Elektromos járművek és a 12V-os akkumulátor
A különböző típusú elektromos autók és a 12 V-os akkumulátortól való függésük
A személygépkocsi mint egyéni közlekedési eszköz sikere 1913-ban kezdődött, amikor Henry Ford bevezette az akkor forradalminak számító futószalagos gyártást. Még egy évszázaddal később is az utakon közlekedő autók többsége a belsőégésű motor elvén alapul, amelyet a mérnökök folyamatosan fejlesztettek, és amely ma már a nagy teljesítményt, az alacsony fogyasztást és a hosszú élettartamot ötvözi.
Az egyre bonyolultabbá váló motortechnológia és ezzel párhuzamosan a szigorúbb károsanyag-kibocsátási előírások olyan technológiai ugrást indítottak el, amely napjainkban a hajtáslánc villamosításához vezetett. De nem minden forgalomban lévő elektromos jármű egyforma. A követelmények és a járműszegmens függvényében a villamosított mobilitás különböző megközelítésekkel valósítható meg.
Mi az xEV?
- HEV – Hybrid Electric Vehicle
- PHEV – Plug-in Hybrid Electric Vehicle
- BEV – Battery Electric Vehicle
- FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle
Hibrid elektromos járművek. Mindkét világ legjobbja?
A hibrid kifejezés csak azt jelenti, hogy a jármű működéséhez több energiaforrás is rendelkezésre áll. Valójában a Start-Stop technológiával felszerelt járműveket már "mikro-hibrid" járműveknek tekintik, mivel itt a 12 V-os akkumulátor második energiaforrásként működik, amikor a motor leáll.
A "mikro-hibrid" evolúciója az úgynevezett "mild-hibrid" volt, amelyben egy 48 V-os Li-ion akkumulátor van beépítve a különösen energiaigényes fogyasztók ellátására. Bár ezt a két rendszert már hibridnek nevezik, hiányzik belőlük egy olyan lényeges tulajdonság, amelyet régóta a "hibrid elektromos autókhoz" társítanak: Tisztán elektromos meghajtás a belső égésű motor segítsége nélkül.
A teljes hibrid és a plug-in hibrid járművek közötti különbség
A "hibrid elektromos jármű" kifejezés valójában két különböző fogalmat ír le. A "Full Hybrid Electric Vehicle" (FHEV, általában HEV rövidítéssel) és a "Plug-in Hybrid Vehicle" (PHEV). Mindkét megközelítés közös jellemzője, hogy a járművek nagyfeszültségű lítium-ion akkumulátorral rendelkeznek, és így tisztán elektromos meghajtásúak.
A két rendszer közötti különbség a nagyfeszültségű akkumulátor töltési stratégiájában rejlik. Egy HEV-ben az akkumulátort kizárólag a belső égésű motor vagy a fékenergia visszanyerése (rekuperáció) töltheti. A PHEV-ben az akkumulátor töltőállomáson is feltölthető, mint a tisztán elektromos járművekben, innen a "Plug-in" kifejezés. A korlátozott töltési lehetőségek miatt a HEV-ben a hajtóakkumulátor kapacitása általában kisebb, mint a PHEV-ben. Az akkumulátor kisebb kapacitása miatt a tisztán elektromos meghajtással megtehető távolságok is rövidebbek a HEV esetében, mint a PHEV esetében.
- 12 Voltos akkumulátor
- DC/DC átalakító
- Nagyfeszültségű akkumulátor
- AC/DC átalakító
- Nagyfeszültségű villany motor
- Benzin- vagy dízelüzemű tartály
- Belsőégésű motor
Egy PHEV jármű felépítése, kisebb üzemanyagtartállyal, de nagyobb akkumulátorral, külső töltő csatlakozóval a nagyobb elektromos hatótávolság érdekében.
- 12 voltos akkumulátor
- DC/DC átalakító
- Nagyfeszültségű akkumulátor
- AC/DC átalakító
- Nagyfeszültségű villany motor
- Benzin- vagy dízelüzemű tartály
- Belsőégésű motor
- Elektromos áramforrás (töltőállomás/fali doboz)
Mindkét rendszer tisztán elektromos és így rövid távú károsanyag-kibocsátásmentes közlekedést tesz lehetővé. A kiegészítő belsőégésű motornak köszönhetően a jármű korlátozások nélkül használható hosszú távokon is. Ha a belső égésű motor nem működik, a hibrid elektromos jármű úgy viselkedik, mint egy tisztán elektromos autó.
