Diferite tipuri de vehicule electrice

Vehicule electrificate

Ghid pentru gama de vehicule electrificate, inclusiv punctele forte și punctele slabe ale acestora

După mai bine de un secol de producție în masă de vehicule cu motor cu combustie internă (ICE), producătorii auto din lume își schimbă rapid atenția către electrificare. Unii producători de automobile au stabilit deja o dată de încheiere pentru fabricarea vehiculelor ICE, în timp ce alții prognozează o creștere semnificativă a vânzărilor de modele electrificate în gama lor.
Deși industria auto a lucrat la vehiculele electrificate de zeci de ani, se pare că schimbarea a avut loc rapid pentru consumatori, ducând adesea la confuzie cu privire la diferitele tipuri de vehicule electrificate disponibile.
Acest ghid își propune să vă ajute să înțelegeți mai bine diferitele tipuri de vehicule electrificate care se încadrează în general în patru categorii: vehicule electrificate hibride (HEV), vehicule electrificate hibride plug-in (PHEV), vehicule electrificate cu baterie (BEV) și vehicule electrificate cu celule de combustibil ( FCEV-uri).
Hibrid ușor 

Vehiculele electrice hibride (HEV) se împart în două categorii – așa-numiții hibrizi „ușori” și hibridul convențional mai comun, adesea denumit și simplu „hibrid”. Hibrizii mild sunt cel mai puțin electrificat dintre toate sistemele de propulsie EV, dar tehnologia a devenit din ce în ce mai populară în ultimii ani, deoarece producătorii de mașini se străduiesc să reducă consumul de combustibil și emisiile vehiculelor cu motor ICE.

La fel ca un hibrid obișnuit, hibrizii mild au un motor cu combustie însoțit de un sistem de motor electric care oferă o cantitate modestă de suport electric pentru a reduce consumul de combustibil.

Acest suport electric este activat atunci când vehiculul accelerează de la repaus, ceea ce reprezintă una dintre cele mai mari solicitări de putere și, prin urmare, de consum de combustibil.
Spre deosebire de un hibrid obișnuit, motorul electric dintr-un hibrid ușor nu alimentează vehiculul independent de ICE, ci ajută motorul cu ardere atunci când este necesar. Tehnologia mild hybrid, cum ar fi cea utilizată de Mercedes-Benz Clasa C, îmbină motoarele cu patru cilindri pe benzină sau diesel cu un generator de pornire integrat (ISG) și un sistem electric al vehiculului de 48 volți. Tehnologia poate fi folosită și cu alte tipuri de motoare, cum ar fi șase în linie și V8.

ISG este în esență un motor de pornire și un generator încorporat într-un motor electric de înaltă performanță situat între motor și transmisie. Acest motor electric este conectat la o baterie de 48 volți care alimentează sistemul electric al vehiculului și ISG cu energie electrică.
La motoarele din Clasa C, sistemul mild hybrid furnizează temporar 15 kW și 200 Nm de putere electrică și cuplu atunci când vehiculul pornește și accelerează.
„Împingerea” suplimentară a energiei electrice reduce nevoia ca ICE de a folosi combustibil suplimentar pentru a-și crește performanța. Unele surse estimează economiile de combustibil ale hibrizilor ușori la 10-15% din cea a unui vehicul convențional de dimensiuni comparabile și propulsat.

Vehicule electrice hibride (HEV) 

Gândește-te la „hibrid” și probabil că prima marcă care îți vine în minte este Toyota și primul model este Prius. De când a fost lansat în 1997, Toyota Prius a devenit afișul pentru vehiculele HEV din întreaga lume.

Toyota a continuat să aplice tehnologia HEV la o listă din ce în ce mai mare a modelelor sale, creând peste 15 milioane de vânzări hibride în ultimii 24 ani, inclusiv peste 200.000 în Australia.
Deoarece rețin un ICE asistat de o baterie suplimentară și unul sau mai multe motoare/generatoare electrice, HEV-urile sunt considerate un pas ușor de tranziție către un BEV pentru persoanele care ar putea fi nervoase în legătură cu tehnologia EV și anxietatea autonomiei electrice.

Un vehicul hibrid nu poate fi conectat la reîncărcare.

