Pojazdy elektryczne i akumulator 12 V

Termin hybryda oznacza tylko, że istnieje więcej niż jedno źródło energii do działania pojazdu. W rzeczywistości pojazdy z technologią Start-Stop są już uważane za pojazdy "mikrohybrydowe", ponieważ w tym przypadku akumulator 12 V działa jako drugie źródło energii, gdy silnik jest wyłączony.

Ewolucją "mikrohybrydy" była tak zwana "łagodna hybryda", w której zainstalowano akumulator litowo-jonowy 48 V, aby zasilać szczególnie energochłonnych konsumentów. Chociaż te dwa systemy są już nazywane hybrydami, brakuje im kluczowej cechy, która od dawna kojarzy się z "hybrydowymi samochodami elektrycznymi": Czysto elektryczna jazda bez pomocy silnika spalinowego.

Różnica między pojazdami w pełni hybrydowymi a pojazdami hybrydowymi typu plug-in

Termin "hybrydowy pojazd elektryczny" w rzeczywistości opisuje dwie różne koncepcje. "Full Hybrid Electric Vehicle" (FHEV, zwykle w skrócie HEV) oraz "Plug-in Hybrid Vehicle" (PHEV). Oba podejścia łączy fakt, że pojazdy są wyposażone w wysokonapięciowy akumulator litowo-jonowy, dzięki czemu mogą być napędzane wyłącznie elektrycznie.

Różnica między tymi dwoma systemami polega na strategii ładowania akumulatora wysokonapięciowego. W pojazdach HEV akumulator może być ładowany wyłącznie przez silnik spalinowy lub przez odzysk energii hamowania (rekuperację). W PHEV akumulator może być również ładowany na stacji ładowania, tak jak w pojeździe czysto elektrycznym, stąd termin "Plug-in". Ze względu na ograniczone możliwości ładowania, pojemność akumulatora napędowego w HEV jest zazwyczaj mniejsza niż w PHEV. Ze względu na mniejszą pojemność akumulatora, odległości, które można pokonać wyłącznie elektrycznie, są również krótsze dla HEV niż dla PHEV.

nadwozie PHEV, z mniejszym zbiornikiem paliwa, ale większą baterią z zewnętrznym portem ładowania dla większego zasięgu elektrycznego.

Oba systemy umożliwiają czysto elektryczną, a tym samym lokalnie bezemisyjną jazdę. Dzięki dodatkowemu silnikowi spalinowemu pojazd może być również używany na długich dystansach bez ograniczeń. Jeśli silnik spalinowy nie jest używany, hybrydowy pojazd elektryczny zachowuje się jak samochód całkowicie elektryczny.

Zalety i wady pojazdów HEV i PHEV

Dzisiaj wszystko wskazuje na to, że elektryczne układy napędowe będą napędami przyszłości. Nie jest jednak jeszcze jasne, który system magazynowania energii zwycięży. Rozwój technologii akumulatorów litowo-jonowych i ogniw paliwowych jest obecnie bardzo dynamiczny, dzięki czemu w obu obszarach dokonuje się obecnie ogromny postęp. Oprócz innowacji technicznych, oba obszary dotyczą skalowalności i redukcji kosztów produkcji.

Rozwój techniczny akumulatorów trakcyjnych nadal koncentruje się na zwiększeniu gęstości energii. Celem jest uczynienie akumulatorów mniejszymi i lżejszymi przy zachowaniu tej samej pojemności, tj. tego samego dystansu jazdy pojazdu. Jednocześnie podejmowane są wysiłki w celu zoptymalizowania składu chemicznego ogniw akumulatorowych, aby zmniejszyć do minimum procent krytycznych metali, takich jak kobalt.

Chociaż na rynku jest już kilka samochodów napędzanych wodorem, masowa produkcja napędów z ogniwami paliwowymi jest wciąż bardziej odległa niż w przypadku akumulatorów litowo-jonowych. Obecne prace rozwojowe koncentrują się na zmniejszeniu zapotrzebowania na platynę w ogniwie paliwowym w celu znacznego obniżenia kosztów. Poczyniono dalsze postępy w tworzeniu bardziej wytrzymałej i trwałej membrany ogniwa paliwowego.

Oprócz systemu magazynowania energii, architektura układu napędowego pojazdów elektrycznych na baterie (BEV) i pojazdów elektrycznych na ogniwa paliwowe (FCEV) jest w dużej mierze porównywalna.

1. Bateria 12 V
2. Konwerter DC/DC
3. Duża wysokonapięciowa bateria LiIon
4. Konwerter AC/DC
5. Silnik trakcyjny wysokiegosilnik trakcyjny
6. Elektryczne źródło zasilania (stacja ładująca/skrzynka ścienna)

FCEV wykorzystuje zbiornik wodoru, ogniwo paliwowe i niewielki akumulator litowo-jonowy jako magazyn pośredni do zasilania napędu elektrycznego.

1. Akumulator 12 V
2. Konwerter DC/DC
3. Duży, wysokonapięciowy akumulator litowo-jonowy
4. Konwerter AC/DC
5. Silnik trakcyjny wysokiego napięcia
6. Konwerter AC/DC
7. Silnik trakcyjny wysokiegosilnik trakcyjny
8. ogniwo paliwowe
9. zbiornik wodoru

Zalety i wady pojazdów BEV i FCEV

• Mniej złożony układ napędowy niż w przypadku HEV, a więc potencjalnie niższe koszty utrzymania
• Wysoki moment obrotowy i dobra dynamika jazdy dzięki napędowi czysto elektrycznemu
• Lokalna jazda bez emisji spalin
• W przypadku BEV: Niskie koszty operacyjne w połączeniu z prywatnym systemem fotowoltaicznym

• Mniej rozbudowana sieć stacji tankowania wodoru i stacji ładowania w porównaniu z konwencjonalnymi stacjami benzynowymi
• Długie "tankowanie" dla BEV
• Wiele modeli tylko częściowo nadaje się do użytku na długich dystansach
• Bez dotacji, droższe niż porównywalne pojazdy konwencjonalne z silnikami spalinowymi

System niskiego napięcia w każdym pojeździe elektrycznym

Wniosek