Elektriske kjøretøy og 12V-batteriet
Forskjellige typer elbiler og deres avhengighet av 12 V-batteriet
Bilens suksess som individuelt transportmiddel begynte i 1913, da Henry Ford introduserte den den gang revolusjonerende samlebåndsproduksjonen. Selv hundre år senere er de fleste bilene på veiene våre fortsatt basert på prinsippet om forbrenningsmotoren, som har blitt kontinuerlig forbedret av ingeniører og i dag kombinerer høy ytelse, lavt forbruk og lang holdbarhet.
Den stadig mer komplekse motorteknologien og samtidig strengere utslippskrav har utløst et teknologisk sprang som har ført til elektrifiseringen av drivlinjen i dag. Men ikke alle elbiler på markedet er like. Avhengig av krav og kjøretøysegment finnes det ulike tilnærminger til elektrifisert mobilitet.
Hva 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 beste fra to verdener?
Begrepet hybrid betyr bare at det finnes mer enn én energikilde for drift av kjøretøyet. Biler med start–stopp-teknologi regnes faktisk allerede som «mikrohybridbiler», fordi 12 V-batteriet her fungerer som en ekstra energikilde når motoren er slått av.
Utviklingen av «mikrohybriden» var den såkalte «mildhybriden», der et 48 V Li-ion-batteri er installert for å forsyne spesielt energislukende komponenter. Selv om disse to systemene allerede kalles hybrider, mangler de en avgjørende egenskap som lenge har vært forbundet med «hybride elbiler»: ren elektrisk kjøring uten hjelp av forbrenningsmotoren.
Forskjellen mellom fullhybrid og plug-in hybridbiler
Begrepet «Hybrid Electric Vehicle» beskriver egentlig to forskjellige konsepter. «Full Hybrid Electric Vehicle» (FHEV, vanligvis forkortet til HEV) og «Plug-in Hybrid Vehicle» (PHEV). Felles for begge tilnærmingene er at kjøretøyene har et høyspennings litium-ion-batteri og dermed kan kjøres helt elektrisk.
Forskjellen mellom de to systemene ligger i ladestrategien for høyspenningsbatteriet. I en HEV kan batteriet lades utelukkende av forbrenningsmotoren eller ved hjelp av regenerativ bremsing (rekuperasjon). I en PHEV kan batteriet også lades på en ladestasjon, som i en ren elbil, derav betegnelsen «Plug-in». På grunn av de begrensede lademulighetene er kapasiteten til drivbatteriet i en HEV generelt mindre enn i en PHEV. På grunn av batteriets lavere kapasitet er også avstandene som kan tilbakelegges rent elektrisk, kortere for en HEV enn for en PHEV.
- 12-voltsbatteri
- DC/DC-omformer
- Høyspenningsbatteri
- AC/DC-omformer
- Høyspennings traksjonsmotor
- Bensin- eller dieseltank
- Forbrenningsmotor
PHEV-karosseri, med mindre drivstofftank, men større batteri med ekstern ladeport for lengre elektrisk rekkevidde.
- 12-voltsbatteri
- DC/DC-omformer
- Høyspenningsbatteri
- AC/DC-omformer
- Høyspennings traksjonsmotor
- Bensin- eller dieseltank
- Intern forbrenningsmotor
- Elektrisk strømkilde (ladestasjon/veggboks)
Begge systemene muliggjør ren elektrisk og dermed lokal utslippsfri kjøring. Takket være den ekstra forbrenningsmotoren kan kjøretøyet også brukes på lange avstander uten begrensninger. Hvis forbrenningsmotoren ikke brukes, oppfører en hybridbil seg som en helelektrisk bil.
Fordeler og ulemper med HEV og PHEV
- Reduksjon av drivstofforbruket og dermed lavere driftskostnader
- Lokal utslippsfri kjøring
- Høyt dreiemoment via elmotoren ved start og akselerasjon
- Mindre støyutslipp ved ren elektrisk kjøring
- Dyrere enn et tilsvarende kjøretøy med kun forbrenningsmotor
- Mer komplekst fremdriftssystem, derfor potensielt høyere vedlikeholdskostnader
- Høyere kjøretøyvekt på grunn av traksjonsbatteri og ekstra komponenter
- Mindre plass i bagasjerommet for noen kjøretøy, ettersom det trengs plass til høyspenningsbatteriet
Den helelektriske fremtiden: batterielektriske kjøretøy og hydrogendrevne biler
I dag peker alle tegn på at elektriske drivsystemer er fremtidens fremdriftssystem. Det er imidlertid ennå ikke klart hvilket energilagringssystem som vil vinne frem. Utviklingen av litium-ion-batteriteknologi og brenselceller er for tiden svært dynamisk, slik at det gjøres enorme fremskritt på begge områder. I tillegg til tekniske innovasjoner er begge områdene opptatt av skalerbarhet og kostnadsreduksjon i produksjonen.
Fokuset for den tekniske utviklingen av traksjonsbatterier er fortsatt å øke energitettheten. Målet er å gjøre batteriene mindre og lettere, samtidig som man opprettholder samme kapasitet, det vil si samme kjørelengde for kjøretøyet. Samtidig arbeides det med å optimalisere den kjemiske sammensetningen av battericellene for å redusere andelen kritiske metaller, som kobolt, til et minimum.
