Teknologiske trends inden for elektromobilitet: Dette vil ændre sig for elbiler i 2023
Elbiler får en større ydeevne, batteri- og motorteknologien udvikles yderligere, og hjælpesystemerne bliver mere intelligente. Vi giver dig et overblik over de aktuelle teknologiske trends inden for elektromobilitet.
Elbiler er langt fra færdigudviklet. Der anvendes stadig kraftigere elmotorer, batterier og hjælpesystemer. Den globale konkurrence om rækkevidde, ydeevne og komfort er i fuld gang. Her spiller ydelsesvægten en stor rolle her; batterier er tunge. Elbiler vejer op til 30 procent mere end deres modstykker med forbrændingsmotor, uanset køretøjsklasse. Så den store udfordring er at reducere vægten og øge batteriets effekt og rækkevidde. I sidste ende skal en elbil dog være overkommelig i pris og tilgængelig for alle. En målkonflikt, som kan optimeres med intelligente teknologier og en forøgelse af styktallene.
Teknologisk trend 1: Drevteknologi
El-drevet synes mindre kompliceret end en forbrændingsmotor. Ved første øjekast er dette korrekt, da den komplekse motor- og transmissionsteknologi ikke er nødvendig. Selvfølgelig kan man også undvære efterbehandling af udstødningsgasser. På den anden side omfatter den elektriske drivlinje kompleks effektelektronik og den lige så komplekse opladning og termisk styring.
Der er forskellige måder at implementere elmotoren og effektelektronikken på: separat eller i een enhed. For at reducere omkostningerne er mange bilproducenter afhængige af komplette drivenheder for at reducere omkostningerne. Ud over den elektriske maskine (400-800 V) og effektelektronikken indeholder de også en ettrins- eller to-trins gearkasse. I erhvervskøretøjssektoren er selv bremsesystemerne, herunder rekuperationsfunktionen, en del af drivenheden, dvs. en komplet e-aksel.shy /> Især fabrikanter af sportsvogne bruger en elmotor pr. aksel for at skabe et køretøj med firehjulstræk. Fordelen: Elektronikken kan styre motorerne enkeltvist afhængigt af belastningen, kørsels- og miljøsituationen og dermed fordele drejningsmomenterne præcist (til hvert enkelt hjul > torque vectoring). Der anvendes normalt permanent exciterede synkronmotorer på drivakslen. I modeller med firehjulstræk understøtter en asynkronmotor. Nye teknologier som f.eks. siliciumcarbidhalvledere eller specielle hårnåleviklinger på statoren forbedrer motorens ydeevne.
Teknologisk trend 2: Batteriteknologi
Sammen med vægt- og omkostningsreduktion er energitæthed den afgørende faktor ved batterier. I øjeblikket anvendes der mest litium-ion-batterier. Teknologien er moderne, levetiden er god, og de fungerer sikkert og pålideligt. Men der er også ulemper: Li-ion-batterier er relativt tunge, og opladningstiden er relativt lang. Hurtigladeteknologier skal først etablere sig yderligere, hvilket også afhænger af netværksinfrastrukturens ydeevne. Omkostningerne er også relativt høje. De vil dog falde ved at øge produktionen. Desuden indeholder Li-ion-batterier materialer, som kan være skadelige for miljøet, hvis de genbruges forkert. Men genbrugsprocesserne forbedres også hele tiden.
Lovende alternativer til Li-ion-batterier er solid state-batterier. Der anvendes ingen flydende elektrolytter her. Fordelen er den højere energitæthed og den højere sikkerhed. Natrium-ion- og zink-luft-batterier er også under udvikling.shy /> Det såkaldte SALD-batteri (Spatial Atom Layer Deposition) er interessant. Nanoteknologier anvendes på grundlag af Li-Ion-teknologi. Fremover vil elbiler således kunne nå en rækkevidde på langt over 1000 km. Ladetiden er fem gange hurtigere. Der sker altså meget inden for batteriteknologi!
In conjunction with the vehicle's air-conditioning system, electric cars consequently have a highly complex and sophisticated thermal management system made up of several cooling circuits and various cooling media systems. For that reason HELLA connects the cooling circuits for the battery, the electric motor and the vehicle interior in one unit with the so-called Coolant Control Hub (CCH). As a result of such centralisation, the CCH provides for a higher degree of efficiency, shorter charging times and also for longer ranges to be achieved. And all the thermal energies can be optimally distributed.