A HEV- és PHEV-járművek előnyei és hátrányai
- Az üzemanyag-fogyasztás csökkentése és ezáltal alacsonyabb üzemeltetési költségek
- Rövid távú károsanyag-kibocsátásmentes vezetés
- Nagy nyomaték az elektromotoron keresztül indításkor és gyorsításkor
- Kisebb zajkibocsátás tisztán elektromos hajtás közben
- Drágább mint egy hasonló, kizárólag belsőégésű motorral hajtott jármű
- Összetettebb meghajtási rendszer, ezért potenciálisan magasabb karbantartási költségek
- Nagyobb járműtömeg a vontatóakkumulátor és a további alkatrészek miatt
- Kisebb csomagtér egyes járműveknél, mivel a nagyfeszültségű akkumulátornak hely kell
A teljesen elektromos jövő: Akkumulátoros elektromos járművek és hidrogénüzemű autók
Most minden jel arra mutat, hogy az elektromos meghajtás lesz a jövő meghajtási rendszere. Az azonban még nem világos, hogy melyik energiatárolási rendszer fog érvényesülni. A lítium-ion akkumulátor-technológia és az üzemanyagcellák fejlődése jelenleg rendkívül dinamikus, így mindkét területen hatalmas előrelépés tapasztalható. A műszaki újítások mellett mindkét terület a méretezhetőséggel és a gyártási költségek csökkentésével foglalkozik.
A meghajtó akkumulátorok műszaki fejlesztéseinek középpontjában továbbra is az energiasűrűség növelése áll. A cél az, hogy az akkumulátorok kisebbek és könnyebbek legyenek, miközben a kapacitás, azaz a jármű azonos hatótávolsága megmarad. Ugyanakkor erőfeszítéseket tesznek az akkumulátorcellák kémiai összetételének optimalizálására, hogy a kritikus fémek, például a kobalt százalékos arányát minimálisra csökkentsék.
Még ha már vannak is hidrogénüzemű autók a piacon, az üzemanyagcellás meghajtások tömeggyártása még mindig messzebb van, mint a lítium-ion akkumulátoroké. A jelenlegi fejlesztések arra összpontosítanak, hogy a költségek jelentős csökkentése érdekében csökkentsék a platina szükségességét az üzemanyagcellában. További előrelépés történik az üzemanyagcellamembrán masszívabbá és tartósabbá tételében.
Az energiatároló rendszertől eltekintve az akkumulátoros elektromos járművek (BEV) és az üzemanyagcellás elektromos járművek (FCEV) hajtáslánc-felépítése nagyrészt hasonló.
- 12 voltos akkumulátor
- DC/DC átalakító
- Nagyméretű, nagyfeszültségű LiIon akkumulátor
- AC/DC átalakító
- Nagyfeszültségű villany motor
- Elektromos áramforrás (töltőállomás/fali doboz)
Az FCEV hidrogéntartályt használ, üzemanyagcellát és egy kis Li-ion akkumulátort, mint köztes tárolót az elektromos meghajtáshoz.
- 12 voltos akkumulátor
- DC/DC átalakító
- Nagy, nagyfeszültségű Li-ion akkumulátor
- AC/DC átalakító
- Nagyfeszültségű villany motor
- üzemanyagcella
- hidrogéntartály
A BEV és FCEV előnyei és hátrányai
- Kisebb komplex hajtáslánc, mint a HEV-knél, így potenciálisan alacsonyabbak a karbantartási költségek
- Nagy nyomaték és jó menetdinamika a tisztán elektromos hajtás révén
- Rövid távú károsanyag-kibocsátásmentes közlekedés
- BEV-vel: Alacsony üzemeltetési költségek egy saját fotovoltaikus rendszerrel kapcsolatban
- Hagyományos benzinkutakhoz képest kevésbé kiterjedt hidrogéntöltő- és töltőállomás-hálózat
- Hosszú "tankolás" a BEV-k esetében
- Néhány modell csak részben alkalmas távolsági használatra
- Támogatások nélkül, drágább, mint a hasonló hagyományos, belsőégésű motorral hajtott járművek
A kisfeszültségű rendszer minden elektromos járműben
A jármű 12V-os hálózata látja el a kényelmi funkciókat, vezérlőegységeket, érzékelőket és vezérlőegységet.
