Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2024-08-13 Происхождение:Работает
Электромобили (EV) представляют собой передовые достижения автомобильной технологии и могут похвастаться сложными литий-ионными аккумуляторами, которые питают высокопроизводительные электродвигатели. Эти усовершенствованные силовые агрегаты могут обеспечить ускорение, подобное суперкару, и впечатляющий запас хода. Однако среди этих современных чудес существует удивительный парадокс: большинство электромобилей по-прежнему используют традиционную 12-вольтовую свинцово-кислотную батарею, аналогичную тем, которые используются в обычных автомобилях с бензиновым двигателем.
Эта, казалось бы, устаревшая технология продолжает существовать наряду с современными литий-ионными батареями, способными хранить сотни киловатт-часов энергии. Наличие этой старой аккумуляторной технологии в транспортных средствах, призванных совершить революцию в транспорте, поднимает вопросы о необходимости и роли свинцово-кислотных аккумуляторов в эпоху электрификации.
В электромобилях используется система с двумя аккумуляторами для эффективного и безопасного удовлетворения различных потребностей в энергии. За движение автомобиля отвечает первичный высоковольтный литий-ионный аккумулятор, обычно работающий при напряжении 375–800 В. Эта большая батарея хранит энергию, необходимую для электродвигателей автомобиля, обеспечивая мощность, необходимую для ускорения и поддержания скорости на больших расстояниях.
Помимо этой высоковольтной системы, электромобили оснащены отдельной 12-вольтовой свинцово-кислотной батареей. Эта батарея меньшего размера питает вспомогательные системы автомобиля и действует как мост между высоковольтными компонентами и низковольтной электроникой автомобиля. Система с двумя аккумуляторами позволяет электромобилям использовать существующие автомобильные электрические компоненты, сохраняя при этом безопасность и эффективность распределения энергии.
Свинцово-кислотная батарея на 12 В в электромобиле играет решающую роль в питании различных вспомогательных систем и аксессуаров. К ним относятся:
Информационно-развлекательные системы
Климат-контроль
Электрические стеклоподъемники и дверные замки
Внутреннее и наружное освещение
Дворники
Электропривод сидений и зеркал
Эти компоненты, общие как для электрических, так и для обычных транспортных средств, предназначены для работы от 12-вольтовых систем. Сохранив это привычное напряжение, производители электромобилей могут использовать существующие экономичные компоненты без необходимости масштабной модернизации.
12-вольтовая батарея играет жизненно важную роль в обеспечении безопасности электромобилей. Он питает важные системы безопасности, такие как:
Системы раскрытия подушек безопасности
Усовершенствованные системы помощи водителю (ADAS)
Аварийное освещение и предупреждения об опасности
Электронный контроль устойчивости
Кроме того, 12-вольтовая система управляет контакторами, которые подключают и отключают высоковольтный аккумуляторный блок. Эта функция имеет решающее значение для изоляции высоковольтной системы в случае столкновения или когда автомобиль не используется, что значительно повышает общую безопасность.
Одной из наиболее важных функций 12-вольтовой свинцово-кислотной батареи является инициирование последовательности запуска электромобиля. Когда водитель садится в автомобиль и нажимает кнопку запуска, 12-вольтовая батарея питает компьютеры и системы управления автомобиля. Затем эти системы задействуют контакторы, которые соединяют высоковольтную аккумуляторную батарею с остальной частью трансмиссии.
Сохранение 12-вольтовых свинцово-кислотных аккумуляторов в электромобилях во многом обусловлено соображениями стоимости и знанием отрасли. Проектирование и разработка новой высоковольтной системы для питания всех аксессуаров автомобиля значительно увеличит и без того значительную стоимость электромобилей. Автомобильная промышленность имеет многолетний опыт работы с 12-вольтовыми системами, что делает их надежной и хорошо изученной технологией. Это знание распространяется на процедуры технического обслуживания и ремонта, что упрощает обслуживание существующими автомобильными специалистами.
Безопасность является первостепенной задачей при проектировании электромобилей, и 12-вольтовая система играет в этом аспекте решающую роль. Работа с более низким напряжением по своей сути безопаснее по сравнению с высоковольтными системами, используемыми для движения. В случае столкновения или во время планового технического обслуживания риск, связанный с воздействием 12-вольтовой системы, значительно ниже, чем риск, связанный с высоковольтной системой. Кроме того, 12-вольтовая батарея питает критически важные компоненты безопасности, включая контактор, который отключает высоковольтную батарею в аварийной ситуации, повышая общую безопасность автомобиля.
Использование 12-вольтовых систем позволяет производителям электромобилей использовать широкий спектр существующих автомобильных компонентов. Большинство автомобильных аксессуаров, от информационно-развлекательных систем до электрических стеклоподъемников, рассчитаны на работу от напряжения 12 В. Поддерживая этот стандарт, электромобили могут включать в себя проверенные и легкодоступные компоненты без необходимости масштабной модернизации или разработки новых высоковольтных альтернатив. Такая совместимость упрощает производство, снижает затраты и обеспечивает надежную цепочку поставок запчастей.
