• Tehnologia bateriilor
  • xEV

Vehiculele electrice și bateria de 12V

Să aruncăm o privire la numeroasele xEV-uri de pe piață și la rolul bateriei de 12 V din fiecare dintre ele.
Mașină electrică conectată pentru încărcare

Diferitele tipuri de mașini electrice și dependența lor de bateria de 12V

Succesul automobilului ca mijloc de transport individual a început în 1913, odată cu introducerea de către Henry Ford a producției revoluționare pe linie de asamblare. Chiar și un secol mai târziu, majoritatea automobilelor de pe drumurile noastre se bazează încă pe principiul motorului cu ardere internă, care a fost îmbunătățit continuu de ingineri și care, în prezent, combină performanțele ridicate, consumul redus și durabilitatea îndelungată.

Tehnologia din ce în ce mai complexă a motoarelor și, în același timp, reglementările mai stricte privind emisiile au declanșat un salt tehnologic care a condus la electrificarea transmisiei în prezent. Dar nu toate vehiculele electrice de pe piață sunt la fel. În funcție de cerințe și de segmentul de vehicul, există abordări diferite ale mobilității electrificate.

Ce este un xEV?

Pe măsură ce varietatea sistemelor de propulsie electrificate a crescut în ultimii ani, a fost creat un sistem modular de abrevieri pentru a ține evidența și a descrie mai selectiv diferitele variante. Vehiculele electrice de orice tip pot fi denumite în general "xEV". Terminația "EV" înseamnă vehicul electric și este baza pentru toți termenii. "x" este un simbol pentru conceptele de tracțiune.
  • HEV – vehicul electric hibrid
  • PHEV – vehicul electric hibrid plug-in
  • BEV – vehicul electric cu baterie
  • FCEV – vehicul electric cu pile de combustie

vehicule electrice hibride. Cel mai bun din ambele lumi?

Termenul hibrid înseamnă doar că există mai mult de o sursă de energie pentru funcționarea vehiculului. De fapt, vehiculele cu tehnologie Start-Stop sunt deja considerate vehicule "microhibride", deoarece aici bateria de 12 V acționează ca o a doua sursă de energie atunci când motorul este oprit.

Evoluția "microhibridului" a fost așa-numitul "mild-hybrid", în care este instalată o baterie Li-ion de 48 V pentru a alimenta consumatorii deosebit de mari consumatori de energie. Deși aceste două sisteme sunt deja denumite hibride, le lipsește o caracteristică esențială care a fost asociată mult timp cu "mașinile electrice hibride": Conducere pur electrică fără ajutorul motorului cu combustie.

Diferența dintre vehiculele hibride complete și vehiculele hibride plug-in

Expresia "vehicul electric hibrid" descrie de fapt două concepte diferite. "Full Hybrid Electric Vehicle" (FHEV, abreviat de obicei HEV) și "Plug-in Hybrid Vehicle" (PHEV). Ambele abordări au în comun faptul că vehiculele au o baterie litiu-ion de înaltă tensiune și pot fi astfel conduse pur electric.

Diferența dintre cele două sisteme constă în strategia de încărcare pentru bateria de înaltă tensiune. Într-un HEV, bateria poate fi încărcată exclusiv de motorul cu combustie sau prin recuperarea energiei de frânare (recuperare). În cazul unui PHEV, bateria poate fi, de asemenea, încărcată la o stație de încărcare, ca în cazul unui vehicul pur electric, de unde și termenul "Plug-in". Din cauza posibilităților limitate de încărcare, capacitatea bateriei de propulsie a unui HEV este, în general, mai mică decât a unui PHEV. Datorită capacității mai mici a bateriei, distanțele care pot fi parcurse pur electric sunt, de asemenea, mai scurte pentru un HEV decât pentru un PHEV.

diagram 1_small
Configurarea unui HEV cu motor cu ardere internă și tracțiune electrică, rezervor de combustibil și baterie de înaltă tensiune litiu-ion.
  1. Baterie de 12 volți
  2. Convertor CC/CC
  3. Baterie de înaltă tensiune
  4. Convertor CA/CC
  5. Motor de tracțiune de înaltă tensiunetensiune
  6. Tanc de benzină sau motorină
  7. Motor cu ardere internă
diagram 2_small

Caroserie PHEV, cu rezervor de combustibil mai mic, dar baterie mai mare cu port extern de încărcare pentru o autonomie electrică mai mare.

