οδήγηση χωρίς τοπικές εκπομπές ρύπων. Χάρη στον πρόσθετο κινητήρα εσωτερικής καύσης, το όχημα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για μεγάλες αποστάσεις χωρίς περιορισμούς. Εάν δεν χρησιμοποιείται ο κινητήρας εσωτερικής καύσης, ένα υβριδικό ηλεκτρικό όχημα συμπεριφέρεται όπως ένα αμιγώς ηλεκτρικό αυτοκίνητο.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των HEV και PHEV
- Μείωση της κατανάλωσης καυσίμων και, συνεπώς, μείωση του λειτουργικού κόστους
- Οδήγηση χωρίς τοπικές εκπομπές ρύπων
- Υψηλή ροπή μέσω του ηλεκτροκινητήρα κατά την εκκίνηση και την επιτάχυνση
- Λιγότερες εκπομπές θορύβου κατά την αμιγώς ηλεκτρική οδήγηση
- Πιο ακριβό από ένα συγκρίσιμο όχημα με κινητήρα εσωτερικής καύσης μόνο
- Πιο πολύπλοκο σύστημα πρόωσης, επομένως δυνητικά υψηλότερο κόστος συντήρησης
- Μεγαλύτερο βάρος οχήματος λόγω της μπαταρίας έλξης και των πρόσθετων εξαρτημάτων
- Μικρότερος χώρος αποσκευών για ορισμένα οχήματα, καθώς απαιτείται χώρος για την μπαταρία υψηλής τάσης
Το πλήρως ηλεκτρικό μέλλον: Ηλεκτρικά οχήματα με μπαταρία και υδρογονοκίνητα αυτοκίνητα
Στις μέρες μας, όλα δείχνουν ότι τα ηλεκτρικά συστήματα κίνησης θα είναι το σύστημα πρόωσης του μέλλοντος. Ωστόσο, δεν είναι ακόμη σαφές ποιο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας θα επικρατήσει. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας των μπαταριών ιόντων λιθίου και των κυψελών καυσίμου είναι σήμερα ιδιαίτερα δυναμική, με αποτέλεσμα να σημειώνεται τεράστια πρόοδος και στους δύο τομείς. Εκτός από τις τεχνικές καινοτομίες, και οι δύο τομείς επικεντρώνονται στη δυνατότητα κλιμάκωσης και στη μείωση του κόστους παραγωγής.
Το επίκεντρο των τεχνικών εξελίξεων στις μπαταρίες έλξης εξακολουθεί να είναι η αύξηση της ενεργειακής πυκνότητας. Στόχος είναι οι μπαταρίες να γίνουν μικρότερες και ελαφρύτερες, διατηρώντας την ίδια χωρητικότητα, δηλαδή την ίδια αυτονομία του οχήματος. Ταυτόχρονα, καταβάλλονται προσπάθειες για τη βελτιστοποίηση της χημικής σύνθεσης των κυψελών των μπαταριών, προκειμένου να μειωθεί στο ελάχιστο το ποσοστό των κρίσιμων μετάλλων, όπως το κοβάλτιο.
Αν και υπάρχουν ήδη κάποια αυτοκίνητα υδρογόνου στην αγορά, η μαζική παραγωγή συστημάτων κίνησης με κυψέλες καυσίμου είναι ακόμη πιο μακριά από αυτή των μπαταριών λιθίου-ιόντων. Η τρέχουσα ανάπτυξη επικεντρώνεται στη μείωση της ανάγκης για πλατίνα στις κυψέλες καυσίμου, προκειμένου να μειωθούν σημαντικά τα κόστη. Σημειώνεται περαιτέρω πρόοδος για να καταστεί η μεμβράνη των κυψελών καυσίμου πιο ισχυρή και ανθεκτική.
Εκτός από το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, η αρχιτεκτονική του συστήματος μετάδοσης κίνησης των ηλεκτρικών οχημάτων με μπαταρία (BEV) και των ηλεκτρικών οχημάτων με κυψέλες καυσίμου (FCEV) είναι σε μεγάλο βαθμό συγκρίσιμη.
