Električna vozila in 12-V akumulator
Različne vrste električnih vozil in njihova odvisnost od 12-V akumulatorja
Uspeh avtomobila kot individualnega prevoznega sredstva se je začel leta 1913, ko je Henry Ford uvedel takrat revolucionarno proizvodnjo linijo. Tudi stoletje kasneje večina avtomobilov na naših cestah še vedno temelji na principu motorja z notranjim zgorevanjem, ki so ga inženirji nenehno izboljševali in danes združuje visoko zmogljivost, nizko porabo in dolgo življenjsko dobo.
Vse bolj kompleksna tehnologija motorjev in hkrati strožji predpisi glede izpustov so sprožili tehnološki preskok, ki je danes pripeljal do elektrifikacije pogonskega sklopa. Vendar vsa električna vozila na trgu niso enaka. Odvisno od zahtev in segmenta vozila obstajajo različni pristopi k elektrificirani mobilnosti.
Kaj je xEV?
- HEV – hibridno električno vozilo
- PHEV – priključno hibridno električno vozilo
- BEV – baterijsko električno vozilo
- FCEV – električno vozilo na gorivne celice
Hibridna električna vozila. Najboljše iz obeh svetov?
Izraz »hibridno« pomeni, da obstaja več kot en vir energije za delovanje vozila. Pravzaprav se vozila s tehnologijo Start-Stop že štejejo za »mikrohibridna« vozila, saj pri njih 12-V akumulator deluje kot drugi vir energije, ko je motor ugasnjen.
Evolucija »mikrohibrida« je bil tako imenovani »blagi hibrid«, v katerega je vgrajena 48 V litij-ionska baterija za napajanje posebej energijsko požrešnih porabnikov. Čeprav se ta dva sistema že imenujeta hibridna, nimata ključne lastnosti, ki je bila dolgo povezana s »hibridnimi električnimi avtomobili«: popolnoma električne vožnje brez pomoči motorja z notranjim zgorevanjem.
Razlika med popolnoma hibridnimi in priključnimi hibridnimi vozili
Izraz »hibridno električno vozilo« pravzaprav opisuje dva različna koncepta. »Popolnoma hibridno električno vozilo« (FHEV, običajno skrajšano HEV) in »priključno hibridno vozilo« (PHEV). Obema pristopoma je skupno to, da imata vozili visokonapetostno litij-ionsko baterijo in ju je tako mogoče voziti izključno na električni pogon.
Razlika med tema dvema sistemoma je v strategiji polnjenja visokonapetostne baterije. V HEV se lahko baterija polni izključno z motorjem z notranjim zgorevanjem ali obnavljanjem zavorne energije (rekuperacija). V PHEV se lahko baterija polni na polnilni postaji, kot v popolnoma električnem vozilu, zato tudi izraz »priključno«. Zaradi omejenih možnosti polnjenja je kapaciteta pogonske baterije v HEV na splošno manjša kot v PHEV. Zaradi manjše kapacitete baterije so tudi razdalje, ki jih je mogoče premagati izključno na električni pogon, pri HEV krajše kot pri PHEV.
- 12 V akumulator
- DC/DC pretvornik
- Visokonapetostna baterija
- AC/DC pretvornik
- Visokonapetostni pogonski motor
- Rezervoar za bencinsko ali dizelsko gorivo
- Motor z notranjim zgorevanjem
Šasija PHEV z manjšim rezervoarjem za gorivo, vendar večjo baterijo z zunanjim priključkom za polnjenje za daljši doseg z električnim pogonom.
- 12 V akumulator
- DC/DC pretvornik
- Visokonapetostna baterija
- AC/DC pretvornik
- Visokonapetostni pogonski motor
- Rezervoar za bencinsko ali dizelsko gorivo
- Motor z notranjim zgorevanjem
- Vir električne energije (polnilna postaja/stenska polnilna postaja)
Oba sistema omogočata popolnoma električno vožnjo, ki je zato brez izpustov. Zaradi dodatnega motorja z notranjim zgorevanjem se lahko vozilo brez omejitev uporablja tudi za daljše razdalje. Če motor z notranjim zgorevanjem ni v uporabi, se hibridno električno vozilo obnaša kot popolnoma električni avtomobil.