Bateria HEV este reîncărcată de ICE și de un generator de motor electric la bord, pe măsură ce vehiculul decelerează sau decelerează într-un proces cunoscut sub numele de frânare regenerativă. Acest lucru ajută la reducerea fricii pe care oamenii o au față de vehiculele electrificate și posibilitatea de a fi deranjați sau, mai rău, de a rămâne fără încărcare a bateriei.
Motorul cu ardere și motorul electric dintr-un HEV schimbă fără probleme sarcina de lucru între ele, ICE făcând cea mai mare parte a muncii, dar asistată de motorul electric atunci când accelerează sau sub sarcină. Vehiculul va funcționa și numai pe baterie, în condiții de încărcare scăzută.
Principalul avantaj al unui HEV față de un vehicul convențional alimentat cu ICE este un consum semnificativ mai bun de combustibil și emisii mai mici, datorită motorului electric care joacă un rol de economisire a combustibilului în susținerea motorului cu ardere în timpul accelerării și ICE nu funcționează la ralanti în anumite condiții.
Deoarece un HEV are un pachet de baterii mai mare decât un hibrid ușor, motorul electric poate oferi ICE mai mult suport mai des, inclusiv la viteze de drum, ceea ce, la rândul său, echivalează cu un consum de combustibil și mai bun.
Toyota estimează că hibrizii săi folosesc cu aproximativ 30% mai puțin combustibil decât un echivalent alimentat cu ICE.
Cu toate acestea, deoarece bateriile de tracțiune utilizate la HEV-uri sunt mai mici decât cele utilizate la PHEV-uri sau la vehiculele electrificate cu baterie completă, gama de vehicule numai electrice este limitată.
Criticii subliniază că HEV-urile rămân dependente de combustibilii fosili pentru a funcționa.

Vehicul electric hibrid plug-in (PHEV) 

Dacă HEV-urile sunt primul pas în călătoria către electrificare, PHEV-urile sunt următorul, reducând efectiv diferența dintre HEV și BEV.
PHEV-urile păstrează confortul și raza de acțiune ale unei centrale ICE, dar o completează cu capacitatea de a oferi o gamă extinsă de motorizări numai electrice, datorită bateriei lor de antrenare mai mari și motoarelor electrice mai puternice.
Spre deosebire de un HEV care își reîncarcă bateria exclusiv în timpul conducerii, bateria mai mare PHEV poate fi reîncărcată prin conectarea la o sursă de energie electrică, la fel cum faci un BEV. PHEV poate rula numai cu energie electrică, deși pe o distanță limitată. Vehiculul funcționează cu energie electrică până când bateria este aproape epuizată, iar apoi mașina trece automat la utilizarea ICE.
Mitsubishi Outlander PHEV, de exemplu, are o autonomie electrică de până la 54 km, despre care Mitsubishi susține că este suficient pentru cerințele zilnice de condus ale multor familii australiene.
Vehiculele PHEV precum Outlander pot funcționa în trei moduri distincte de conducere: EV Drive cu motoarele electrice față și spate folosind doar energia stocată în baterie. Seria hibridă cu ICE funcționând exclusiv ca generator pentru a reîncărca bateria din mers și Parallel Hybrid, ca Toyota RAV4 Hybrid, în care ICE antrenează direct roțile din față, asistat de motorul electric față cu motorul electric spate antrenând puntea spate.

Deoarece PHEV-urile pot călători pe o distanță rezonabilă doar cu energie electrică, consumul lor de combustibil pentru ciclul combinat este mai mic chiar și decât un HEV.
În cazul lui Outlander PHEV, această combinație contribuie la cifra impresionantă a consumului de combustibil în ciclu combinat de 1,7 l/100 km.
Șoferii PHEV care se conectează și se reîncarcă în mod regulat pentru a conduce distanțe scurte, trebuie rareori să se umple cu combustibil, așa că pot conduce fără a genera emisii de eșapament.
Alternativ, un PHEV alimentat complet poate parcurge distanțe mai mari decât multe BEV-uri și poate continua să funcționeze indiferent de starea de încărcare a bateriei sale litiu-ion, deoarece vehiculul poate funcționa și ca un HEV și poate continua să funcționeze pe ICE.

Principalul avantaj al unui PHEV este capacitatea de a parcurge distanțe comutabile cu energie electrică, scenariu în care nu generează emisii pe conducta de eșapament. Sunt capabili să efectueze călătorii mai lungi fără a fi nevoie să folosească infrastructura de încărcare a bateriei pe parcurs.
Dezavantajul este că PHEV-urile încă dispun de un motor ICE care arde pe combustibili fosili, iar autonomia lor numai electrică este limitată.

Vehicul electric cu baterie (BEV) 

Următorul pas față de un PHEV este vehiculul electric cu baterie (BEV), cunoscut în mod obișnuit ca EV.
BEV-urile nu au motor cu ardere și, în schimb, sunt alimentate exclusiv de un motor electric (sau motoare) care se încarcă dintr-un pachet de baterii de înaltă tensiune, de obicei litiu-ion în EV-urile moderne.
Deoarece pot conduce în întregime fără un motor care arde pe combustibili fosili, BEV-urile nu generează emisii de evacuare.
Cu toate acestea, BEV-urile trebuie să obțină puterea pentru a-și încărca bateriile mari de undeva, iar sursa acestei puteri dictează dacă acestea sunt cu adevărat fără emisii (de exemplu, pe cărbune sau solar).
Spre deosebire de vehiculele alimentate cu gheață care tind să fie cel mai puțin eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil la conducerea urbană oprire-pornire, BEV-urile se deplasează mai departe în această situație datorită tehnologiei lor de frânare regenerativă.

Cu cât încetiniți sau opriți mai mult, cu atât bateria este reîncărcată.

