EN
Hitri povezave
Vse več komercialnih vozilnih parkov prehaja na litije-ionske baterije 48 V namesto na starejše svineče-kislinske, ker novejši sistemi ponujajo boljšo gostoto energije in se ujemajo z napravami, ki potrebujejo veliko energije. Oglejte si številke: približno 85 odstotkov vseh novih električnih dostavnih avtomobilov, ki zapuščajo montažne trakove danes, ima vgrajene 48-voltne sisteme. Ti pomagajo napajati stvari, kot so električna krmilna volan, sistemi za ogrevanje in hlajenje ter napredni sistemi za sledenje, ne da bi celotno vozilo moralo biti popolnoma elektrificirano. Kar pa lastnikom podjetij res ustreza, je dolgoročna varčevanja. Po le petih letih vožnje 48-voltne litijeve sisteme še vedno ohranijo približno 60 do 70 odstotkov svoje prvotne vrednosti, medtem ko jo tradicionalne svineče-kislinske baterije ohranijo le 20 do 30 odstotkov. Takšna razlika se hitro nabere pri upravljanju velikih vozilnih parkov.
Prehod na sisteme 48V omogoča približno štirikratno več moči kot tradicionalne nastavitve 12V, hkrati pa zahteva le četrtino bakrenih kablov. To zmanjšuje tako težo vozila kot tudi stroške proizvajalcem pri izdelavi. Višji napetosti omogočajo enostavnejše dodajanje funkcij, kot so sistemi rekuperativnega zaviranja in električni turbopunilniki. Glede na najnovejše podatke iz poročil o učinkovitosti flote lahko ti nadgradnji povečata varčevanje z gorivom med 12 % in 18 % za mnoga hibridna komercialna vozila. Kar loči 48V od starejše 12V tehnologije, je njena sposobnost prilagajanja ob naraščajočih potrebah. Z več baterijami, ki delujejo vzporedno, ta konfiguracija odlično deluje pri vozilih, kot so tovornjaki s hladilnimi sistemih, ki imajo različne potrebe po moči med opravljanjem nalog, ali pri težki opremi na gradbiščih, kjer se potrebe po moči stalno spreminjajo glede na opravilo.
Ena velika logistična podjetja, ki ima sedež v Nemčiji, je pred kratkim nadgradila vseh 500 tovornjakov v svoji dostavni floti s temi novimi litijevimi baterijami za 48 voltov. Po tej zamenjavi so opazili nekaj zares impresivnega – poraba goriva se je zmanjšala za približno 22 % na vsakem prevoženem kilometru. Te baterijske sisteme dejansko napajajo električne dvigala za tovor in vgrajena računalnika, ki izračunata najboljše poti. Vozniki sedaj lahko vsak dan prevozijo približno 31 dodatnih kilometrov, preden morajo znova tankovati, poleg tega motorji manj nepotrebno delujejo v prostem teku. Resnični spremenilec igre pa? Vgrajeni sistemi upravljanja z baterijami, ki vse spremljajo v realnem času. V zadnjih letu in pol je ta tehnologija zmanjšala nepričakovane okvare v servisnih centrih za približno 40 %, s čimer je podjetju prihranila tako čas kot denar.
Odstranitev trakovnih dodatkov skupaj z manjšim številom obremenitvenih ciklov motorja pomeni, da sistemi 48 V zmanjšajo mehansko obrabo za približno 27 odstotkov med temi frustrirajočimi vožnjami naprej-nazaj v mestnih prometnih zamaikah. Sodobne baterije 48 V so opremljene s pametnim termičnim upravljanjem, ki zagotavlja gladko delovanje v širokem temperaturnem območju od približno minus 20 stopinj Celzija do 55 stopinj Celzija. To pomaga zaščititi pred hitrim izgubljanjem kapacitete baterije ob izpostavljenosti zelo ekstremnim vremenskim razmeram. Analiza podatkov iz dejavnosti flot prikazuje tudi nekaj zares impresivnega – napovedna analitika, vgrajena v te sisteme za upravljanje baterij, je od začetka leta 2021 zmanjšala kvarove na cesti, povzročene zaradi težav z baterijo, za približno dve tretjini.
Prehod na sisteme baterij 48 V pomeni, da lahko komercialna vozila sedaj težke dodatne komponente poganjajo električno namesto z mehanskimi sistemi. Pomislite na stvari, kot so servo krmiljenje, kompresorji za klimatsko napravo in različne vrste pomožne opreme. Ko proizvajalci zastarele mehanske dele nadomestijo z njihovimi električnimi ustrezniki, prihranijo okoli 18 % izgubljene energije, hkrati pa dosežejo veliko boljšo kontrolno nad temi sistemi. Vzemimo na primer sisteme za ogrevanje in prezračevanje. Z močjo 48 V vozniki ne morajo več pustiti motorjev v obratu samo za ohranjanje udobne temperature v dostavnih tovornjakih, kar pomeni dejanske prihranke pri gorivu med 3 % in 5 %. In tudi krmilni sistemi niso za pozabiti. Elektrifikacija odpira pot pametnejšim tehnologijam za pomoč vozniku ter odpravi vse te neurejene hidravlične tekočine, ki so jih mehaniki prej tako zelo sovražili.