Prednosti in slabosti HEV in PHEV
- Zmanjšanje porabe goriva in s tem nižji stroški uporabe
- Lokalna vožnja brez izpustov
- Velik navor prek električnega motorja pri zagonu in pospeševanju
- Manj emisij hrupa med popolnoma električno vožnjo
- Dražji kot primerljivo vozilo, opremljeno samo z motorjem z notranjim zgorevanjem
- Kompleksnejši pogonski sistem, zato potencialno višji stroški vzdrževanja
- Večja masa vozila zaradi pogonske baterije in dodatnih komponent
- Manjši prostor v prtljažniku pri nekaterih vozilih, saj je potreben prostor za visokonapetostno baterijo
Popolnoma električna prihodnost: baterijska električna vozila in avtomobili s pogonom na vodik
Danes vse kaže na električne pogonske sisteme kot na pogonski sistem prihodnosti. Ni pa še jasno, kateri sistem za shranjevanje energije bo prevladal. Razvoj tehnologije litij-ionskih baterij in gorivnih celic je trenutno zelo dinamičen, tako da je trenutno na obeh področjih dosežen ogromen napredek. Razen s tehničnimi inovacijami se obe področji ukvarjata z razširljivostjo in zniževanjem stroškov proizvodnje.
V središču tehničnega razvoja pogonskih baterij je še naprej povečanje energijske gostote. Cilj je narediti baterije manjše in lažje, hkrati pa ohraniti enak doseg, torej enako vozno razdaljo vozila. Obenem potekajo prizadevanja za optimizacijo kemične sestave baterijskih celic, da bi čim bolj zmanjšali odstotek kritičnih kovin, kot je kobalt.
Čeprav na trgu že obstajajo določeni avtomobili s pogonom na vodik, je masovna proizvodnja pogonov na gorivne celice še daleč stran od proizvodnje litij-ionskih baterij. Trenutni razvoj je osredotočen na zmanjšanje potrebe po platini v gorivnih celicah za bistveno nižje stroške. Nadaljnji napredek je dosežen pri izdelavi robustnejše in trpežnejše membrane gorivnih celic.
Razen sistema za shranjevanje energije je arhitektura pogonskega sklopa baterijskih električnih vozil (BEV) in električnih vozil na gorivne celice (FCEV) v veliki meri primerljiva.
- 12 V akumulator
- DC/DC pretvornik
- Velika visokonapetostna litij-ionska baterija
- AC/DC pretvornik
- Visokonapetostni pogonski motor
- Vir električne energije (polnilna postaja/stenska polnilna postaja)
FCEV uporablja rezervoar za vodik, gorivno celico in majhno litij-ionsko baterijo kot vmesni hranilnik za napajanje električnega pogona.
- 12 V akumulator
- DC/DC pretvornik
- Velika visokonapetostna litij-ionska baterija
- AC/DC pretvornik
- Visokonapetostni pogonski motor
- Vodikova celica
- Rezervoar za vodik
Prednosti in slabosti BEV in FCEV
- Manj kompleksen pogonski sklop kot pri HEV, zato potencialno nižji stroški vzdrževanja
- Visok navor in dobra vozna dinamika zaradi popolnoma električne vožnje
- Lokalna vožnja brez izpustov
- Pri BEV: nizki stroški uporabe in priklop na zasebni fotovoltaični sistem
- Manj obsežna mreža polnilnih postaj za vodik in polnilnih postaj v primerjavi z bencinskimi črpalkami
- Dolgo ponovno polnjenje pri BEV
- Mnogi modeli so le delno primerni za uporabo na dolge razdalje
- Brez subvencij dražji kot primerljivo vozilo, opremljeno samo z motorjem z notranjim zgorevanjem
Nizkonapetostni sistem v vsakem električnem vozilu
12-V omrežje v vozilu napaja funkcije za udobje, krmilne enote, senzorje in aktuatorje.
Zato ne ustreza nalogam 12-V akumulatorja, da ga še vedno imenujemo zagonski akumulator v sodobnih vozilih, ne glede na to, ali imajo ta motor z notranjim zgorevanjem ali so »popolnoma električna«. V tem članku smo podrobno opisali naloge, ki jih akumulator opravlja poleg dejanskega zagona vozila.
