Egyre több kereskedelmi flotta vált át a hagyományos ólom-savas akkumulátorokról a 48V-os lítium-ion elemekre, mivel ezek az újabb rendszerek jobb energiasűrűséggel rendelkeznek, és jól működnek a nagy teljesítményigényű kiegészítőkkel. Nézzük meg a számokat: kb. 85 százaléknyi új elektromos kézbesítő furgon, amely ma gyártósorról gördül le, már beépített 48V-os rendszert kap. Ezek segítenek működtetni olyan elemeket, mint az elektromos kormányzás, fűtés- és hűtőegységek, valamint az előrehaladott nyomkövető rendszerek anélkül, hogy az egész járművet teljesen elektromosra kellene alakítani. A vállalkozások számára azonban leginkább az számít, hogy hosszú távon mennyi pénzt takaríthatnak meg. Mindössze öt év úton tartózkodás után a lítiumalapú 48V-os rendszerek még mindig kb. 60–70 százalékát őrzik meg eredeti értéküknek, míg a hagyományos ólom-savas akkumulátoroknál ez csupán 20–30 százalék. Ez a különbség gyorsan felgyülemlik nagyobb járműflották esetén.
A 48V rendszerekre való áttérés körülbelül négyszer több teljesítményt biztosít, mint a hagyományos 12V rendszerek, miközben csupán a rézvezetékek negyedét igénylik. Ez csökkenti a járművek súlyát és a gyártók építési költségeit is. A magasabb feszültség lehetővé teszi olyan funkciók könnyedén történő hozzáadását is, mint a generátoros fékezési rendszerek vagy az elektromos turbófeltöltők. A Fleet Efficiency Reports legfrissebb adatai szerint ezek a fejlesztések sok hibrid kereskedelmi járműnél 12% és 18% közötti üzemanyag-megtakarítást eredményezhetnek. A 48V technológia az előző 12V megoldásoktól abban különbözik, hogy mennyire jól skálázható szükség esetén. Több akkumulátor párhuzamos működtetésével ez a rendszer kiválóan alkalmazható például hűtőgépkocsiknál, amelyek működésük során változó teljesítményigényt támasztanak, vagy építőipari gépeknél, ahol a feladatok változása miatt folyamatosan változik a szükséges teljesítmény.
Egy Németországban székhelyezett nagy logisztikai cég nemrégiben lecserélte az összes, 500 teherautója fuvarközlekedési flottájában használt akkumulátort ezekre az új 48 V-os lítiumakkukra. Figyelemre méltó változást tapasztaltak a váltás után: a járművek üzemanyag-fogyasztása minden megtett mérföldön körülbelül 22%-kal csökkent. Ezek az akkumulátorrendszerek táplálják a villamos áruemelőket és azokat az fedélzeti számítógépeket, amelyek kiszámítják az optimális útvonalakat. A sofőrök naponta körülbelül 31 mérfölddel több utat tudnak megtenni tankolás nélkül, ráadásul a motorok kevesebb időt töltenek felesleges alapjáraton. Az igazi áttörést azonban az épített akkumulátorkezelő rendszer hozta, amely valós időben figyeli az összes paramétert. Az elmúlt másfél év során ez a technológia körülbelül 40%-kal csökkentette a szervizekben bekövetkező váratlan meghibásodásokat, így időt és pénzt takarított meg a cégnek.
A szíjhajtású segédberendezések eltávolítása, valamint a motor terhelési ciklusainak csökkentése miatt a 48V rendszerek körülbelül 27 százalékkal csökkentik a mechanikai elhasználódást azokon a frusztráló városi torlódásokon. A modern 48V akkumulátorok intelligens hőkezeléssel rendelkeznek, amely széles hőmérséklet-tartományban, körülbelül mínusz 20 Celsius-foktól plusz 55 Celsius-fokig biztosítja a zavartalan működést. Ez védelmet nyújt az akkumulátor kapacitásának gyors csökkenése ellen extrém időjárási körülmények között. A flották működéséből származó valós adatok azt is mutatják, hogy a rendszerbe épített prediktív analitika körülbelül kétharmaddal csökkentette az úton történő meghibásodásokat, amelyeket az akkumulátorral kapcsolatos problémák okoztak 2021 eleje óta.