48V podsistemi delujejo zelo dobro, kadar so kombinirani s temi visokonapetostnimi hibridnimi sistemi. Samostojno upravljajo z vsemi dodatnimi obremenitvami, kar zmanjša obremenitev glavnih baterijskih paketov. Govorimo o podaljšanju življenjske dobe baterij za približno 15 do celo 20 odstotkov pri normalnih pogojih vožnje. Posebnost tega dvojnega napetostnega sistema je v tem, da omogoča uporabo energije, pridobljene med zaviranjem, za napajanje stvari, kot so luči, ventilatorji in drugi manjši komponenti. Testi kažejo, da vozila delujejo približno 8 odstotnih točk učinkoviteje kot v primeru, če bi uporabljali le 12 voltov ali povsod izključno visoko napetost. Poleg tega fleet managerji cenijo dejstvo, da ti 48-voltne sisteme omogočajo veliko lažje nadgradnjo starejših dizelskih tovornjakov na neko obliko električne zmogljivosti, ne da bi morali popolnoma vse prenoviti od začetka.
Sistemi za upravljanje baterij ali BMS imajo pomembno vlogo pri izkoriščanju največje zmogljivosti 48V baterij, ki se uporabljajo v komercialnih okoljih. Ti sodobni sistemi beležijo napetost posameznih celic, temperaturne vrednosti in jakost toka z natančnostjo okoli 1%. Preprečujejo težave, kot so prekomerno polnjenje in nevarni termalni dogodki, hkrati pa zagotavljajo enakomerno porazdelitev energije med celice. Po podatkih raziskave, objavljene lani s strani SAE, podjetja, ki uporabljajo te napredne 48V BMS sisteme, doživljajo približno 40 % daljšo življenjsko dobo baterij v primerjavi s tistimi, ki še vedno uporabljajo stare 12V sisteme. To se zgodi zato, ker novejši sistemi veliko bolj učinkovito upravljajo s stopnjami polnjenja.
Sistemi BMS nove generacije z napajanjem 48 V vključujejo algoritme strojnega učenja, ki analizirajo zgodovinske cikle polnjenja in okoljske pogoje, da napovejo potrebe po vzdrževanju. Uporabniki teh sistemov med flotnimi operaterji poročajo za 22 % manj nenapovedanih izpadov (Frost & Sullivan 2024), pri čemer prilagodljiva porazdelitev obremenitve prispeva k podaljšanju življenjske dobe komponent za 18 %.
V industrijskih okoljih se baterije 48 V soočajo z nekaj resnimi nihanji temperatur, ki segajo vse do minus 30 stopinj Celzija in do vročih 60 stopinj. To pomeni, da res potrebujejo dobre sisteme za upravljanje temperature. Podjetja, ki poznajo izzive, te rešujejo na več načinov. Prvič, obstajajo posebni materiali za fazne spremembe, ki absorbirajo približno 25 odstotkov več toplote kot običajne rešitve. Nato imamo tekoče hlajene sisteme za ohišja baterij, ki zmanjšajo vroče točke za približno 15 do celo 20 stopinj Celzija. In končno, mnogi proizvajalci sedaj uporabljajo prediktivne termične modele, ki prihranijo stroške energije za klimatsko regulacijo in zmanjšajo odvečno porabo za okoli 30 %. Te kombinirane strategije zagotavljajo, da baterije ostanejo v varnem obratovalnem območju tudi v ekstremnih pogojih.
Primeri iz prakse kažejo, da osredinjene arhitekture BMS zmanjšajo zapletenost ožičenja za 35 % pri lahkih komercialnih vozilih, medtem ko porazdeljeni sistemi omogočajo 50 % hitrejše lokaliziranje napak pri težki opremi. Glede na poročilo Telematic Insights Report iz leta 2024 hibridni pristopi, ki združujejo oba pristopa, dosegajo 92-odstotno delovanje sistema pri obratovanju mešanih vozilskih parkov.