A modern járművekben továbbra is indítóakkumulátornak nevezni, függetlenül attól, hogy belső égésű motorral rendelkeznek-e vagy "teljesen elektromosak", nem felel meg a 12 V-os akkumulátor feladatainak. Ebben a cikkben részleteztük azokat a feladatokat, amelyeket az akkumulátor a jármű tényleges indításán kívül ellát.
Végkövetkeztetés
Az autóipar jövője elektromos. Jelenleg különböző koncepciók állnak rendelkezésre egyidejűleg, mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. Az ügyfélnek tehát bőven van választási lehetősége, amikor az egyéni igényeinek legmegfelelőbbet kell kiválasztania. A hibrid verziók mindkét világ legjobb tulajdonságait ötvözik. Egyrészt a nagyon hatékony belső égésű motoroknak köszönhetően nagy hatótávolságot, a rövid távú károsanyag-kibocsátásmentes közlekedés lehetőségét és a kiegészítő elektromos meghajtás miatt már a kezdetektől fogva nagy nyomatékot kínálnak. Másrészt az elektromos alkatrészek miatt az amúgy is összetett hajtás- és katalizátor rendszer még összetettebbé válik.
A legtöbb elektromos autó manapság egy nagyméretű Li-ion nagyfeszültségű akkumulátorra támaszkodik az energiatároláshoz. A nagy hatótávolságok még mindig csak a nagy meghajtó akkumulátorral rendelkező prémium kategóriás járművekre korlátozódnak. A jelenlegi kutatások célja azonban a tartomány további javítása és a kritikus fémek mellőzése. A műszaki fejlődés és a hatékonyabb nagyüzemi gyártás is képes lesz tovább csökkenteni az akkumulátor költségeit, így az "elektromos autók" versenyképessé válnak más járműszegmensekben is. A hidrogén energiatároló közegként való felhasználása egy másik ígéretes megközelítés az autó jövője szempontjából, és segíthet leküzdeni a mai akkumulátoros elektromos autók két fő hátrányát: a nehéz meghajtó akkumulátort és a hosszú töltési időt.
Melyik koncepció fog érvényesülni a jövőben, azt jelenleg még nem lehet biztosan megjósolni. Nyilvánvaló azonban, hogy a tényleges meghajtási koncepciótól eltekintve nincsenek további különbségek a járművek között. Ami közös bennük, az a járműbe beépített, a kényelmi és biztonsági rendszereket szolgáló elektronika, amely továbbra is a bevált 12V-os elektromos rendszeren alapul, és amelyet 12V-os akkumulátor támogat.
Keressen egy megbízható műhelyt
Foglalkozik akkumulátorokkal?
Mélyítse el tudását!
-
VARTA Promotive EFB tehergépkocsi akkumulátorok gyártásaA szabadalmaztatott keverőelem biztosítja, hogy a ProMotive EFB akkumulátorunkban nem fordulhat elő savrétegződés. Olvassa el cikkünket, hogy megtudja, pontosan hogyan működik ez, és milyen előnyökkel jár.
-
A tehergépkocsi-akkumulátorok töltéselfogadásának fontosságaA nagy indítóárammal (CAA) és megfelelő kapacitással (C20) rendelkező akkumulátorok garantálják a flotta megbízható működését. Elmondjuk, miért.
-
Akkumulátor tippek a szabadidős szezonraKészüljön fel az utazásra. Fedezze fel a hasznos tippeket és trükköket a szabadidő akkumulátorral kapcsolatban, hogy a lehető legjobban induljon a szezon.
Kérdése van?
-
Használja VARTA® Akkumulátor-keresőnket, hogy megtalálja a járművéhez illő akkumulátort
-
VARTA csapat a tartalom biztosítása érdekében
-
VARTA csapat a tartalom biztosítása érdekében