EN
БЪРЗИ ВРЪЗКИ
Все повече търговски флоти преминават към 48V литиево-йонни батерии, вместо към старомодните оловно-киселинни, защото тези по-нови системи предлагат по-добра плътност на енергията и добре работят с енергоемки аксесоари. Вижте числата: около 85 процента от всички нови електрически доставъчни камиони, произвеждани днес, имат вградени 48V системи. Те помагат за захранването на елементи като електрическа управляваща система, отоплителни и климатични уреди, както и на онези модерни системи за проследяване, без цялото превозно средство да трябва напълно да бъде електрифицирано. За собствениците на бизнес обаче най-важното е колко пари спестяват на дълга сметка. След само пет години в експлоатация, 48V системите въз основа на литий все още запазват около 60 до 70 процента от първоначалната си стойност, спрямо само 20 до 30 процента при традиционните оловно-киселинни батерии. Такава разлика бързо се усеща при управлението на големи превозни флоти.
Превключването към 48V системи осигурява около четири пъти повече мощност в сравнение с традиционните 12V конфигурации, като при това изисква само една четвърт от медните кабели. Това намалява както теглото на превозното средство, така и разходите за производството му. По-високото напрежение позволява лесното добавяне на функции като системи за рекуперативно спиране и електрически турбокомпресори. Според последни данни от Fleet Efficiency Reports, тези подобрения могат да увеличат икономията на гориво между 12% и 18% за много хибридни търговски превозни средства. Онова, което отличава 48V от по-старата 12V технология, е нейната способност лесно да се мащабира при нужда. Когато няколко батерии работят паралелно, тази конфигурация работи отлично за неща като рефрижераторни камиони, които имат нужда от различни количества енергия по време на работа, или тежка техника, използвана на строителни площадки, където нуждата от енергия постоянно се променя при различни задачи.
Една голяма логистична компания със седалище в Германия наскоро модернизирана всичките си 500 камиона в парка за доставки с тези нови 48-волтови литиеви батерии. След тази промяна те забелязаха нещо доста впечатляващо – разходът на гориво намаля с около 22% за всеки изминат миля. Тези батерийни системи всъщност захранват електрическите товарни лифтове и бордовите компютри, които изчисляват най-добрите маршрути. Шофьорите сега могат да изминават още около 31 мили на ден, преди да се наложи презареждане, като освен това двигателите прекарват по-малко време в режим на празен ход. Наистина революционното обаче е вградената система за управление на батерията, която следи всичко в реално време. През последните година и половина тази технология намали непредвидените повреди в сервизите с около 40%, спестявайки време и пари на компанията.
Премахването на принадлежащите към ремъчния задвижващ механизъм аксесоари, заедно с по-малкия брой цикли на натоварване на двигателя, означава, че 48V системите намаляват механичното износване с около 27 процента по време на онези досадни градски пътувания с често спиране и тръгване. Съвременните 48V батерии са оборудвани с интелигентно термично управление, което осигурява плавна работа в широк диапазон от температури – от около минус 20 градуса Целзий до 55 градуса Целзий. Това помага да се предпази батерията от бързо губене на капацитет при излагане на много сурови метеорологични условия. Анализът на реални данни от експлоатацията на паркове показва още нещо доста впечатляващо – предиктивната аналитика, вградена в тези системи за управление на батерии, е намалила прекъсванията по пътя, причинени от проблеми с батерии, с приблизително две трети от началото на 2021 година насам.
Преходът към 48V батерийни системи означава, че търговските превозни средства могат вече да задвижват тежките компоненти електрически, вместо да разчитат на механични системи. Помислете за неща като усилватели на волана, компресори за климатик и всякакви видове спомагателно оборудване. Когато производителите заменят старите механични части с техните електрически аналогове, те всъщност спестяват около 18% от загубената енергия, докато постигат много по-добър контрол върху тези системи. Вземете например системите за отопление и климатизация. С 48V захранване шофьорите не са длъжни да оставят двигателя да работи само за да поддържат комфортна температура в камионите за доставки, което води до реални спестявания на гориво между 3% и 5%. И нека не забравяме и системите за управление. Електрификацията отваря врати към по-интелигентни технологии за помощ на водача и премахва цялата тази неприятна работа по поддръжката на хидравлични течности, която механиците никога не са обичали.