Selv om det allerede finnes noen hydrogendrevne biler på markedet, er masseproduksjon av brenselcelledrivlinje fortsatt lenger unna enn for litium-ion-batterier. Utviklingen fokuserer nå på å redusere behovet for platina i brenselcellen for å senke kostnadene betraktelig. Det arbeides videre med å gjøre brenselcellemembranen mer robust og holdbar.
Utover energilagringssystemet er drivlinjeutformingen i elektriske kjøretøy med batteri (BEV) og elektriske kjøretøy med brenselcelle (FCEV) i stor grad sammenlignbar.
- 12-voltsbatteri
- DC/DC-omformer
- Stort høyspennings litium-ion-batteri
- AC/DC-omformer
- Høyspennings traksjonsmotor
- Elektrisk strømkilde (ladestasjon/veggboks)
FCEV bruker en hydrogentank, en brenselcelle og et lite litium-ion-batteri som mellomlager for å gi strøm til den elektriske driften.
- 12-voltsbatteri
- DC/DC-omformer
- Stort høyspennings litium-ion-batterii
- AC/DC-omformer
- Høyspent traksjonsmotor
- Brenselcelle
- Hydrogentank
Fordeler og ulemper med BEV og FCEV
- Mindre kompleks drivlinje enn HEV, og dermed potensielt lavere vedlikeholdskostnader
- Høyt dreiemoment og god kjøredynamikk gjennom ren elektrisk drift
- Lokal utslippsfri kjøring
- Med BEV: lave driftskostnader i forbindelse med et eget solcelleanlegg
- Mindre utbygd nettverk av hydrogenfyllestasjoner og ladestasjoner sammenlignet med konvensjonelle bensinstasjoner
- Lang «tanking» for BEV-er
- Mange modeller bare delvis egnet for langdistansebruk
- Uten subsidier, dyrere enn sammenlignbare konvensjonelle biler med forbrenningsmotor
Lavspenningssystemet i alle elbiler
Kjøretøyets 12V-nettverk forsyner komfortfunksjoner, styreenheter, sensorer og aktuatorer.
Å fortsette å kalle det et startbatteri i moderne biler, uansett om de har forbrenningsmotor eller er «helelektriske», yter ikke 12 V-batteriets oppgaver rettferdighet. I denne artikkelen har vi gått nærmere inn på de oppgavene som batteriet håndterer i tillegg til selve startingen av kjøretøyet.
Konklusjon
Fremtiden for bilindustrien er elektrisk. I dag finnes det flere ulike konsepter med hver sine fordeler og ulemper. Kunden har dermed mange valgmuligheter når det gjelder å velge det konseptet som passer best til sine individuelle behov. Hybridkonsepter kombinerer det beste fra begge verdener. På den ene siden tilbyr de lang rekkevidde takket være svært effektive forbrenningsmotorer, mulighet for lokal utslippsfri kjøring og høyt dreiemoment helt fra starten på grunn av den ekstra elektriske drivlinjen. På den annen side blir det allerede komplekse driv- og eksosbehandlingssystemet enda mer komplekst på grunn av de elektriske komponentene.
De fleste elbiler i dag er avhengige av et stort Li-ion-høyspenningsbatteri for energilagring. Lang rekkevidde er fortsatt begrenset til premiumbiler med store traksjonsbatterier. Den pågående forskningen tar imidlertid sikte på å forbedre rekkevidden ytterligere og å unngå kritiske metaller. Tekniske fremskritt og mer effektiv storskalaproduksjon vil også kunne redusere batterikostnadene ytterligere, slik at «elbiler» vil bli konkurransedyktige i andre kjøretøysegmenter. Bruk av hydrogen som energilagringsmedium er en annen lovende tilnærming til fremtidens bil og kan bidra til å overvinne de to største ulempene ved dagens batterielektriske biler: det tunge traksjonsbatteriet og de lange ladetidene.
Hvilket konsept som vil vinne frem i fremtiden, kan ikke forutsies med sikkerhet på nåværende tidspunkt. Det er imidlertid klart at bortsett fra selve drivlinjekonseptet er det ingen ytterligere forskjeller mellom kjøretøyene. Felles for dem alle er elektronikken som er installert i kjøretøyet for komfort- og sikkerhetssystemer, som fortsatt er basert på det etablerte 12 V-elektriske systemet og støttes av et 12 V-batteri.
Finn et pålitelig verksted
Jobber du med batterier?
Utvid kunnskapen din
-
Konstruksjon av VARTA ProMotive EFB lastebilbatterierEt patentert blandeelement sikrer at det ikke kan oppstå syrelagdeling i vårt ProMotive EFB-batteri. Les artikkelen vår nå for å finne ut nøyaktig hvordan dette fungerer, og hvilke fordeler det gir.
-
Betydningen av ladeaksept for lastebilbatterierBatterier med høy startstrøm (CAA) og tilstrekkelig kapasitet (C20) garanterer pålitelig drift av flåten. Vi forteller deg hvorfor.
-
Batteritips for feriesesongenGjør deg klar for reisen. Oppdag nyttige tips og triks for batteriet på fritidskjøretøyet ditt for å få den beste starten på sesongen.
Har du spørsmål?
-
Bruk vår VARTA Batterisøk for å finne det batteriproduktet som passer til ditt kjøretøy.
-
VARTA-teamet skal levere innhold
-
VARTA-teamet skal levere innhold