Sõidukipargi elektrifitseerimise strateegia: valida akuga elektriautode, pistikhübriidautode ja kütuseelemendiga elektriautode vahel vastavalt sõiduulatusele ja taristu vajadustele

Mida "EV" tegelikult tähendab?

„EV” on lühend sõnadest „Electric Vehicle” – auto, mis kasutab peamise jõuallikana elektrit. Erinevalt traditsioonilistest autodest ei tööta need sõidukid sisepõlemismootoritel, vaid kasutavad liikumiseks ühte või mitut elektrimootorit.

Mõiste "elektriauto" hõlmab laia valikut elektrifitseeritud autosid. Tootjad on surve all täita CO2-heite eeskirju, püüdes samal ajal suurendada energiatõhusust ja sõiduulatust. Tavaliselt kulub uute jõuülekandetehnoloogiate puhul mitu disainitsüklit, enne kui need kasumlikuks muutuvad.

Jõuülekande komponentide (nagu veomootorid, inverterid, konverterid ja akud) hinnasurve soodustab uute põhitehnoloogiate pidevat arendamist. See loob suurema nõudluse disaini- ja testimislahenduste järele, mis pakuvad paremat simulatsiooni ja ulatust, et vastata ohutus- ja jõudlusstandarditele. Pistikühendusega sõidukite turu kasvades soodustab see ka uute tehnoloogiate teket ümbritsevas taastuvenergia ökosüsteemis, näiteks PV (fotogalvaanilised) inverterid ja nutivõrgu tehnoloogia.

Elektriautode energiaökosüsteem

• Poliitika: Regulatsioonidel on elektrilise mobiilsuse arengule tohutu mõju.
• Hind: Tehnoloogia areng on akude hinda märkimisväärselt alandanud.
• Tarneahel: Akutehnoloogia väärtusahela olulisust tunnustatakse üha enam.

Üha rohkem inimesi tunneb huvi elektriautode vastu tänu madalamatele tegevuskuludele ja väiksemale keskkonnamõjule. Akuga elektriautodel (BEV) on nullheitgaaside kogus, mis teeb neist atraktiivse valiku kerge-, keskmise- ja raskeveokite autoparkidele – eriti kuna kehtestatakse rangemad õhukvaliteedi standardid. Vaatamata kasvavale huvile takistab "läbisõiduulatuse ärevus" inimesi sageli üleminekut tegemast.

Mis on "kauguse ärevus"?

"See pole tegelikult sõiduulatuse ärevus; see on elektriautode laadimisjaamade ärevusLaadimisvõrgustik peab lihtsalt pidevalt laienema. Kui iga bensiinijaama lähedal oleks laadijaid, siis te isegi ei mõtleks sellele."

Lisaks muredele hinna ja Elektriautode laadimisjaamadLäbisõiduärevus on hirm, et autol pole reisi lõpetamiseks piisavalt laetud. See on endiselt üks suurimaid takistusi elektriautodele üleminekul.

Varastel elektriautodel oli maine kehva sõiduulatuse poolest. Kuigi tootjad väitsid, et sõiduvahemaad on pikemad, leidsid ostjad, et täislaetud aku ei kestnud nii kaua, kui aku vananes. See kahjustas elektriautode turu mainet ja mõjutab tööstuse mainet tänapäevalgi.

Millised tegurid mõjutavad elektriauto sõiduulatust?

Elektriauto efektiivset sõiduulatust mõjutab palju tegureid, kuid need jagunevad üldiselt kolme põhikategooriasse: juhi käitumine, temperatuur ja aku seisukord.

Tavapäraste bensiinimootoriga sõidukite puhul vähendavad halvad sõiduharjumused kütusekulu, sama reegel kehtib ka elektriautode kohta. Agressiivne käitumine, nagu kiiruseületamine, järsk pidurdamine ja kiire kiirendus, kulutab lisaenergiat, mis omakorda lühendab sõiduulatust.

Temperatuur on üks levinumaid sõiduulatuse vähenemise põhjuseid, kuid seda mõistetakse sageli valesti. Kuigi on tõsi, et liitiumioonakud töötavad külmas keskkonnas tavaliselt halvemini, on tänapäevased elektrisõidukid varustatud täiustatud termohaldussüsteemidega, mis hoiavad aku optimaalsel temperatuuril. Kuigi need süsteemid tarbivad teatud määral energiat, tuleneb suurem osa temperatuuriga seotud sõiduulatuse vähenemisest tegelikult salongi kütmiseks või jahutamiseks kuluvast energiast.

Lõpuks kaotavad kõik laetavad akud võime täielikult laetud akut salvestada. Seda nimetatakse aku lagunemiseks. Elektriauto puhul tähendab see lihtsalt seda, et sõiduulatus aja jooksul loomulikult väheneb.

Mis vahe on BEV-l, PHEV-l, HEV-l, REEV-l, FCEV-l ja MHEV-l?

