Elfordon och 12V-batteriet
Olika typer av elbilar och deras beroende av 12V-batteriet
Bilens framgång som individuellt transportmedel började 1913, när Henry Ford introducerade den då revolutionerande löpande band-produktionen. Ett sekel senare bygger de flesta bilar på våra vägar fortfarande på principen om förbränningsmotorn, som kontinuerligt har förbättrats av ingenjörer och som idag kombinerar hög prestanda, låg förbrukning och lång hållbarhet.
Alltmer komplex motorteknik och samtidigt strängare utsläppsregler har utlöst ett tekniksprång som har lett till elektrifieringen av drivlinan. Men alla elfordon på marknaden är inte likadana. Beroende på krav och fordonssegment finns det olika tillvägagångssätt för elektrifierad mobilitet.
Vad är 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 bästa av två världar?
Begreppet hybrid innebär endast att det finns mer än en energikälla för att driva fordonet. Faktum är att fordon med Start-Stop-teknik redan betraktas som "mikrohybridfordon", eftersom 12V-batteriet här fungerar som en andra energikälla när motorn stängs av.
Utvecklingen av "mikrohybriden" var den så kallade "mildhybriden", där ett 48V Li-ion-batteri är installerat för att försörja särskilt energikrävande konsumenter. Även om dessa två system redan kallas hybrider, saknar de en avgörande egenskap som länge har förknippats med "hybridelektriska bilar": Rent elektrisk körning utan hjälp av förbränningsmotorn.
Skillnaden mellan fullhybridfordon och laddhybridfordon
Begreppet "Hybrid Electric Vehicle" beskriver egentligen två olika koncept. "Full Hybrid Electric Vehicle" (FHEV, vanligtvis förkortat HEV) och "Plug-in Hybrid Vehicle" (PHEV). Gemensamt för båda metoderna är att fordonen har ett litiumjonbatteri med hög spänning och därmed kan köras helt elektriskt.
Skillnaden mellan de två systemen ligger i laddningsstrategin för högspänningsbatteriet. I en HEV kan batteriet laddas uteslutande av förbränningsmotorn eller genom återvinning av bromsenergi (recuperation). I en PHEV kan batteriet också laddas vid en laddningsstation, precis som i en renodlad elbil, därav termen "Plug-in". På grund av de begränsade laddningsmöjligheterna är kapaciteten hos drivbatteriet i en HEV generellt sett mindre än i en PHEV. På grund av batteriets lägre kapacitet är de sträckor som kan tillryggaläggas på ren eldrift också kortare för en HEV än för en PHEV.
- 12 Volt batteri
- DC/DC-omvandlare
- Högspänningsbatteri
- AC/DC-omvandlare
- Högspänningsdrivmotor
- Bensin- eller dieseltank
- Förbränningsmotor
PHEV-kaross, med mindre bränsletank men större batteri med extern laddningsport för längre elektrisk räckvidd.
- 12 Volt batteri
- DC/DC-omvandlare
- Högvoltsbatteri
- AC/DC-omvandlare
- Högvoltsdrivmotor
- Bensin- eller dieseltank
- Förbränningsmotor
- Elektrisk strömkälla (laddstation/väggbox)
Båda systemen möjliggör rent elektrisk och därmed lokalt utsläppsfri körning. Tack vare den extra förbränningsmotorn kan fordonet också användas för långa sträckor utan begränsningar. Om förbränningsmotorn inte används beter sig en elhybrid som en helelektrisk bil.
För- och nackdelar med HEV och PHEV
- minskad bränsleförbrukning och därmed lägre driftskostnader
- lokal utsläppsfri körning
- högt vridmoment via elmotorn vid start och acceleration
- mindre buller vid ren eldrift.
- dyrare än ett jämförbart fordon med enbart förbränningsmotor
- mer komplext framdrivningssystem, därför potentiellt högre underhållskostnader
- högre fordonsvikt på grund av traktionsbatteri och ytterligare komponenter
- mindre bagageutrymme för vissa fordon, eftersom det behövs utrymme för högspänningsbatteriet.
Den helelektriska framtiden: Battery Electric Vehicles och vätgasdrivna bilar
Idag pekar alla tecken på att elektriska drivsystem är framtidens framdrivningssystem. Det är dock ännu inte klart vilket energilagringssystem som kommer att segra. Utvecklingen av litiumjonbatteriteknik och bränsleceller är för närvarande mycket dynamisk, vilket innebär att det görs enorma framsteg inom båda områdena. Förutom tekniska innovationer handlar båda områdena om skalbarhet och kostnadsminskningar i produktionen.
Fokus för den tekniska utvecklingen av traktionsbatterier fortsätter att vara en ökning av energitätheten. Målet är att göra batterierna mindre och lättare samtidigt som man behåller samma kapacitet, dvs. samma körsträcka för fordonet. Samtidigt arbetar man med att optimera battericellernas kemiska sammansättning för att minimera andelen kritiska metaller som kobolt.