48V подсистемите работят изключително добре, когато се комбинират с тези високоволтови хибридни конфигурации. Те поемат напълно допълнителните натоварвания самостоятелно, което намалява натиска върху основните батерийни пакети. Говорим за удължаване на живота на батериите с около 15 до дори 20 процента при нормални условия на движение. Това, което прави тази двойна волтова система специална, е начинът, по който позволява енергията, събрана по време на спирачния режим, да захранва неща като светлини, вентилатори и други малки компоненти. Тестовете показват, че превозните средства работят приблизително с 8 процентни пункта по-ефективно в сравнение с използването само на 12 волта или изцяло високо напрежение навсякъде. Освен това мениджърите на паркове харесват факта, че тези 48-волтови системи значително улесняват модернизацията на стари дизелови камиони, като им добавят известна електрическа способност, без да е необходимо напълно преустройство от основата.
Системите за управление на батерии или BMS имат съществена роля за максимално използване на 48V батерии, използвани в търговски условия. Тези съвременни системи следят индивидуалните напрежения на клетките, температурните показания и количеството протичащ ток с точност от около 1%. Те предотвратяват проблеми като прекомерно зареждане и опасни топлинни събития, като осигуряват равномерно разпределение на енергията между клетките. Според проучване, публикувано от SAE миналата година, компании, използващи тези напреднали 48V BMS конфигурации, постигнаха увеличаване на живота на батериите с около 40% в сравнение с тези, които продължават да използват старомодните 12V системи. Това се случва, защото новите системи управляват нивата на заряд много по-ефективно.
Системите за управление на батерии с напрежение 48V от следващо поколение включват алгоритми за машинно обучение, които анализират исторически данни за цикли на зареждане и околните условия, за да предсказват нуждите от поддръжка. Експлоатантите на паркове, използващи тези системи, докладват 22% по-малко непланирани прекъсвания (Frost & Sullivan 2024), като адаптивното разпределяне на натоварването допринася за удължаване на живота на компонентите с 18%.
В индустриални условия, 48V батериите са изложени на сериозни температурни колебания – от минус 30 градуса по Целзий до задушаващи 60 градуса. Това означава, че те наистина се нуждаят от ефективни системи за термично управление. Компаниите, които са наясно с тези предизвикателства, прилагат няколко подхода. Първо, съществуват специални материали с фазово преобразуване, които абсорбират около 25 процента повече топлина в сравнение с обикновените варианти. След това имаме системи за течно охлаждане на батерийните кутии, които понижават горещите точки с около 15 до 20 градуса по Целзий. И накрая, много производители вече използват предиктивни термични модели, които помагат за икономисване на разходите за енергия, свързани с климатичния контрол, като намалят загубите с около 30%. Тези комбинирани стратегии гарантират, че батериите ще останат в безопасни работни граници въпреки суровите условия.
Проучванията показват, че централизираните архитектури на BMS намаляват сложността на окабеляването с 35% при леки търговски превозни средства, докато разпределените системи осигуряват 50% по-бързо локализиране на повреди при тежка техника. Според доклада Telematic Insights Report 2024 хибридните подходи, комбиниращи двата стратегии, постигат 92% време на работа на системата при експлоатация на смесени паркове.
По-новите конфигурации на 48V батерии разчитат на сложни DC-DC преобразуватели, за да компенсират разликата в нивата на напрежение между основните високоволтови части на превозното средство и по-малките компоненти, които работят с по-ниско напрежение. Тези системи намаляват тока приблизително с три четвърти, като все още осигуряват същото количество енергия, което означава по-малко загуби от съпротивление и значително по-малко топлообразуване в общи линии. При правилна настройка тези 48V мрежи заедно с двупосочните си DC-DC преобразуватели могат да достигнат ефективност между 92% и 95%, когато действително работят на терен. Това означава около 18% до 22% по-малко енергия, губена безполезно, в сравнение с по-старите технологии. Подобрената ефективност има решаващо значение за системи като рекуперативното спиране и електрическите турбини, които се нуждаят от стабилно захранване, за да работят надеждно всеки ден.