O capacitate mare a bateriei este cheia pentru autonomia unui vehicul electric și poate fi considerată ca un rezervor de combustibil.

Cu cât bateria este mai mare, cu atât vehiculul va călători mai departe și, în combinație cu motorul electric (sau motoarele) pe care îl alimentează, cu atât va avea mai multe performanțe BEV.

Bateriile sunt singura componentă cu cel mai mare cost al unui BEV, astfel încât mai multă autonomie și/sau performanță BEV-ul dvs. va afecta direct prețul de achiziție.

Nissan Leaf e+, de exemplu, este o versiune cu rază extinsă a Leaf EV obișnuit și are o baterie de 62 kWh, cu 22 kWh mai mare decât bateria modelului obișnuit.

Bateria mai mare prelungește autonomia la 385 km, cu 115 km în plus față de Leaf standard. De asemenea, eliberează un plus de 50 kW și 20 Nm de la motorul electric, reducând o secundă timpul de 0-100 km/h.

La 60.490 dolari (MRLP), Leaf+ este cu aproximativ 10.500 dolari mai scump decât modelul obișnuit, despre care Nissan spune că este explicat aproape de capacitatea suplimentară a bateriei.
Când vine vorba de încărcare, majoritatea EV-urilor oferă mai multe opțiuni, de la cea mai lentă încărcare AC până la cea mai rapidă încărcare DC.
Timpii de încărcare de la plat la complet pentru bateria Nissan Leaf e+, de exemplu, variază de la 32 h pe o priză AC de uz casnic, la 11,5 h pe un Wallbox AC și 1,5 orh pe un încărcător rapid DC standard.

Vehicul electric cu pile de combustibil cu hidrogen (HFCEV) 

În timp ce BEV-urile conduc cursa pentru a deveni alternativa dominantă la motoarele cu ardere internă, vehicule electrificate cu pile de combustibil pe hidrogen (HFCEV) sunt considerate de unii experți drept soluția finală la problema emisiilor de CO₂din țeava de eșapament.
Acest lucru se datorează faptului că hidrogenul este un element deja abundent, poate fi produs în mod curat și în siguranță din surse regenerabile de energie folosind nimic mai mult decât apă și electricitate verde, iar HFCEV nu emit altceva decât căldură și apă.
La fel ca BEV-urile, HFCEV-urile sunt alimentate de un motor electric (sau motoare), dar în cazul în care BEV-urile folosesc baterii litiu-ion reîncărcate prin conectarea la rețeaua electrică, un FCEV își transportă sursa de energie sub formă de hidrogen în rezervoare de înaltă presiune sub vehicul.
Hidrogenul este convertit printr-un catalizator special la bord numit pilă de combustibil, care combină hidrogenul și oxigenul pentru a genera un curent electric, care, la rândul său, alimentează motorul electric al vehiculului.
Singurul produs secundar al acestui proces este apa distilată care este evacuată sub formă de vapori de sub vehicul, uneori văzută ca o stropire vizibilă atunci când un șofer HFCEV apasă puternic pe accelerație.

HFCEV-urile sunt echipate cu alte tehnologii avansate pentru a crește eficiența, cum ar fi sistemele de frânare regenerativă care captează energia pierdută în timpul frânării și o stochează într-o baterie.

La fel ca benzina, motorina sau GPL, hidrogenul din rezervorul unui HFCEV trebuie completat atunci când se epuizează și aici se află una dintre barierele majore în calea absorbției HFCEV, deoarece stațiile de alimentare cu hidrogen sunt rare și costisitoare de construit.

Această lipsă de infrastructură s-a dovedit o provocare la nivel mondial, în ciuda faptului că HFCEV oferă câteva avantaje majore față de BEV, inclusiv o autonomie mai mare și timpi de realimentare mult mai rapid.

Hyundai Nexo HFCEV, de exemplu, se mândrește cu o autonomie de 666 km și un timp de realimentare, ca un vehicul alimentat cu gheață, de trei până la cinci minute.

Alte beneficii ale HFCEV includ faptul că sunt mai eficiente și mai fiabile decât vehiculele alimentate cu ICE, datorită faptului că au mai puține părți în mișcare (o trăsătură împărtășită cu BEV-urile) și sunt semnificativ mai ușoare decât BEV-urile, deoarece nu trebuie să transporte baterii grele.

HFCEV-urile sunt vândute pe piețele internaționale de câțiva ani încoace, iar sosirea lor la începutul acestui an a două flote separate de Hyundai Nexo și Toyota Mirai HFCEV a fost văzută ca un pas semnificativ către adoptarea tehnologiei aici, dar acestea nu sunt disponibile în prezent comercial.

Dar, în ciuda optimismului în privința hidrogenului ca și „combustibil al viitorului”, este puțin probabil ca HFCEV să depășească BEV-urile în curând, din cauza lipsei de opțiuni de vehicule, a costurilor ridicate și a lipsei infrastructurii specializate de realimentare.

Dacă dorești să afli mai multe despre atelierul nostru te invit pe site-ul autochelu.ro.