A 48V-os akkumulátorrendszerekre való áttérés azt jelenti, hogy a kereskedelmi járművek már nem mechanikus, hanem elektromos rendszerrel működtethetik az erősen terhelt alkatrészeket. Gondoljon például a szervókormányzásra, a klímakompresszorokra és más segédberendezésekre. Amikor a gyártók lecserélik a régi mechanikus alkatrészeket azok elektromos megfelelőikre, körülbelül 18%-os energiamegtakarítást érnek el, miközben sokkal jobb vezérlést kapnak ezek felett a rendszerek felett. Vegyük például a fűtési-, szellőzési- és klímaberendezéseket (HVAC). A 48V-os áramforrással a sofőröknek nem kell folyamatosan üzemben tartaniuk a motort ahhoz, hogy kényelmes hőmérsékletet biztosítsanak a targoncák belsejében, ami 3% és 5% közötti üzemanyagmegtakarítást jelent. Ne feledkezzünk meg a kormányzási rendszerekről sem. Az elektromos megoldások lehetővé teszik az intelligensebb sofőrtámogató technológiák alkalmazását, és megszabadítják a szerelőket a kellemetlen hidraulikus folyadékok karbantartásától, amit korábban annyira utáltak.
a 48V alrendszerek kiválóan működnek a magas feszültségű hibrid rendszerekkel kombinálva. Ezek önállóan kezelik a plusz terheléseket, így csökkentve a fő akkumulátorok terhelését. Normál üzemeltetési körülmények között az akkumulátor élettartama körülbelül 15, sőt akár 20 százalékkal megnövelhető. Ezt a kettős feszültségű rendszert az teszi különlegessé, hogy a fékezés során visszanyert energiával olyan elemeket tud működtetni, mint a világítás, a ventilátorok és egyéb kisebb alkatrészek. A tesztek azt mutatják, hogy a járművek körülbelül 8 százalékkal hatékonyabban működnek, mintha csak 12 volton üzemelnének, vagy ha kizárólag teljes mértékben magas feszültséget használnának. Emellett a flottakezelők nagyra értékelik, hogy ezek a 48V-os rendszerek sokkal egyszerűbbé teszik a régi dízel teherautók felújítását elektromos képességekkel anélkül, hogy mindent alapoktól kellene újraépíteni.
Az akkumulátor-kezelő rendszerek, vagyis a BMS kulcsfontosságú szerepet játszanak a kereskedelmi célra használt 48V-os akkumulátorok teljesítményének maximalizálásában. Ezek a modern rendszerek az egyes cellák feszültségét, hőmérsékletét és az áramfolyást közel 1%-os pontossággal figyelik. Megakadályozzák a túltöltést és a veszélyes hőmérsékleti eseményeket, miközben biztosítják az energia egyenletes elosztását a cellák között. Az SAE tavaly publikált kutatása szerint azok a vállalatok, amelyek ezen fejlett 48V-os BMS megoldásokat alkalmazzák, akkumulátoraik élettartama körülbelül 40%-kal hosszabb lett, mint azoknál, akik a hagyományos 12V-os rendszereknél maradtak. Ez azért következik be, mert az újabb rendszerek sokkal hatékonyabban kezelik a töltöttségi szinteket.
A következő generációs 48V-os BMS rendszerek gépi tanulási algoritmusokat alkalmaznak, amelyek a korábbi töltési ciklusokat és környezeti feltételeket elemzik a karbantartási igények előrejelzése érdekében. A flottkezelők, akik ezeket a rendszereket használják, 22%-kal kevesebb tervezetlen leállást jelentenek (Frost & Sullivan 2024), miközben az adaptív terheléselosztás 18%-kal hosszabbítja meg az alkatrészek élettartamát.