Аккумуляторы AGM являются популярным выбором для многих производителей электромобилей. Эти аккумуляторы имеют ряд преимуществ:
Работа без обслуживания
Отличные характеристики в автомобилях с современными электронными системами.
Возможность быстрой перезарядки
Более длительный срок службы по сравнению с традиционными свинцово-кислотными аккумуляторами с залитым электролитом.
Повышенная устойчивость к вибрации и физическим нагрузкам.
Аккумуляторы AGM хорошо подходят для современных электромобилей, обеспечивая надежное питание вспомогательных систем и при этом выдерживая уникальные условия эксплуатации электромобилей.
Аккумуляторы EFB представляют собой эволюцию традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов с затопленным электролитом, предлагая улучшенные характеристики для электромобилей:
Усовершенствованная внутренняя конструкция, часто включающая углеродные добавки в процессе производства пластин.
Улучшенная циклическая стабильность и прием заряда
Лучшая производительность при работе с низким уровнем заряда
Золотая середина между обычными залитыми аккумуляторами и аккумуляторами AGM с точки зрения стоимости и производительности.
Аккумуляторы EFB обеспечивают баланс улучшенных характеристик и экономической эффективности, что делает их привлекательным вариантом для некоторых производителей электромобилей.
Хотя в электромобилях это встречается реже, некоторые производители выбирают аккумуляторы глубокого цикла:
Разработан с более толстыми внутренними пластинами для улучшения поглощения энергии.
Повышенная устойчивость к износу, вызванному глубокими разрядами.
Лучше подходит для применений, требующих частых и глубоких циклов разрядки.
Потенциально более длительный срок службы в некоторых приложениях для электромобилей.
Аккумуляторы глубокого цикла могут быть полезны в электромобилях, которые часто используют свою 12-вольтовую систему в течение длительного времени, или в конструкциях, которые предъявляют более высокие требования к вспомогательной энергосистеме.
По мере развития электромобилей некоторые производители начинают изучать литий-ионные батареи в качестве замены традиционным свинцово-кислотным батареям на 12 В:
Значительное снижение веса по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами.
Более высокая плотность энергии, позволяющая увеличить емкость при том же физическом размере
Более длительный срок службы, потенциально на несколько лет дольше, чем свинцово-кислотные аналоги.
Улучшенная производительность при экстремальных температурах
Лучшее соответствие общей литиевой технологии электромобилей.
В отличие от традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, в которых для зарядки аккумулятора 12 В используются генераторы переменного тока, в электромобилях используются другие методы:
Преобразователь постоянного тока в постоянный: основной высоковольтный аккумуляторный блок питает преобразователь, который понижает напряжение для зарядки аккумулятора 12 В.
Рекуперативная зарядка: некоторые электромобили используют энергию, восстанавливаемую во время торможения, для поддержания заряда аккумулятора 12 В.
Вспомогательная зарядка: когда электромобиль подключается для зарядки основного аккумулятора, аккумулятор 12 В часто заряжается одновременно.
Солнечная зарядка: некоторые электромобили оснащены небольшими солнечными панелями, обеспечивающими непрерывную зарядку аккумулятора 12 В.
Эти методы гарантируют, что аккумулятор 12 В остается заряженным без необходимости использования традиционной системы генератора переменного тока.
Разряженный аккумулятор 12 В в электромобиле может иметь серьезные последствия:
Невозможность завести автомобиль. Даже при полностью заряженном основном аккумуляторе разряженная аккумуляторная батарея на 12 В не позволяет завести автомобиль, поскольку питает системы, запускающие высоковольтную систему.
Потеря основных функций: электрические замки, окна и другие аксессуары не будут работать.
Сбои в системе безопасности. Критические функции безопасности могут быть нарушены.
Невозможность зарядки. В некоторых электромобилях разряженная батарея напряжением 12 В может помешать зарядке основной батареи.
К счастью, как и традиционные автомобили, электромобили с разряженными аккумуляторами на 12 В часто можно запустить с помощью стандартных процедур.
Чтобы максимально увеличить срок службы и производительность аккумулятора 12 В в электромобиле:
Регулярные проверки: проверьте клеммы на наличие коррозии и убедитесь в надежности соединений.
Избегайте глубоких разрядов: длительные периоды бездействия могут привести к разрядке аккумулятора. Рассмотрите возможность использования зарядного устройства для длительного хранения.
Содержите аккумулятор в чистоте: грязь и сажа могут стать причиной утечки тока.
Следите за состоянием аккумулятора. Многие электромобили имеют встроенные системы, предупреждающие водителей о потенциальных проблемах с аккумулятором 12 В.