Siin on peamised erinevused hübriidide (HEV), pistikhübriidide (PHEV), kerghübriidide (MHEV), täisakudega elektriautode (BEV) ning REEV-de ja FCEV-de vahel.

Täiselektriline sõiduk (BEV)

Akuga elektrisõidukid töötavad täielikult akuga. Lisaks autodele ja bussidele kuuluvad sellesse kategooriasse ka paljud kaherattalised sõidukid ja isegi paadid.

Akuga elektriautod töötavad 100% elektri jõul, mis tähendab, et varumootorit pole. Selle asemel saab ühte või mitut elektrimootorit toidet suur akupakk, mis asub tavaliselt sügaval põrandas. Aku laaditakse välise pistikupesa kaudu. Täielik laadimine võib võtta aega 3 kuni 14 tundi, olenevalt aku suurusest ja laadija tüübist. Kuna aku annab energiat kogu autos olevale, jääb tüüpiline mahutavus vahemikku 40 kWh kuni 80 kWh, kuigi mõned ulatuvad nüüd kuni 200 kWh-ni.

Hübriidelektrisõiduk (HEV)

Hübriidelektrilistel sõidukitel on nii kütuse- kui ka elektrimootor ning suurem aku. Neid ei saa aga ühendada välise toiteallikaga. Aku laeb pidurdamisel regeneratiivpidurduse protsessi abil. Ainult aku jõul töötades suudab hübriidelektrisõiduk tavaliselt läbida vaid 3–5 km.

Hübriidsõidukid (HEV) on kõige levinum hübriidide tüüp ja on olnud olemas juba aastaid. Need kasutavad kahte jõuallikat: sisepõlemismootorit ja elektrimootorit koos suurema akuga. Auto käivitumisel töötab see elektrienergial, kuid kiiruse suurenedes lülitub sisse sisepõlemismootor. Pardal olev arvutisüsteem otsustab, millal kasutada elektrit ja millal kütusele üle minna. Lisaks ei pea HEV-sid vooluvõrku ühendama. Protsessi abil, mida nimetatakse "regeneratiivpidurduseks", salvestab aku iga kord, kui juht pidurdab või allamäge sõidab, väikese koguse laengu, võimaldades sõidukil energiat taaskasutada.

Kerge hübriidsõidukid (MHEV)

Kerghübriidid (MHEV) kasutavad sisepõlemismootori efektiivsuse parandamiseks ja seeläbi kütuse säästmiseks tagasihoidlikku 48 V akut ja elektrimootorit. MHEV-id võimaldavad mootoril püsikiiruse võtmise, aeglustamise või pidurdamise ajal välja lülituda.

Kuigi kerghübriidid on üha populaarsemad, võib nende kütusesääst olla marginaalne. Kasutades väikest 48 V akut ja elektrimootorit mootori abistamiseks, saab mootor toita mittevajalikke funktsioone, nagu kliimaseade või raadio. See võimaldab mootoril välja lülituda, kui auto liigub vabajooksul või pidurdamisel seisma. Seda tüüpi auto ei saa aga ainult akutoitel sõita, mistõttu on see sisuliselt kõige lihtsam hübriidi vorm.

MHEV-mudelite eelised

• Väiksemad heitkogused
• Odavam kui tavalised hübriidid või pistikhübriidid
• Madalamad ostu-/liisingukulud

MHEV-mudelite puudused

• Kütusekulu osas pole tegelikku eelist
• Puudub täielikult elektriline sõiduulatus

Pistikühendusega hübriidsõidukid (PHEV)

Pistikhübriididel (PHEV) on nii elektrimootor, mida tuleb laadida pistikupesast, Elektriauto laadija ja sisepõlemismootor. Erinevalt MHEV-idest suudab PHEV ainult elektri jõul töötades läbida keskmiselt 50 km, kuna see kasutab suuremat akut, mida saab laadida elektrivõrgust.

PHEV-id on turul olnud aastaid ja on ehk kõige lähedasem sild täiselektrilistele sõidukitele. PHEV ühendab akuga elektriauto ja tavalise sisepõlemismootoriga auto võimsuse. Elektrimootori abil, mida laeb välimine pistik, saavutatakse tegelik elektriline sõiduulatus. Koos kõigis PHEV-ides leiduva bensiini- või diiselmootoriga töötavad need kaks mootorit koos, et pakkuda tugevat võimsust.

PHEV-mudelite eelised

• Tänu sisseehitatud mootorile on sõiduulatuse ärevus kadunud
• Üldiselt odavam kui täiselektrilised sõidukid
• Heitevaba pendeldamine (tavaliselt 24–30 kilomeetrit)

PHEV-mudelite puudused

• Sõiduk on raskem, seega ainult mootoriga sõitmine võib negatiivselt mõjutada
• Laetavate elektriautode teemaks (VRM) pole enam odav

Palun harjuge oma pistikhübriidi kodus laadima. Kuigi teil on mootor, on raske ja laadimata akuga ringi sõitmine mõttetu. Regeneratiivpidurdusel on piiratud mõju, seega on vooluvõrku ühendamine hädavajalik.