Ipari környezetekben a 48V-os akkumulátorok komoly hőmérséklet-ingadozásokkal szembesülnek, akár mínusz 30 Celsius-fokig is süllyedhet a hőmérséklet, míg másrészről akár 60 Celsius-fokig is emelkedhet. Ez azt jelenti, hogy hatékony hőkezelési rendszerekre van szükség. A szakértő vállalatok többféle módszerrel kezelik ezeket a kihívásokat. Először is, léteznek speciális halmazállapot-változtató anyagok, amelyek kb. 25 százalékkal több hőt képesek felvenni, mint a hagyományos megoldások. Ezenkívül folyadékhűtéses rendszerek is elérhetők az akkumulátortokok számára, amelyek a meleg pontokat körülbelül 15–20 Celsius-fokkal csökkentik. Végül pedig számos gyártó jelenleg előrejelző termikus modelleket alkalmaz, amelyek segítenek csökkenteni a klímavezérléssel kapcsolatos energiafelhasználást, és így valamennyi 30 százalékos mértékben csökkentik az energiapazarlást. Ezek a kombinált stratégiák biztosítják, hogy az akkumulátorok biztonságos működési tartományon belül maradjanak még kemény körülmények között is.
Tanulmányok szerint a központosított BMS architektúrák 35%-kal csökkentik a kábelezési bonyolultságot könnyű kereskedelmi járművekben, míg az elosztott rendszerek 50%-kal gyorsabb hibaelhárítást tesznek lehetővé nehézgépek esetén. A 2024-es Telematikai Elemzések Jelentése szerint a mindkét stratégiát kombináló hibrid megoldások 92%-os rendelkezésre állást érnek el vegyes flottaműveletek során.
A modernabb 48V-os akkumulátorrendszerek kifinomult DC-DC-átalakítókon keresztül kezelik a jármű fő, magas feszültségű alkatrészei és az alacsonyabb feszültségen működő kisebb komponensek közötti feszültségszint-különbséget. Ezek a rendszerek körülbelül háromnegyedével csökkentik az áramerősséget, miközben ugyanannyi teljesítményt biztosítanak, ami kevesebb ellenállási veszteséget és lényegesen kisebb hőfejlődést eredményez. Megfelelően kialakítva ezek a 48V-os hálózatok kétirányú DC-DC-átalakítóikkal együtt üzem közben körülbelül 92–95%-os hatásfokot érhetnek el. Ez nagyjából 18–22%-kal kevesebb energiaveszteséget jelent az öreg technológiákhoz képest. A javított hatásfok döntő fontosságú a generátoros fékezési rendszerek és az elektromos turbófeltöltők számára, amelyek megbízható, napi szintű működésükhöz stabil energiaellátásra szorulnak.
Amikor olyan alkatrészeket, mint a klímakompresszorok, elektromos kormányszerkezetek és hűtőfolyadék-szivattyúk működtetését átvisszük 48V-os rendszerre a hagyományos megoldások helyett, körülbelül 15%-os csökkenést tapasztalhatunk az úgynevezett járulékos motorterhelésben. Egy tavalyi kutatás valós teherautóflottákat vizsgált, és elég érdekes eredményre jutott: ezek az osztály 6-os határon belüli szállító járművek, amelyek segédrendszerei 48V-os áramforrással működtek, évente körülbelül 1200 literrel kevesebb üzemanyagot fogyasztottak, mint a szabványos modellek. Ennek a technológiának az a hatékonysága, hogy intelligensen kezeli az elektromos terheléseket. Azokban a nehéz helyzetekben, amikor a teherautónak több teljesítményre van szüksége gyorsításhoz vagy emelkedőn való haladáshoz, a rendszer az energiát oda tudja irányítani, ahol a legnagyobb a szükség rá, ami azt jelenti, hogy a sofőrök kevesebb időt töltenek azzal, hogy a régi benzinmotor végezze az egész munkát.