Правильная зарядка: убедитесь, что электромобиль регулярно ездит или заряжается, чтобы поддерживать заряд аккумулятора 12 В.
Соображения по поводу температуры. Экстремальные температуры могут повлиять на производительность аккумулятора. По возможности паркуйтесь в местах с контролируемой температурой.
По мере развития электромобилей изучаются несколько альтернатив традиционным свинцово-кислотным батареям на 12 В:
Литий-ионные аккумуляторы на 12 В. Обладая меньшим весом, более длительным сроком службы и лучшей производительностью, они уже используются некоторыми производителями.
Интегрированные системы питания. Некоторые автопроизводители изучают способы отказа от отдельной батареи на 12 В путем интеграции ее функций в основную высоковольтную аккумуляторную систему.
Суперконденсаторы: потенциально могут заменить или дополнить батареи на 12 В в некоторых приложениях, обеспечивая возможность быстрой зарядки и разрядки.
Твердотельные аккумуляторы: по мере развития этой технологии для основных аккумуляторов электромобилей ее также можно адаптировать для систем с напряжением 12 В, обеспечивая повышенную безопасность и плотность энергии.
Автомобильная промышленность постоянно работает над улучшением электрических систем электромобилей:
Системы более высокого напряжения. Некоторые производители переходят на системы с напряжением 800 В или даже более высокого напряжения, что может привести к изменениям в потребностях во вспомогательном питании.
Интеллектуальное управление питанием: разрабатываются усовершенствованные системы для более эффективного управления распределением мощности между системами высокого и низкого напряжения.
Беспроводные системы питания. Продолжаются исследования беспроводной передачи энергии для систем автомобиля, которые могут революционизировать способы питания вспомогательных компонентов.
Усилия по стандартизации. По мере роста рынка электромобилей производители прилагают все больше усилий по стандартизации электрических систем, что может привести к новым подходам к вспомогательному питанию.
Технологии сбора энергии. Будущие электромобили могут включать в себя более совершенные системы рекуперации энергии для питания вспомогательных компонентов, снижая нагрузку на основную батарею.
Несмотря на быстрое развитие технологий электромобилей, свинцово-кислотные аккумуляторы напряжением 12 В продолжают играть решающую роль в современных электромобилях. Их настойчивость в создании этих передовых автомобилей объясняется не отсутствием инноваций, а, скорее, результатом тщательных инженерных соображений и практических потребностей. Эти батареи выполняют несколько важных функций:
Питание основных вспомогательных систем и функций безопасности
Обеспечение надежного и привычного источника питания для традиционных автомобильных компонентов.
Действует как мост между высоковольтными и низковольтными системами.
Обеспечение работоспособности и безопасности автомобиля в различных условиях эксплуатации.
Продолжающееся использование свинцово-кислотных аккумуляторов в электромобилях показывает, что даже в разгар революционных перемен некоторые традиционные технологии остаются ценными и их трудно полностью заменить.
Наличие свинцово-кислотных аккумуляторов напряжением 12 В в электромобилях иллюстрирует хрупкий баланс, который автопроизводители должны найти между внедрением новых технологий и использованием проверенных решений. Этот баланс имеет решающее значение по нескольким причинам:
Экономическая эффективность: использование существующих компонентов на 12 В помогает контролировать затраты на производство электромобилей, делая электромобили более доступными для более широкого рынка.
Надежность: Обширный опыт работы автомобильной промышленности с системами 12 В обеспечивает высокий уровень надежности критически важных функций автомобиля.
Безопасность. Более низкое напряжение свинцово-кислотных аккумуляторов обеспечивает дополнительный уровень безопасности при проектировании и обслуживании транспортных средств.
Практичность: совместимость с существующей автомобильной инфраструктурой упрощает обслуживание и ремонт.
Постепенный переход: сохранение некоторых знакомых элементов облегчает переход потребителей и отрасли в целом к полностью электрической мобильности.
Хотя в будущем дизайн электромобилей может в конечном итоге отказаться от свинцово-кислотных аккумуляторов в пользу более продвинутых решений, их нынешнее использование подчеркивает важность прагматичного проектирования. Поскольку автомобильная промышленность продолжает свою электрическую революцию, она должна постоянно оценивать, какие традиционные элементы следует сохранить, а какие заменить, всегда стремясь к повышению производительности, безопасности и удобства пользователей.
Постоянное присутствие свинцово-кислотных аккумуляторов в электромобилях служит напоминанием о том, что инновации не всегда означают полную замену старых технологий. Вместо этого настоящий прогресс часто предполагает поиск оптимального сочетания проверенных решений и передовых достижений. Поскольку электромобили продолжают развиваться, этот принцип, вероятно, будет определять разработку все более эффективных, безопасных и удобных решений для электротранспорта.