Pikendatud sõiduulatusega elektriautod (REEV)

Läbisõiduulatust suurendav elektriauto (REEV) kasutab väikest sisepõlemismootorit ainult generaatorina, mis laadib peamist veoakut. Seejärel juhib sõidukit täielikult elektrimootor, mis ammutab energiat akust. Läbisõiduulatust suurendava seadme ülesanne on muuta bensiin elektriks ja suunata see mootorisse, kui aku on tühi või kui sõiduk liigub suurel kiirusel. Läbisõiduulatust suurendav seade ei juhi sõidukit otse ega lae akut, muutes bensiini salvestatud energiaks tühikäigul töötades.

REEV-mootori ainus eesmärk on toota elektrit sõiduki sõiduulatuse pikendamiseks, mitte otse ratastele käitamiseks. REEV-s toodab elektrit mootor, mis salvestub akusse.

Kütuseelementidega elektrisõidukid (FCEV)

Kütuseelementidega elektrisõidukid (FCEV) kasutavad vesiniku ja hapniku keemilise reaktsiooni abil elektriks muundamiseks kütuseelementide virna, mis seejärel paneb tööle elektrimootori.

FCEV-d kasutavad kütusena vesinikku. Sisseehitatud kütuseelemendi sees reageerib vesinik keemiliselt atmosfääri hapnikuga, tekitades elektrit, mis käivitab mootori ja juhib sõidukit. Vesinikuallikatena saab kasutada ka metanooli, maagaasi ja bensiini (vesinik eraldatakse neist kaudselt), kuid see tekitab väga väikeses koguses CO2 ja lämmastikoksiide. FCEV-d, näiteks Toyota Mirai, esindavad nullheitmetehnoloogiat ilma sisepõlemismootorita. Seevastu REEV-idel on piiratud võimsusega sisepõlemismootor, mis toimib generaatorina aku laadimiseks, kuid ei vea kunagi rattaid.

KKK

K1: Mis on peamine erinevus akutoitel, pistikhübriid- ja kütuseelemendiga sõidukite vahel?
V: BEV-d (akudega elektrisõidukid) töötavad ainult suures akus talletatud elektriga. PHEV-d (pistikhübriidsõidukid) ühendavad aku, mida saab piiratud elektrilise sõiduulatuse saavutamiseks vooluvõrku ühendada, bensiinimootoriga. FCEV-d (kütuseelementidega elektrisõidukid) toodavad elektrit sõidukis keemilise reaktsiooni abil, mille käigus eraldub ainult veeauru.

K2: Mis on „kaugusehirm“ ja kuidas saavad autopargid sellega toime tulla?
V: Läbisõiduärevus on hirm, et elektriauto aku tühjeneb enne sihtkohta või laadimispunkti jõudmist. Autopargid saavad sellega toime tulla, valides pikkadeks marsruutideks varujõuallikatega sõidukeid (näiteks pistikhübriide või taastuvelektrilisi sõidukeid), analüüsides hoolikalt igapäevaseid marsruute ja investeerides usaldusväärsesse laadimistaristusse depoodes või tavaliste marsruutide ääres.

K3: Millised tegurid vähendavad elektriauto sõiduulatust kõige olulisemal määral?
V: Kolm peamist kategooriat, mis mõjutavad elektriauto sõiduulatust, on: juhi käitumine (agressiivne kiirendus/pidurdamine), temperatuur (salongi kütmiseks või jahutamiseks kasutatav energia, mitte ainult aku jõudlus) ja aku seisukord (loomulik halvenemine aja jooksul, mis vähendab kogu laadimismahtu).

K4: Milline elektriauto tüüp sobib kõige paremini linnatranspordi heitgaaside vähendamiseks?
V: Linnasõidul tõeliselt nullheitgaaside saavutamiseks on parim valik BEV-d (akuelektrilised sõidukid). Need ei tekita sõidu ajal heitgaase, aidates sõidukiparkidel täita linnades rangeid õhukvaliteedi standardeid.

K5: Kas pistikhübriid on hea üleminekuvõimalus autoparkidele, mis on mures laadimisinfrastruktuuri pärast?
V: Jah, pistikhübriidid võivad olla suurepärane ajutine lahendus. Need pakuvad piiratud täiselektrilist sõiduulatust igapäevasteks sõitudeks või lühikesteks sõitudeks, samas kui sisseehitatud bensiinimootor kõrvaldab sõiduulatuse pärast muretsemise pikemate või planeerimata sõitude puhul, pakkudes paindlikkust laadimisinfrastruktuuri jätkuva laienemise ajal.