A 48V architektúra segít működtetni azokat az elektromos kipufogórendszereket, amelyek a hidegindításból származó kibocsátást csökkentik, ami komoly probléma volt a kereskedelmi járművek üzemeltetői számára. Amikor a katalizátorok és a hígítóadagolók közvetlenül a 48V-os akkumulátorról kapják az energiát a szokásos 12V-os rendszer helyett, körülbelül feleannyi idő alatt felmelegednek. Ez fontos, mert a hideg motorok több szennyező anyagot bocsátanak ki, amíg minden elég meleg nem lesz a megfelelő működéshez. A hűtött teherautók, amelyek ezen újabb rendszereket használják, jelentős javulást mutattak a valós úton végzett tesztek során. Körülbelül 34 százalékkal kevesebb nitrogén-oxid és majdnem 30 százalékkal kevesebb részecske kerül a levegőbe az előző generációhoz képest. Emellett ezek a 48V-os rendszerek nyomás alatt is hűvösebbek maradnak. Körülbelül 20–25 °C-kal alacsonyabb hőmérsékleten működnek, mint a hagyományos rendszerek, amikor nehéz körülmények uralkodnak az autópályán – ez pedig azt jelenti, hogy az alkatrészek hosszabb ideig bírják, mielőtt ki kellene cserélni őket.
Az ipari műveletek jelentős változásokon mennek keresztül a 48V-os akkumulátorrendszereknek köszönhetően, különösen az elektromos targoncák és az automatizált irányítású járművek tekintetében, amelyeket raktárakban láthatunk. Ezek az akkumulátorok jobb feszültség-stabilitást nyújtanak, és nagyobb energiát tárolnak kisebb méretben, ami azt jelenti, hogy a gépek nehezebb terheket tudnak felemelni, és hosszabb ideig képesek működni a műszakok alatt. Vegyük például a lítium-ion 48V-os akkumulátorokat: ezek egész műszakokon át meghajtják a raktári AGV-ket újratöltés nélkül. Ilyen teljesítmény esetén a karbantartási és cseréköltségek jelentősen csökkennek, körülbelül 25%-kal kevesebb, mint amennyit a vállalatok korábban az ólom-savas akkumulátorokra költöttek. Emellett ezeknek az akkumulátoroknak az építése lehetővé teszi, hogy egyszerűen méretezhetők legyenek igény szerint. Legyen szó termékeket szállító futószalagokról vagy alkatrészeket összeszerelő robotkarokról, a megbízható és folyamatos energiaellátás kulcsfontosságú a zavartalan működéshez napról napra.
Egyre több adatközpont vált át napjainkban a 48 V-os akkumulátorszintekre, mivel jobb teljesítménykezelésre van szükségük, valamint megbízhatóbb tartalékellátásra. A 48 V-os egyenáramú rendszerre történő áttérés csökkenti azokat a bosszantó átalakítási veszteségeket, amelyeket a régebbi 12 V-os rendszereknél tapasztalunk, akár körülbelül 30%-kal is. Ez jelentős különbséget jelent a szerverek zavartalan működtetésében áramellátási problémák esetén. A nagy felhőszolgáltatók elkezdték ezeket a 48 V-os akkumulátorokat intelligens hűtési megoldásokkal kombinálni, így működésük akkor sem áll le, ha az áramhálózat zavarokba ütközik. Az áttérés magasabb feszültségre nemcsak a megbízhatóságot növeli. Ténylegesen elősegíti a környezetbarát kezdeményezéseket is, mivel sokkal hatékonyabban működik a napelemekkel és más tiszta energiával, így könnyebb a megújuló energiaforrások meglévő infrastruktúrába történő beépítése.
EN