Zaključek
Avtomobilistična prihodnost je električna. Trenutno so hkrati na voljo različni koncepti, vsak s svojimi prednostmi in slabostmi. Uporabnik mora tako izbrati najprimernejši koncept za svoje individualne potrebe. Hibridni koncepti kombinirajo najboljše iz obeh svetov. Po eni strani ponujajo velik doseg zaradi zelo učinkovitih motorjev z notranjim izgorevanjem, možnost lokalne brezemisijske vožnje in visok navor že od samega začetka vožnje zaradi dodatnega električnega pogona. Po drugi strani že tako kompleksen pogonski sistem z obdelavo izpušnih plinov postane zaradi električnih komponent še kompleksnejši.
Večina današnjih električnih avtomobilov za shranjevanje energije uporablja veliko litij-ionsko visokonapetostno baterijo. Veliki dosegi so še vedno omejeni na vrhunska vozila z velikimi pogonskimi baterijami. Vendar pa je cilj trenutnih raziskav dodatno izboljšati doseg in opustiti kritične kovine. Tehnični napredek in učinkovitejša velikoserijska proizvodnja bosta lahko dodatno znižala tudi stroške baterije, da bodo »električni avtomobili« postali konkurenčni tudi v drugih segmentih vozil. Uporaba vodika kot medija za shranjevanje energije je še en obetaven pristop za prihodnost avtomobilov in bi lahko pomagala premagati dve glavni pomanjkljivosti današnjih baterijskih električnih avtomobilov: težko pogonsko baterijo in dolge čase polnjenja.
Kateri koncept bo prevladal v prihodnosti, za zdaj še ni mogoče napovedati. Jasno pa je, da razen dejanskega koncepta pogona med vozili ni nobenih drugih razlik. Kar je vsem skupno, je v vozilu vgrajena elektronika za sisteme udobja in varnosti, ki še naprej temelji na preverjenem 12-V električnem sistemu in jo podpira 12-V akumulator.
Poiščite preverjeno servisno delavnico
Delate z akumulatorji?
Poglobite svoje znanje
-
Zgradba akumulatorjev VARTA® ProMotive EFB za tovornjakePatentirani mešalni element, ki preprečuje razslojevanje kisline v naših akumulatorjih ProMotive EFB. Preberite naš članek, da izveste več o njegovem delovanju in katere prednosti prinaša.
-
Pomembnost sposobnosti sprejemanja polnjenja v akumulatorjih za tovornjakeAkumulatorji z velikim tokom pri hladnem zagonu (CAA) in zadostno kapaciteto (C20) zagotavljajo zanesljivo delovanje voznega parka. Povedali vam bomo, zakaj.
-
Nasveti za akumulatorje za rekreativna vozilaPripravite se na svoje potovanje. Raziščite koristne nasvete in trike za svoj akumulator za rekreativna vozila, da boste najbolje pripravljeni za začetek sezone
Imate vprašanje?
-
Za iskanje akumulatorja, ki ustreza vašemu vozilu, uporabite naš VARTA iskalnik akumulatorjev.
-
43,22 % (statistika okvar nemškega avtomobilskega kluba ADAC 2022: https://www.adac.de/rund-ums-fahrzeug/unfall-schaden-panne/adac-pannenstatistik/) vseh okvar avtomobilov je posledica slabega stanja akumulatorja – poskrbite, da to preprečite.
Poiščite preverjenega partnerja VARTA® v svoji bližini in dajte pregledati akumulator svojega vozila!
-
Za podaljšanje življenjske dobe akumulatorja upoštevajte te korake:
- Skrb za polnjenje: Redno spremljajte in polnite akumulator, zlasti pri daljših obdobjih mirovanja ali zimskem skladiščenju. Pri občasni uporabi vozila napolnite akumulator vsaka dva meseca.
- Preverjanje stanja napolnjenosti: Redno preverite stanje napolnjenosti akumulatorja, zlasti v hladnem vremenu ali pri kratkih vožnjah. Zatemnitev žarometov je znak za nizko stanje napolnjenosti.
- Varnost na prvem mestu: Varčujte z akumulatorjem, tako da zmanjšate nebistveno porabo električne energije in ohranite varnostne sisteme aktivne med dolgimi vožnjami.
- Čistoča: Akumulator in njegovi poli naj bodo vedno čisti, da preprečite praznjenje in izboljšate učinkovitost polnjenja.
Za več informacij preberite članek »Pravilna skrb za akumulator«.