Novejše namestitve baterij 48 V se zanašajo na sofisticirane enosmerne pretvornike za ravnanje z razliko v napetosti med glavnimi deli vozila z visoko napetostjo in manjšimi komponentami, ki delujejo pri nižjih napetostih. Ti sistemi zmanjšajo tok približno za tri četrtine, hkrati pa še vedno zagotavljajo isto količino moči, kar pomeni manj izgube zaradi upora in skupno manj segrevanja. Ko so ustrezno nastavljeni, lahko te omrežja 48 V skupaj s svojimi dvosmernimi enosmernimi pretvorniki dosegajo učinkovitost med 92 % in 95 %, ko dejansko delujejo v praksi. To pomeni približno 18 % do 22 % manj izgubljene energije v primerjavi s starejšo tehnologijo. Izboljšana učinkovitost naredi vse razliko za sisteme, kot so regenerativni zavorni sistemi in električni turbopunilniki, ki potrebujejo stabilno oskrbo z energijo, da zanesljivo delujejo dan za dnem.
Ko premaknemo komponente, kot so kompresorji klimatskih naprav, električni krmilni sistemi in črpalki hladilne tekočine, na 48V napajanje namesto uporabe tradicionalnih sistemov, opazimo približno 15-odstotno zmanjšanje t.i. parasitskega upora motorja. Nekaj nedavnih raziskav iz lanskega leta, ki so analizirale dejanske avtoparkove tovornjakov, je pokazalo nekaj zanimivega. Tovornjaki razreda 6, katerih podsistemi so delovali na 48V napajanje, so vsako leto porabili približno 1.200 litrov goriva manj v primerjavi s standardnimi modeli. Učinkovitost te tehnologije izhaja iz pametnega upravljanja električnih obremenitev. V zahtevnih trenutkih, ko tovornjak potrebuje dodatno moč za pospeševanje ali vožnjo po klancu, sistem usmeri energijo tam, kjer je najbolj potrebna, kar pomeni, da vozniki manj odvisni od starega bencinskega motorja, ki bi moral opraviti vso delo.
Arhitektura 48 V pomaga napajati elektrificirane izpušne sisteme, ki omogočajo zmanjšanje emisij ob hladnem zagonu, kar je bilo resničen problem za upravljavce tovornih vozil. Ko katalizatorji in dozatorji uree prejmejo energijo neposredno iz akumulatorja 48 V namesto iz standardnega sistema 12 V, se segrejejo približno dvakrat hitreje. To je pomembno, ker hladni motorji sproščajo več onesnaževal, dokler se vse ne segreje dovolj, da lahko deluje učinkovito. Hladilni tovornjaki, opremljeni s temi novejšimi sistemi, so na dejanskih cestnih testih pokazali znatna izboljšanja. Govorimo o približno 34-odstotnem zmanjšanju dušikovih oksidov in skoraj 30-odstotnem zmanjšanju števila delcev v primerjavi s starejšimi sistemom. Poleg tega ostanejo ti sistemi 48 V tudi pod obremenitvijo ohlajeni. Na avtocesti tečejo približno 20 do 25 stopinj Celzija bolj hladno kot običajni sistemi, kar pomeni, da komponente dlje trajajo, preden jih je treba zamenjati.
Industrijski procesi doživljajo velike spremembe zaradi baterijskih sistemov 48V, zlasti kar zadeva električne vilice in avtomatizirana vozička, ki jih vidimo v skladiščih. Te baterije ponujajo boljšo stabilnost napetosti in večje shranjevanje energije v manjših paketih, kar pomeni, da lahko stroji dvigajo težje tovore in delujejo dlje časa med izmenami. Na primer, litij-ionske baterije 48V omogočajo, da skladiščni AGV-ji delujejo celotno delovno dan brez potrebe po polnjenju. Takšna zmogljivost znatno zmanjša stroške vzdrževanja in zamenjave, približno za 25 % manj kot so bili stroški pri starih svinčevih akumulatorjih. Poleg tega je konstrukcija teh baterij takšna, da jih je mogoče enostavno povečevati ali zmanjševati glede na potrebe. Ne glede na to, ali gre za trakove, ki premikajo izdelke, ali robotske roke, ki sestavljajo dele, ima zanesljivo in dosledno oskrbo z energijo velik pomen za gladko delovanje iz dneva v dan.
Vse več računalniških centrov danes prehaja na 48V baterijske sisteme, ker potrebujejo boljše upravljanje z energijo ter zanesljivejše rešitve za rezervno napajanje. Prehod na 48V enosmerno napajanje zmanjša moteče izgube pri pretvorbi, ki jih opazimo v starejših 12V sistemih, včasih celo za okoli 30 %. To bistveno prispeva k nemotenemu delovanju strežnikov ob napaki v napajanju. Veliki ponudniki oblakov so začeli te 48V baterije kombinirati s pametnimi hladilnimi rešitvami, da njihove dejavnosti ne bi zastale tudi ob težavah z osnovnim omrežjem. Premik proti višjemu napetostnemu nivoju gre namreč še naprej – povečuje tudi zanesljivost, temu pa sledi tudi podpora okolju, saj se takšni sistemi veliko bolje ujemajo s sončnimi paneli in drugimi viri čiste energije, kar olajša vključevanje obnovljivih virov v obstoječo infrastrukturo.