Även om det redan finns en del vätgasdrivna bilar på marknaden är massproduktionen av bränslecellsdrivna bilar fortfarande längre bort än massproduktionen av litiumjonbatterier. Den nuvarande utvecklingen är inriktad på att minska behovet av platina i bränslecellen för att avsevärt sänka kostnaderna. Ytterligare framsteg görs för att göra bränslecellsmembranet mer robust och hållbart.
Bortsett från energilagringssystemet är drivlinans arkitektur i Battery Electric Vehicles (BEV) och Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV) i stort sett jämförbar.
- 12 Volt batteri
- DC/DC-omvandlare
- Stort högspännings-LiIon-batteri
- AC/DC-omvandlare
- Högspännings-traktionsmotor
- Elektrisk strömkälla (laddstation/väggbox)
FCEV använder en vätgastank, en bränslecell och ett litet Li-jon-batteri som mellanlagring för att driva den elektriska drivenheten.
- 12 Volt batteri
- DC/DC-omvandlare
- Stort högspänt Li-jonbatteri
- AC/DC-omvandlare
- Högspänd dragmotor
- Bränslecell
- Vätgastank
För- och nackdelar med BEV och FCEV
- mindre komplex drivlina än HEV, därmed potentiellt lägre underhållskostnader
- högt vridmoment och god kördynamik genom ren eldrift
- lokal utsläppsfri körning
- med BEV: Låga driftskostnader i samband med en privat solcellsanläggning.
- mindre omfattande nätverk av vätgastankstationer och laddningsstationer jämfört med konventionella bensinstationer
- lång "tankning" för BEV:er
- många modeller endast delvis lämpliga för långdistansanvändning
- utan subventioner dyrare än jämförbara konventionella fordon med förbränningsmotorer.
Lågspänningssystemet i varje elfordon
Fordonets 12V-nät försörjer komfortfunktioner, styrenheter, sensorer och ställdon.
I moderna bilar, oavsett om de har en förbränningsmotor eller är helt elektriska, känns det lite missvisande att fortfarande kalla 12V-batteriet för ett startbatteri. I den här artikeln går vi igenom allt batteriet gör, förutom att bara hjälpa till att starta bilen.
Slutsats
Framtidens fordon är eldrivna. För närvarande finns olika koncept tillgängliga samtidigt, vart och ett med sina egna fördelar och nackdelar. Kunden har således en stor valfrihet när det gäller att välja det koncept som passar bäst för hans eller hennes individuella behov. Hybridkoncept kombinerar det bästa av två världar. Å ena sidan erbjuder de lång räckvidd tack vare mycket effektiva förbränningsmotorer, möjlighet till lokal utsläppsfri körning och högt vridmoment redan från start tack vare den extra eldrivningen. Å andra sidan blir det redan komplexa driv- och avgasreningssystemet ännu mer komplext på grund av de elektriska komponenterna.
De flesta elbilar förlitar sig idag på ett stort Li-ion högspänningsbatteri för energilagring. Långa räckvidder är fortfarande begränsade till premiumfordon med stora drivbatterier. Nuvarande forskning syftar dock till att ytterligare förbättra räckvidden och att slippa kritiska metaller. Tekniska framsteg och effektivare storskalig produktion kommer också att kunna sänka kostnaden för batteriet ytterligare, så att "elbilar" blir konkurrenskraftiga i andra fordonssegment. Användningen av vätgas som energilagringsmedium är ett annat lovande tillvägagångssätt för bilens framtid och kan bidra till att övervinna de två stora nackdelarna med dagens batteridrivna elbilar: det tunga dragbatteriet och de långa laddningstiderna.
Vilket koncept som kommer att råda i framtiden kan inte förutsägas med säkerhet i nuläget. Det är dock tydligt att det inte finns några ytterligare skillnader mellan fordonen, bortsett från själva drivkonceptet. Gemensamt för dem alla är den elektronik som är installerad i fordonet för komfort- och säkerhetssystem, som även fortsättningsvis baseras på det etablerade 12V-elsystemet och stöds av ett 12V-batteri.
Hitta en pålitlig verkstad
Arbetar du med batterier?
Fördjupa dina kunskaper
-
Konstruktion av VARTA ProMotive EFB lastbilsbatterierEtt patenterat blandningselement säkerställer att syraskiktning inte kan uppstå i vårt ProMotive EFB-batteri. Läs vår artikel nu för att ta reda på exakt hur detta fungerar och vilka fördelar det ger.
-
Betydelsen av laddningsacceptans för lastbilsbatterierBatterier med hög startström (CAA) och tillräcklig kapacitet (C20) garanterar tillförlitlig drift av flottan. Vi berättar varför.
-
Batteritips inför säsongen LeisureGör dig redo för din resa. Upptäck användbara tips och tricks för ditt Leisure-batteri för att få bästa möjliga start på säsongen.
Har du en fråga?
-
Använd vår VARTA Battery Finder för att hitta den batteriprodukt som passar ditt fordon.
-
VARTA-team för att tillhandahålla innehåll
-
VARTA-team för att tillhandahålla innehåll