  1. Baterie de 12 volți
  2. Convertor CC/CC
  3. Baterie de înaltă tensiune
  4. Convertor CA/CC
  5. Motor de tracțiune de înaltătensiune înaltă
  6. Tanc de benzină sau motorină
  7. Motor cu ardere internă
  8. Sursă de energie electrică (stație de încărcare/cutie de perete)

Ambele sisteme permit o conducere pur electrică și, prin urmare, fără emisii locale. Datorită motorului cu ardere internă suplimentar, vehiculul poate fi utilizat și pe distanțe lungi, fără restricții. Dacă motorul cu combustie nu este utilizat, un vehicul electric hibrid se comportă ca o mașină complet electrică.

Pro și contra vehiculelor HEV și PHEV

Pro:
  • Reducerea consumului de combustibil și, prin urmare, reducerea costurilor de exploatare
  • Conducerea fără emisii locale
  • Cuplu ridicat prin intermediul motorului electric la pornire și accelerare
  • Emisii de zgomot mai reduse în timpul conducerii pur electrice
Contra:
  • Mai scump decât un vehicul comparabil echipat doar cu un motor cu combustie
  • Sistem de propulsie mai complex, prin urmare, costuri de întreținere potențial mai mari
  • Greutate mai mare a vehiculului din cauza bateriei de tracțiune și a componentelor suplimentare
  • Spațiu de portbagaj mai mic pentru unele vehicule, deoarece este necesar spațiu pentru bateria de înaltă tensiune

Viitorul complet electric: Vehicule electrice cu baterii și autovehicule alimentate cu hidrogen

În prezent, toate semnele indică faptul că sistemele de propulsie electrice sunt sistemele de propulsie ale viitorului. Cu toate acestea, nu este încă clar care sistem de stocare a energiei va prevala. Dezvoltarea tehnologiei bateriilor litiu-ion și a pilelor de combustie este în prezent foarte dinamică, astfel încât se fac progrese enorme în ambele domenii. Pe lângă inovațiile tehnice, ambele domenii sunt preocupate de scalabilitate și de reducerea costurilor de producție.

Dezvoltarea tehnică a bateriilor de tracțiune continuă să se concentreze pe creșterea densității energetice. Scopul este de a face bateriile mai mici și mai ușoare, menținând în același timp aceeași capacitate, adică aceeași distanță de conducere a vehiculului. În același timp, se fac eforturi pentru a optimiza compoziția chimică a celulelor bateriilor, pentru a reduce la minimum procentul de metale critice, cum ar fi cobaltul.

Deși există deja pe piață unele mașini alimentate cu hidrogen, producția în masă de motoare cu pile de combustie este încă mai îndepărtată decât cea a bateriilor litiu-ion. Dezvoltarea actuală se concentrează pe reducerea nevoii de platină în celula de combustibil pentru a reduce semnificativ costurile. Se fac progrese suplimentare pentru a face membrana pilei de combustie mai robustă și mai durabilă.

În afară de sistemul de stocare a energiei, arhitectura grupului motopropulsor al vehiculelor electrice cu baterie (BEV) și al vehiculelor electrice cu pile de combustie (FCEV) este în mare parte comparabilă.

diagram 3_small
Proiectarea BEV cu un motor electric și o baterie de tracțiune de înaltă tensiune.
  1. Baterie de 12 volți
  2. Convertor CC/CC
  3. Baterie mare LiIon de înaltă tensiune
  4. Convertor CA/CC
  5. Convertor de tracțiune de înaltătensiune
  6. Sursă de energie electrică (stație de încărcare/cutie de perete)
diagram 4_small

FCEV utilizează un rezervor de hidrogen, o celulă de combustibil și o mică baterie Li-ion ca stocare intermediară pentru a alimenta unitatea electrică.

  1. Baterie de 12 volți
  2. Convertor CC/CC
  3. Baterie LiIon mare de înaltă tensiune
  4. Convertor CA/CC
  5. Motor de tracțiune de înaltămotor de tracțiune de înaltă tensiune
  6. Pelulă de combustibil
  7. Tanc de hidrogen

Pro și contra BEV și FCEV

Pro:
  • Transmisie mai puțin complexă decât cea a HEV-urilor, deci costuri de întreținere potențial mai mici
  • Cuplu ridicat și dinamică de conducere bună prin tracțiunea pur electrică
  • Conducere locală fără emisii
  • Cu BEV: Costuri de exploatare reduse în legătură cu un sistem fotovoltaic privat
Contra:
  • Rețea mai puțin extinsă de stații de alimentare cu hidrogen și stații de încărcare în comparație cu stațiile de benzină convenționale
  • Lungă "realimentare" pentru BEV-uri
  • Multe modele sunt doar parțial adecvate pentru utilizarea pe distanțe lungi
  • Fără subvenții, mai scumpe decât vehiculele convenționale comparabile cu motoare cu combustie