Technology trend 4: Passenger compartment climate control
In modern electric cars, electric low-voltage or high-voltage heaters and air or water heaters are used to heat the interior and to condition the high-voltage batteries. With air heating, similar to the system used by a hair dryer, air flows over heating coils, which then warm it. PTC (Positive Temperature Coefficients) heating elements are used. With a water heater, water is heated in a circuit – also electrically – and in this way heat is then released into the vehicle interior.
A more efficient solution is the additional use of a heat pump. A PTC auxiliary heater is only used for high heating requirements or when heat is needed quickly. The heat pump extracts thermal energy even from the cold, outside air in winter. It is thus possible to convert up to three kilowatt-hours of energy into heat from one kilowatt-hour from the battery cells of an e-car. And it can be done even more effectively: the electric motor and the batteries themselves also generate heat, albeit to a small extent. This waste heat can also be used to augment vehicle interior heating.
Selvfølgelig er opladningsprocessen specifik for elektricitet: Den elektroniske bagklap-aktuator (eLA) fra HELLA understøtter f.eks. ladeprocessen. Ved hjælp af eLA kan der integreres yderligere individuelle specialfunktioner for at øge komforten og sikkerheden. Innovative lyskomponenter viser både batteriets status og opladningstilstanden.shy /> Desuden har elbiler en stor fordel: De udsender næsten ingen støj. Dette kan imidlertid medføre sikkerhedsrisici for fodgængere og cyklister, især i bymiljøer. Køretøjerne bliver simpelthen overhørt. Derfor giver HELLA's AVAS-system (Acoustic Vehicle Alerting System) mere akustisk tilstedeværelse i trafikken ved lave hastigheder. Det simulerer næsten motorstøjen fra en forbrændingsmotor. På denne måde bidrager AVAS til trafiksikkerheden, og køretøjerne bliver bemærket.
Teknologisk trend 6: Dækteknologi
Dybest set er der ingen forskel på dæk til forbrændingsmotorer og elbiler. Specifikationerne indeholder de samme krav. F.eks. er et godt vejgreb på vådt føre og gode bremseegenskaber lige vigtige. Der kan dog formuleres fire E-specifikke egenskaber, som spiller en særlig rolle.
-støjsvag rulleadfærd, e-køretøjet genererer næsten ingen kørestøjshy /> -Højt drejningsmoment og slidstyrke. Det til tider meget høje drejningsmoment stilles meget hurtigt til rådighedshy /> - rullemodstanden, jo lavere jo større rækkeviddeshy /> - belastningsindekset, dvs. dækkets bæreevne, som nogle dækproducenter tilpasser på grund af den højere køretøjsvægt
Virkninger for eftermarkedet
Med en elbil er der færre drivkomponenter, der skal kontrolleres og vedligeholdes regelmæssigt. Motor- og gearolie anvendes ikke, selv om der anvendes ikke-ledende olier til smøring og temperaturafledning i elektriske drivaggregater. Det er imidlertid vigtigt med termisk styring, som vil være i fokus i fremtiden inden for autoservice. Eksperter taler om det nye "olieskift", når det drejer sig om vedligeholdelse af elbiler, når det drejer sig om vedligeholdelse af det termiske styringssystem og udskiftning af kølemedier. Desuden antages det, at f.eks. chassisdele som lejer eller støddæmpere udsættes for større slitage. Elbiler er simpelthen tungere og har nogle gange mere kraft.
For at kunne beherske "e-teknologien" skal de ansatte på autoværkstederne gennemgå en passende videreuddannelse. Der kræves forskellige kvalifikationer for overhovedet at få lov til at arbejde med højspændingskøretøjer. HELLA tilbyder omfattende kurser til dette formål. Hertil kommer det rette værkstedsudstyr. Det starter med løfteplatformen, som skal løfte mere vægt, ligesom arbejdspladsen også skal være udstyret med passende sikkerhedsforanstaltninger. Det betyder dog ikke, at bilvirksomhederne kommer til at mangle arbejde. Tværtimod: Der venter dem nye "meget spændende" opgaver!
