Dążąc do pojazdów elektrycznych odpornych na temperaturę
Ograniczony zasięg stanowi jedną z najczęściej dostrzeganych i najważniejszych przeszkód na drodze do zwiększenia udziału pojazdów elektrycznych w rynku. Pomimo tego, że zwiększanie pojemności akumulatorów zdaje się być najbardziej naturalnym rozwiązaniem, takie podejście nie stanowi jednak odpowiedzi na powiązany z tym problem typowy dla pojazdów elektrycznych – nieprzewidywalny zasięg związany z wahaniami temperatury. W przypadku narażenia na działanie ekstremalnie wysokich lub niskich temperatur akumulatory mogą tracić nawet połowę swojej początkowej pojemności. Zapewnienie ich odporności na temperaturę pozwoliłoby na znaczące zwiększenie zaufania wobec pojazdów elektrycznych. W związku z tym nikogo nie powinien dziwić fakt, że właśnie tymi kwestiami zajmuje się konsorcjum projektowe liczące 11 podmiotów, które od 2015 roku dąży do zwiększania zasięgu i przewidywalności osiągów pojazdów elektrycznych bez konieczności zwiększania ich kosztów oraz masy całkowitej. „Naszym głównym celem w ramach projektu OSEM-EV było zapewnienie odporności akumulatorów na wahania temperatury poprzez wykorzystanie ciepła z wnętrza samochodu, a także chłodzenie lub ogrzewanie akumulatora przy pomocy pompy ciepła”, podsumował Reiner John, koordynator projektu z ramienia firmy Infineon Technologies. W rezultacie partnerom projektu udało się opracować szereg rozwiązań przeznaczonych do zarządzania tempereaturą akumulatorów, wśród których znalazły się między innymi systemy izolacji, magazynowania energii cieplnej, innowacyjne podejścia do ogrzewania i chłodzenia, elektroniczne systemy kontroli energii elektrycznej i termalnej oraz przepływów mocy, zwiększenie efektywności energetycznej podzespołów zasilanych energią elektryczną, a także systemy zastępowania energii oraz funkcje jej odzyskiwania. Jednak rozwiązaniem, które w szczególności wyróżnia projekt OSEM-EV (Optimised and Systematic Energy Management in Electric Vehicles) wśród podobnych rozwiązań, jest wykorzystanie koncepcji pompy ciepła oraz użycie ciepła odpadowego z innych podzespołów pojazdu. Dzięki dogłębnemu zrozumieniu przepływu energii w pojazdach elektrycznych i wiedzy zdobytej w czasie projektu członkowie konsorcjum opracowali i zoptymalizowali architekturę energetyczną pojazdów i stworzyli algorytmy kontrolne pozwalające na skuteczne zarządzanie energią elektryczną i termiczną w pojazdach elektrycznych. Algorytmy te umożliwiły nie tylko poprawę efektywności energetycznej napędów pojazdów, lecz także zwiększenie niezawodności i czasu działania każdego podzespołu zainstalowanego w pojeździe. Technologia została z sukcesem zademonstrowana w pojazdach elektrycznych należących do dwóch klas – segmentu A oraz segmentu C. Oba te segmenty rynkowe zostały wybrane ze względu na mocno zróżnicowane wymagania i topologie, a także przede wszystkim ze względu na ogromny potencjał rynkowy. Plany wprowadzenia nowego rozwiązania na rynek są w dalszym ciągu przedmiotem dyskusji i rozmów, jednak jak zauważa Reiner John, firma Daimler prowadzi obecnie prace nad własnym prototypem podobnego rozwiązania i zamierza zastosować nowatorskie elementy w swoich przyszłych konstrukcjach. Z kolei firma IFEVS zamierza zaprezentować swój własny prototyp – niewielki pojazd ciężarowy przeznaczony do obsługi dostaw żywności. Szczegółowe informacje i dane projektowe zostały udostępnione wszystkim członkom konsorcjum projektowego. Jedna rzecz jest pewna – prędzej czy później na drogi w całej Europie wyjadą pojazdy elektryczne działające równie sprawnie niezależnie od warunków pogodowych, wykorzystujące minimalną ilość energii do zapewnienia odpowiednich warunków użytkownikom oraz akumulatorom, a jednocześnie charakteryzujące się minimalnym samorozładowaniem i zużyciem energii elektrycznej.
Słowa kluczowe
OSEM-EV, pojazd elektryczny, odporność na temperatury, zasięg, pojemność akumulatora, zarządzanie ciepłem
