Erinevat tüüpi elektriautod ja nende sõltuvus 12V akus

Elektriautod ja hübriidelektrisõidukid muutuvad iga aastaga üha populaarsemaks. Enamik neist sõltub endiselt 12V akust, mis toob kaasa uusi väljakutseid sõltuvalt konkreetse veosüsteemi tüübist. Elektrisõidukid (EV) on klassifitseeritud nende elektrilise ajami ulatuse järgi. Lisaks tavapärasele sisepõlemismootorile (ICE) on kolm peamist elektrifitseeritud tüüpi: hübriidelektrisõiduk (HEV), pistikhübriid-elektrisõiduk (PHEV) ja akuelektrisõiduk (BEV).

VARTA on kõigi nende jaoks loonud ühe üldnimetuse: xEV.

Auto kui isikliku transpordivahendi laialdane kasutuselevõtt sai alguse 1913. aastal, kui Henry Ford tõi turule konveierliini tootmise. Kuigi sellest on möödunud üle sajandi, on enamik sõidukeid meie teedel endiselt sisepõlemismootoriga, mille arendamisel on saavutatud kõrge jõudlus, madal kütusekulu ja pikk tööiga.

Kasvav mootori tehnoloogia keerukus ning rangemad heitgaasireeglid on viinud tehnoloogilise arenguni, mis on toonud kaasa veosüsteemide elektrifitseerimise. Kuid turul olevad elektrisõidukid ei ole ühesugused – sõltuvalt nõuetest ja sõiduki tüübist kasutatakse erinevaid lähenemisi elektrifitseeritud liikumiseks.

xEV: üks lahendus kõigile elektrisõidukitele

Lihtsa lühendisüsteemi aluseks on järelliide "EV", mis tähistab "elektrisõidukit" ja viitab elektrimootorile, mis on kõigis kontseptsioonides. "x" on kohatäide mis tahes elektrisõiduki alamtüübile, näiteks BEV, mis tähistab akuelektrisõidukit, HEV, mis on hübriidelektrisõiduki lühend, ja PHEV, mis tähistab pistikhübriid-elektrisõidukit.

Mis on xEV?

Viimastel aastatel on elektrifitseeritud veosüsteemide valik oluliselt laienenud ning selle jälgimiseks on loodud lühendite süsteem. Kõik elektrilised sõidukid saab üldiselt koondada terminiga "xEV". Siin tähistab "EV" elektrisõidukit, samas kui "x" osutab konkreetsele veosüsteemile.

HEV – Hübriidelektrisõiduk
PHEV – Pistikhübriid-elektrisõiduk
BEV – Aku-elektrisõiduk
FCEV – Kütuseelemendil töötav elektrisõiduk

Hübriidelektrisõidukid: Ühendades mõlema maailma parimad omadused?

"Hübriid" tähendab, et sõiduki töös osaleb rohkem kui üks energiaallikas. Näiteks Start-Stop tehnoloogiaga autosid peetakse "mikrohübriidideks", sest nendes toimib 12V aku täiendava energiaallikana mootori seiskumise ajal.

"Mikrohübriidi" edasiarenduseks on "kerghübriid", kus kasutatakse 48V liitiumioonakut, et toetada energiakulukaid tarbijaid. Kuigi mõlemad süsteemid on juba hübriidid, puudub neil võimekus sõita täielikult elektriliselt, mis on hübriidautodele iseloomulik tunnus.


Täishübriid vs Pistikhübriid: Mis on erinevused?

"Hübriidelektrisõiduk" jaguneb kaheks peamiseks kategooriaks: "Täishübriidelektrisõiduk" (FHEV või HEV) ja "Pistikhübriid-elektrisõiduk" (PHEV). Mõlemal on kõrgepinge liitiumioonaku, mis võimaldab sõidukil liikuda ainult elektriga.

Peamine erinevus seisneb laadimisvõimalustes. HEV-laadimist juhib sisepõlemismootor või rekuperatsioon, samas kui PHEV akut saab laadida ka laadimisjaamades nagu täiselektrilistel autodel, sellest ka nimetus "pistik". Kuna HEV aku laadimisvõimalused on piiratud, on sellel väiksem mahutavus ja seega ka lühem elektriline sõiduulatus.



Sisepõlemismootori ja elektriajamiga, kütusepaagi ja liitiumioon-kõrgepingeakuga HEV konfiguratsioon.

1. 12 V aku
2. DC/DC muundur
3. Kõrgepinge aku
4. AC/DC muundur
5. Kõrgepinge veomootor
6. Bensiini või diisli paak
7. Sisepõlemismootor

PHEV kere, väiksema kütusepaagiga, kuid suurema akuga välise laadimispordiga pikemaks elektrisõiduks.