Sistemul de joasă tensiune din fiecare vehicul electric

Historic, bateria de 12 V este adesea denumită baterie de pornire. Într-un vehicul convențional cu motor cu combustie, suntem obișnuiți ca motorul să fie pornit de un starter acționat electric. Dar chiar și vehiculele pur electrice au nevoie de o baterie de 12V pentru a funcționa. Din punct de vedere tehnic, se poate spune că este o baterie de pornire pentru "mașini electrice". Când autovehiculul este parcat, bateria de înaltă tensiune este deconectată de la sistemul electric din motive de siguranță. Pentru a continua călătoria, bateria de înaltă tensiune trebuie mai întâi pornită - și tocmai acest proces de pornire este inițiat de bateria de 12V.

diagram 5_small

Rețeaua de 12V a vehiculului alimentează funcțiile de confort, unitățile de control, senzorii și actuatoarele.

Să o numim încă baterie de pornire în vehiculele moderne, indiferent dacă acestea au un motor cu ardere internă sau sunt "complet electrice", nu face dreptate sarcinilor bateriei de 12V. În acest articol, am detaliat sarcinile pe care bateria le îndeplinește în plus față de pornirea efectivă a vehiculului.

Concluzie

Viitorul automobilelor este electric. În prezent, sunt disponibile simultan diferite concepte, fiecare cu propriile avantaje și dezavantaje. Astfel, clientul are de unde alege când vine vorba de a alege cel mai potrivit concept pentru nevoile sale individuale. Conceptele hibride combină ce este mai bun din ambele lumi. Pe de o parte, acestea oferă o autonomie mare datorită motoarelor cu combustie foarte eficiente, posibilitatea de a conduce fără emisii locale și un cuplu ridicat încă de la început datorită propulsiei electrice suplimentare. Pe de altă parte, sistemul deja complex de propulsie și de tratare a gazelor de eșapament devine și mai complex datorită componentelor electrice.

Majoritatea automobilelor electrice din prezent se bazează pe o baterie mare Li-ion de înaltă tensiune pentru stocarea energiei. Autonomia mare este încă limitată la vehiculele premium cu baterii de tracțiune mari. Cu toate acestea, cercetările actuale vizează îmbunătățirea în continuare a gamei și renunțarea la metalele critice. Progresele tehnice și producția pe scară largă mai eficientă vor putea, de asemenea, să reducă în continuare costul bateriei, astfel încât "mașinile electrice" vor deveni competitive în alte segmente de vehicule. Utilizarea hidrogenului ca mediu de stocare a energiei este o altă abordare promițătoare pentru viitorul automobilului și ar putea ajuta la depășirea celor două dezavantaje majore ale automobilelor electrice cu baterii din prezent: bateria de tracțiune grea și timpul lung de încărcare.

Ce concept va prevala în viitor nu poate fi prezis cu certitudine în acest moment. Cu toate acestea, este clar că, în afară de conceptul real de conducere, nu există alte diferențe între vehicule. Ceea ce au toate în comun sunt sistemele electronice instalate în vehicul pentru confort și siguranță, care continuă să se bazeze pe sistemul electric de 12V și sunt susținute de o baterie de 12V.

Găsiți un atelier de încredere

Doriți să vă bazați pe un expert în baterii auto pentru service-ul autovehiculului dumneavoastră? Accesați Instrumentul de găsire a partenerilor VARTA® și găsiți un atelier de încredere în apropierea dumneavoastră.

Lucrați cu baterii?

Explorați Academia de formare VARTA®și accesați cursuri on-line exclusive. creat special pentru profesioniști.

Îți aprofundează-ți cunoștințele

    • Tehnologia bateriilor
    • Camion
    Construcția bateriilor pentru camioane VARTA ProMotive EFB
    Un element de amestecare patentat asigură că nu se poate produce stratificarea acidului în bateria noastră ProMotive EFB. Citiți articolul nostru acum pentru a afla exact cum funcționează acest lucru și ce avantaje aduce.
    • Tehnologia bateriilor
    • Camion
    Importanța acceptării încărcării bateriilor de camioane
    Bateriile cu curent de pornire ridicat (CAA) și capacitate suficientă (C20) garantează funcționarea fiabilă a flotei. Noi vă spunem de ce.
    • Bazele bateriei
    Sfaturi privind bateriile pentru sezonul de agrement
    Pregătiți-vă pentru călătorie. Descoperiți sfaturi și trucuri utile pentru ca bateria dvs. de agrement să aibă cel mai bun început de sezon.

Ai o întrebare?

  • Utilizați  Instrumentul de căutare al bateriilorr VARTA pentru a găsi produsul de baterie care se potrivește vehiculului dumneavoastră.

    GĂSEȘTE UN PARTENER

  • Echipa VARTA va furniza conținut
  • Echipa VARTA va furniza conținut