Когато преместим неща като компресори за климатици, електрически управляващи уреди и помпи за охлаждащата течност към 48V захранване вместо да разчитаме на традиционни системи, виждаме около 15% намаляване на така нареченото паразитно съпротивление на двигателя. Някои скорошни изследвания от миналата година, които анализираха реални паркове камиони, установиха нещо доста интересно. Тези товарни превозни средства клас 6, чиито подсистеми работят на 48V захранване, всъщност изгаряли около 1200 литра по-малко гориво всяка година в сравнение със стандартните модели. Това, което прави тази технология толкова ефективна, е начинът, по който умно управлява електрическите натоварвания. По време на трудните моменти, когато на камиона е необходимо допълнително захранване за ускорение или изкачване на хълмове, системата може да разпределя енергията там, където е най-необходима, което означава, че шофьорите зависят по-малко от стария бензинов двигател да свърши цялата работа.
Архитектурата с 48V помага за захранването на електрифицираните изпускателни системи, които намаляват емисиите при стартиране на студено, което е бил реален проблем за операторите на търговски превозни средства. Когато катализаторите и дозаторите на урея получават захранване директно от батерията с 48V вместо от стандартната 12V система, те се затоплят около два пъти по-бързо. Това има значение, защото студените двигатели отделят повече замърсители, докато всичко се нагрее достатъчно, за да работи правилно. Рефрижераторни камиони, използващи тези нови системи, показаха значителни подобрения в практически пътни тестове. Говорим за около 34 процента по-малко азотни оксиди и почти 30 процента по-малко частици в сравнение с по-старите системи. Освен това, тези 48V системи остават по-хладни и при натоварване. Те работят с около 20 до 25 градуса по-ниска температура в сравнение с обикновените системи, когато условията на магистралата са трудни, което означава, че компонентите служат по-дълго, преди да се наложи подмяна.
Индустриалните операции претърпяват големи промени благодарение на 48V батерийни системи, особено в контекста на електрически вили и автоматизирани насочвани превозни средства, които се използват в складовете. Тези батерии предлагат по-добра стабилност на напрежението и съдържат повече енергия в по-малки пакети, което означава, че машините могат да повдигат по-тежки товари и да работят по-дълго време през смяната. Например, литиево-йонните 48V батерии захранват складовите AGV цял работен ден, без да се нуждаят от презареждане. Такава производителност значително намалява разходите за поддръжка и подмяна – с около 25% по-малко в сравнение с разходите, които компаниите поемаха за старите оловно-киселинни батерии. Освен това конструкцията на тези батерии позволява лесно мащабиране нагоре или надолу в зависимост от нуждите. Независимо дали става въпрос за транспортьорни ленти, които местят продукти, или за роботизирани ръце, сглобяващи части, последователното и надеждно захранване има голямо значение за безпроблемната работа всеки следващ ден.
Все повече центрове за данни днес преминават към 48V батерийни системи, тъй като се нуждаят от по-добро управление на енергията и искат по-надеждни резервни решения. Преходът към 48V DC конфигурация намалява досадните загуби при преобразуване, които се наблюдават при по-старите 12V системи, понякога с около 30%. Това прави голяма разлика за непрекъснатата работа на сървърите при временни прекъсвания в електрозахранването. Големи доставчици на облачни услуги вече започнаха да комбинират тези 48V батерии с интелигентни охлаждащи решения, за да гарантират непрекъснатост на операциите дори когато мрежовото захранване се наруши. Преминаването към по-високо напрежение не е важно само за надеждността. То всъщност подпомага и зелените инициативи, тъй като работи значително по-ефективно със слънчеви панели и други източници на чиста енергия, което улеснява включването на възобновяеми енергийни източници в съществуващата инфраструктура.