- Μπαταρία 12 Volt
- Μετατροπέας DC/DC
- Μεγάλη μπαταρία ιόντων λιθίου υψηλής τάσης
- Μετατροπέας AC/DC
- Κινητήρας έλξης υψηλής τάσης
- Πηγή ηλεκτρικής ενέργειας (σταθμός φόρτισης/κουτί τοίχου)
Το FCEV χρησιμοποιεί μια δεξαμενή υδρογόνου, μια κυψέλη καυσίμου και μια μικρή μπαταρία ιόντων λιθίου ως ενδιάμεσο αποθηκευτικό μέσο για την τροφοδοσία της ηλεκτρικής κίνησης.
- Μπαταρία 12 Volt
- Μετατροπέας DC/DC
- Μεγάλη μπαταρία ιόντων λιθίου υψηλής τάσης
- Μετατροπέας AC/DC
- Κινητήρας έλξης υψηλής τάσης
- Κυψέλη καυσίμου
- Δεξαμενή υδρογόνου
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των BEV και FCEV
- Λιγότερο πολύπλοκο σύστημα μετάδοσης κίνησης από τα HEV, συνεπώς δυνητικά χαμηλότερο κόστος συντήρησης
- Υψηλή ροπή και καλή δυναμική οδήγησης μέσω αμιγώς ηλεκτρικής κίνησης
- Οδήγηση χωρίς τοπικές εκπομπές ρύπων
- Με BEV: Χαμηλό λειτουργικό κόστος σε συνδυασμό με ένα ιδιωτικό φωτοβολταϊκό σύστημα
- Λιγότερο εκτεταμένο δίκτυο σταθμών ανεφοδιασμού υδρογόνου και σταθμών φόρτισης σε σύγκριση με τα συμβατικά πρατήρια καυσίμων
- Μεγάλη διάρκεια «ανεφοδιασμού» για τα BEV
- Πολλά μοντέλα είναι μόνο εν μέρει κατάλληλα για χρήση σε μεγάλες αποστάσεις
- Χωρίς επιδοτήσεις, πιο ακριβά από τα συγκρίσιμα συμβατικά οχήματα με κινητήρες εσωτερικής καύσης
Το σύστημα χαμηλής τάσης σε κάθε ηλεκτρικό όχημα
Το δίκτυο 12V του οχήματος τροφοδοτεί λειτουργίες άνεσης, μονάδες ελέγχου, αισθητήρες και ενεργοποιητές.
Το να συνεχίσουμε να την αποκαλούμε μπαταρία εκκίνησης στα σύγχρονα οχήματα, ανεξάρτητα από το αν διαθέτουν κινητήρα εσωτερικής καύσης ή είναι «αμιγώς ηλεκτρικά», δεν αντικατοπτρίζει επαρκώς τα καθήκοντα της μπαταρίας 12V. Σε αυτό το άρθρο, παρουσιάσαμε αναλυτικά τα καθήκοντα που αναλαμβάνει η μπαταρία εκτός από την πραγματική εκκίνηση του οχήματος.
Συμπέρασμα
Το μέλλον της αυτοκινητοβιομηχανίας είναι ηλεκτρικό. Επί του παρόντος, διατίθενται ταυτόχρονα διαφορετικά συστήματα, το καθένα με τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Έτσι, ο πελάτης έχει τη δυνατότητα να επιλέξει το πλέον κατάλληλο σύστημα για τις ανάγκες του. Τα υβριδικά συστήματα συνδυάζουν τα καλύτερα και από τους δύο κόσμους. Από τη μία πλευρά, προσφέρουν μεγάλη εμβέλεια χάρη στους πολύ αποδοτικούς κινητήρες εσωτερικής καύσης, τη δυνατότητα οδήγησης χωρίς τοπικές εκπομπές ρύπων και υψηλή ροπή από την αρχή λόγω της πρόσθετης ηλεκτρικής κίνησης. Από την άλλη πλευρά, το ήδη πολύπλοκο σύστημα μετάδοσης κίνησης και επεξεργασίας καυσαερίων γίνεται ακόμη πιο πολύπλοκο λόγω των ηλεκτρικών εξαρτημάτων.
