Avto
320 ogledov

12 voltov je premalo

48-voltan tehnologija Audi
Zaradi rekuperacije zavorne energije in delovanja sistema start/stop bodo v avtomobile vgrajevali električni sistem dveh napetosti (12 in 48 V). Veliki porabniki električne energije bodo sčasoma delovati z enosmernim tokom napetosti 48 voltov.

V sodobnih avtomobilih je približno tisoč posameznih električnih vodnikov, katerih skupna dolžina je okoli tri kilometre. Zaradi novih naprav se bo dolžina vodnikov najbrž še povečevala, spreminjala pa se bo tudi napetost. Zdaj potuje po običajnem avtomobilskem električnem omrežju enosmerni električni tok, ki ima napetost 12 V, zaradi novih naprav pa bo treba napetost v posameznih delih omrežja dvigniti na 48 V, kar pomeni, da bodo v prihodnosti avtomobili hkrati uporabljali 12 in 48 V električno napetost.

Vsi s sistemom start/stop

Predvidevajo, da bo večina novih avtomobilov čez nekaj let imela sistem za samodejno zaustavljanje motorja in ponoven zagon (start/stop) in napravo za izkoriščanje zavorne energije. Oba sistema bodo vgrajevali zaradi zmanjševanja porabe goriv. Start/stop prihrani do pol litra goriva na 100 kilometrov, če pa lahko opravlja še dodatne naloge, ko je motor z notranjim zgorevanjem izključen (takšna funkcija je na primer »jadranje«), pa se prihranek približa enemu litru goriva. V teh primerih mora imeti na voljo dovolj električne energije, ki jo dobiva z rekuperacijo zavorne energije (spreminjanjem kinetične energije v električno), in seveda dovolj zmogljivo baterijo za shranjevanje te energije.

Pri rekuperaciji zavorne energije deluje generator z močjo od 4 do 10 kilovatov (kW), normalna jakost električnega toka, ki bi morala potovati po 12-voltnem omrežju, pa bi bila v tem primeru od 330 do 830 amperov (A). To pa je absolutno preveč (le z dodatnimi tehničnimi ukrepi dosežejo, da imajo pri tej napetosti električni tokovi jakost od sprejemljivih 200 do zelo kritičnih 300 amperov), zato je treba napetost povečati na 48 voltov. Na takšno omrežje se lahko priključi generator z močno do 12 kW (pri 12-voltni napetosti le 3 kW, pri 24-voltni napetosti pa največ 6 kW), pri čemer je jakost električnega toka nekaj več kot 200 amperov.

Hibridi in elektrika

Pri hibridnih in električnih avtomobilih uporabljajo za pogon in rekuperacijo visoko napetost. Ta bi bila primerna seveda tudi za sistem start stop in rekuperacijo, vendar je taka možnost za »navadne« avtomobile predraga; predvsem zato, ker je treba vgraditi številne sisteme za varovanje pred nevarno visoko električno napetostjo. Takšno varovanje ni potrebno, kadar je napetost električnega toka manjša od 60 voltov.

48-voltna napeljava | Avtor: Proizvajalci Proizvajalci


Zaradi dvojne napetosti enosmernega električnega toka (12 V za običajne električne uporabnike in 48 V za zahtevnejše uporabnike) mora biti sistem za shranjevanje električne energije tehnično zelo dovršen. Sprejemati mora različno električno energijo, ki nastaja pri rekuperaciji. Navadna svinčena baterija te naloge ne more opravljati, zato uporabljajo litijeve-ionske baterije ali dvoslojne kondenzatorje. Ta dva shranjevalca električne energije, še posebej pa litijeva-ionska baterija, pa sta zelo občutljiva na prednapetost in podnapetost električnega toka. Zato mora biti polnilni tok kar se da enakomeren, enakomernost pa lahko pri rekuperacijskih »sunkih« lahko rešuje samo zahtevna elektronika, ki pa mora nadzirati in usklajevati tudi porabo.

48-voltna napeljava | Avtor: Proizvajalci Proizvajalci
O prednostih dvojne električne napetosti v avtomobilskem omrežju so razmišljali že zelo zgodaj. Prišli so na idejo, da bi bila v avtomobilih električna napetost 42 voltov, ki bi povečala zmogljivost električnih avtomobilskih naprav in omogočila uporabo novih. Takratne ideje niso bile uresničljive zaradi premalo razvite baterijske tehnologije. Šele ko so se pojavile potrebe po zmanjševanju CO2 in ko je baterijsko tehnologijo izpopolnila elektronika, se je začelo uporabljati možnosti, ki jih omogoča najvišja normalna (nenevarna) napetost enosmernega električnega toka (pod 60 V). Pri takšni napetosti lahko zadovoljivo delujejo zdajšnji veliki porabniki električne energije in zdajšnji iz celic sestavljeni akumulatorji, predvsem pa je možno dobro izkoristiti kratke časovne faze, ko generator pridobiva električno energijo. Če pa so potrebe večje (na primer 15 kW pri hibridnem in električnem pogonu), pa jih je možno izpolniti le v visokonapetostnemu sistemu, ki pa je neprimerno dražji.

Evropejci so odločeni

Večina evropskih avtomobilskih tovarn se je odločila za dodaten 48-voltni električni napetostni sistem poleg običajnega 12-voltnega sistema. Paralelno delujoč dvonapetostni električni avtomobilski sistem (12 in 48 V) ni treba opremljati z varovalnimi sistemi, kakršne mora imeti visokonapetostni električni sistem, ker enosmerni električni tok z manjšo napetostjo kot 60 V pri stiku s človekom ni nevaren. Na 48-voltni sistem bodo počasi začeli priklapljati posamezne velike porabnike električne energije, med njimi predvsem električni ventilator za motor (1 kW), električne grelce, električni kompresor za klimo, črpalke …

Komentarjev 0
Napišite prvi komentar!

Za komentiranje je potrebna prijava/registracija. Če nimate uporabniškega računa, izberite enega od ponujenih načinov in se registrirajte v nekaj hitrih korakih.