1. 12 V aku
2. DC/DC muundur
3. Kõrgepinge aku
4. AC/DC muundur
5. Kõrgepinge veomootor
6. Bensiini või diisli paak
7. Sisepõlemismootor
8. Elektritoiteallikas (laadimisjaam/seinakarp)

HEV ja PHEV: Plussid ja miinused

Plussid:

• Väiksem kütusekulu ja madalamad sõidukulud
• Heitmevaba sõit
• Kiire kiirendus ja suurem pöördemoment elektrimootori kasutamisel
• Madalam müratase elektrilise sõidu ajal

Miinused:

• Kõrgem hind võrreldes sisepõlemismootoriga sõidukitega
• Keerukam veosüsteem, mis võib tähendada kõrgemaid hoolduskulusid
• Suurem kaal, mis tuleneb täiendavatest komponentidest ja akust
• Mõne mudeli puhul väiksem pakiruum

Täiselektriline tulevik: Aku-elektriautod ja vesinikauto

Kõik viitab sellele, et tulevikus liigutakse täielikult elektrilise veosüsteemi suunas, kuid milline energiasalvestussüsteem võidab, pole veel selge. Liitiumioonakude ja kütuseelementide tehnoloogia areneb kiirelt, keskendudes suurendatud energiatihendusele, aku mõõtmete ja kaalu vähendamisele ning kriitiliste metallide nagu koobalti kasutuse minimeerimisele.

Kuigi vesinikuga töötavaid autosid on juba turul, on nende massitootmine siiski liitiumioonakudest veel kaugel. Praegu keskendutakse kütuseelementide kulude vähendamisele, sealhulgas plaatina kasutuse vähendamisele, ja kütuseelemendi membraanide vastupidavuse parandamisele.




Elektrimootori ja kõrgepinge veoakuga BEV konstruktsioon.

1. 12 V aku
2. DC/DC muundur
3. Suur kõrgepinge LiIon aku
4. AC/DC muundur
5. Kõrgepinge veomootor
6. Elektritoiteallikas (laadimisjaam/seinakarp)

FCEV kasutab elektriajami toiteks vesinikupaaki, kütuseelementi ja väikest liitiumioonakut.

1. 12 V aku
2. DC/DC muundur
3. Suur kõrgepinge LiIon aku
4. AC/DC muundur
5. Kõrgepinge veomootor
6. Kütuseelement
7. Vesiniku paak

BEV ja FCEV: Plussid ja miinused

Plussid:

• Lihtsam veosüsteem võrreldes HEV-dega, mis võib tähendada madalamaid hoolduskulusid
• Kõrge pöördemoment ja head sõiduomadused puhtalt elektriajami abil
• Kohalik heitgaasivaba liikumine
• BEV puhul: Madalad tegevuskulud koduse päikeseenergiasüsteemi kasutamisel

Miinused:

• Vesinikutanklate ja laadimisjaamade võrgustik on vähem arenenud võrreldes tavapäraste tanklatega
• BEV-del pikk laadimisaeg
• Paljud mudelid ei sobi pikkade vahemaade läbimiseks
• Toetusteta kallimad võrreldes traditsiooniliste sisepõlemismootoriga sõidukitega

12V süsteem elektrisõidukites

Kuigi 12V akusid on harjumuspäraselt nimetatud starterakudeks, on nende roll elektriautodes laiem. Puhtalt elektrilistes sõidukites on 12V aku oluline, kuna see käivitab kõrgepinge aku, mis on parkimise ajal ohutuse tagamiseks lahti ühendatud. Seega, kuigi terminit "starteraku" kasutatakse, täidab 12V aku mitmeid ülesandeid lisaks sõiduki käivitamisele.



Sõiduki 12 V võrk varustab mugavusfunktsioone, juhtseadmeid, andureid ja ajamid.


Kokkuvõte

Autotööstuse tulevik on elektriline. Praegu on turul saadaval erinevad elektrisõidukite kontseptsioonid, igaühel oma tugevuste ja nõrkustega. Hübriidlahendused pakuvad pikka sõiduulatust ja võimalust heitgaasivabaks liikumiseks, kuid on keerukamad. Suurema sõiduulatuse saavutamiseks keskendutakse tehnoloogia arendamisel akude täiustamisele ja tootmiskulude vähendamisele, et muuta elektriautod kättesaadavamaks ka laiemale tarbijaskonnale. Vesiniku kasutamine energiasalvestusena on veel üks paljutõotav tee, mis võiks aidata lahendada täna levinud aku-elektriautode puudusi, nagu raske veosüsteem ja pikad laadimisajad.


OLGE MOBIILSUSE TULEVIKUKS VALMIS

Aastaks 2030 moodustavad üle 50% kõigist uutest registreeringutest elektri- ja hübriidsõidukid.