Τα περισσότερα ηλεκτρικά αυτοκίνητα σήμερα βασίζονται σε μια μεγάλη μπαταρία ιόντων-λιθίου υψηλής τάσης για την αποθήκευση ενέργειας. Οι μεγάλες αυτονομίες περιορίζονται ακόμη σε οχήματα υψηλής ποιότητας με μεγάλες μπαταρίες έλξης. Ωστόσο, η τρέχουσα έρευνα αποσκοπεί στην περαιτέρω βελτίωση της αυτονομίας και στην απαλλαγή από τα κρίσιμα μέταλλα. Η τεχνική πρόοδος και η αποδοτικότερη παραγωγή μεγάλης κλίμακας θα μπορέσουν επίσης να μειώσουν περαιτέρω το κόστος της μπαταρίας, έτσι ώστε τα «ηλεκτρικά αυτοκίνητα» να γίνουν ανταγωνιστικά σε άλλα τμήματα οχημάτων. Η χρήση του υδρογόνου ως μέσο αποθήκευσης ενέργειας είναι μια άλλη πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για το μέλλον της αυτοκίνησης και θα μπορούσε να βοηθήσει να ξεπεραστούν τα δύο μεγάλα μειονεκτήματα των σημερινών ηλεκτρικών αυτοκινήτων με μπαταρία: η βαριά μπαταρία έλξης και οι μεγάλοι χρόνοι φόρτισης.
Το ποιο σύστημα θα επικρατήσει στο μέλλον δεν μπορεί να προβλεφθεί με βεβαιότητα σε αυτό το σημείο. Είναι σαφές, ωστόσο, ότι εκτός από το πραγματικό σύστημα μετάδοσης κίνησης, δεν υπάρχουν περαιτέρω διαφορές μεταξύ των οχημάτων. Αυτό που έχουν όλα κοινό είναι τα ηλεκτρονικά συστήματα που είναι εγκατεστημένα στο όχημα για τα συστήματα άνεσης και ασφάλειας, τα οποία εξακολουθούν να βασίζονται στο καθιερωμένο ηλεκτρικό σύστημα 12V και να υποστηρίζονται από μια μπαταρία 12V.
Βρείτε ένα αξιόπιστο συνεργείο
Ασχολείστε με μπαταρίες;
Εμβαθύνετε τις γνώσεις σας
-
Κατασκευή των μπαταριών φορτηγών VARTA Promotive EFBΈνα κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στοιχείο ανάμιξης εξασφαλίζει ότι δεν μπορεί να προκύψει διαστρωμάτωση οξέος στην μπαταρία μας ProMotive EFB. Διαβάστε τώρα το άρθρο μας για να μάθετε πώς ακριβώς λειτουργεί αυτό και ποια είναι τα πλεονεκτήματα που προσφέρει.
-
Η σημασία της αποδοχής φόρτισης των μπαταριών φορτηγώνΟι μπαταρίες με υψηλό ρεύμα εκκίνησης (CAA) και επαρκή χωρητικότητα (C20) εγγυώνται την αξιόπιστη λειτουργία του στόλου. Θα σας πούμε γιατί.
-
Συμβουλές για την μπαταρία κατά την περίοδο αναψυχήςΕτοιμαστείτε για το ταξίδι σας. Ανακαλύψτε χρήσιμες συμβουλές και κόλπα για την μπαταρία αναψυχής σας, ώστε να ξεκινήσετε τη σεζόν με τον καλύτερο δυνατό τρόπο
Έχετε κάποια ερώτηση;
-
Χρησιμοποιήστε τον VARTA Ευρετήριο μπαταριών για να βρείτε το προϊόν μπαταρίας που ταιριάζει στο όχημά σας.
-
VARTA ομάδα για την παροχή περιεχομένου
-
VARTA ομάδα για την παροχή περιεχομένου