Image
8.7.2019 0 Comments

ROČENKA ELEKTROMOBILITY 2019: Budúcnosť elektromobility

Automobilky majú s elektromobilitou veľké plány a masívne investujú do jej rozvoja. Už tento rok jasne naznačuje to, čo predpovedajú aj experti: že v horizonte najbližších piatich rokov bude nástup elektromobility oveľa prudší než doteraz. Prichádzajú na trh nové modely s vyšším dojazdom, lepšou výbavou, zatiaľ čo ceny pozvoľna klesajú alebo prinajmenšom za rovnakú cenu je k dispozícii lepšie vybavené vozidlo s vyšším dojazdom. Rozširuje sa sieť nabíjacích staníc a zvyšujú sa ich výkony. A aký je trochu komplexnejší pohľad na budúcnosť elektromobility?

Elektromobilitu môžeme chápať vo viacerých rozmeroch. Pre verejnosť sú, samozrejme, najviac uchopiteľné osobné vozidlá, no dôležitá je aj otázka verejnej dopravy, či už ide o hromadnú prepravu osôb, taxislužby, alebo car sharing. Ďalší rozmer je doprava úžitkovými vozidlami, či už ide o rozvážku tovaru, balíčkové doručovacie služby, alebo prepravu tovaru na krátke a stredné vzdialenosti. V neposlednom rade sa rieši aj tranzitná nákladná doprava. Veľké mestské aglomerácie trpia dlhodobo nielen množstvom exhalátov z autodopravy, ale aj preplnením ciest, zápchami a nedostatkom parkovacích miest. Preto už viaceré pristúpili k projektom zdieľania e-bajkov či elektrických skútrov.

Vývoj batérií

Najväčšia výzva, ktorú musia vývojári v súčasnosti riešiť, sú batérie. Napriek tomu, že vývoj za niekoľko posledných rokov pokročil a ich energetická hustota sa podstatne zvýšila, stále je najväčším problémom veľkosť batérií a ich pomerne malá kapacita. Rolu v tom však hrá viacero faktorov. Ako je jasné, pomerne veľkú časť batérie tvorí systém teplotného manažmentu. Ten sa stará o to, aby v zime neklesala teplota článkov k mínusovým teplotám, pri ktorých batérie rýchlo strácajú kapacitu. V letnom období je zase kľúčové, aby sa neprehrievali. Väčšina výrobcov využíva kvapalinové chladenie batérie, ale u niektorých sa stretneme aj s menej účinným vzduchovým. Bez ohľadu na technológiu tento systém zaberá pomerne veľký priestor a jeho zmenšenie, pravdaže, bez straty účinnosti, je jedna z dôležitých výziev pre konštruktérov. Rezervy sú aj v konštrukcii jednotlivých článkov či obslužnej elektroniky. Tá je potrebná pri lítiových batériách okrem iného na takzvané balansovanie článkov. Je to proces, pri ktorom sa počas nabíjania vyrovnávajú hodnoty nabitia jednotlivých článkov tak, aby sa pri prevádzke všetky zaťažovali rovnako. Pochopiteľne, odľahčovanie konštrukcie článkov má svoje limity a nesmie sa diať na úkor ich odolnosti. Ak si uvedomíme ich namáhanie preťažením či vibráciami počas bežnej prevádzky, je jasné, že ide o tvrdý oriešok. Batéria musí byť navyše extrémne odolná aj v prípade havárie. Pri poškodení článkov totiž hrozí nebezpečenstvo požiaru. Napriek tomu, že sa táto vlastnosť batérií v médiách často démonizuje, riziko je v tomto prípade podobné ako na ktoromkoľvek inom vozidle. Zatiaľ rozprávame iba o lítiových batériách, ktoré sú dnes prakticky vo všetkých elektromobiloch či plug-in hybridoch. Vývojové tímy na celom svete sa okrem ich neustáleho zlepšovania horúčkovito snažia o vývoj nových typov batérií. Zatiaľ je však nástup úplne nového princípu batérií do reálnej prevádzky v nedohľadne, takže uvidíme, čo prinesie budúcnosť.

S kapacitou batérií úzko súvisí aj ich nabíjanie. S vyššími kapacitami batérií dôjde k zmenám aj v domácom nabíjaní. Zatiaľ čo dosiaľ bežne stačila klasická 230 V zásuvka, z ktorej sa vozidlo s 28 kWh batériou nabilo za 10 - 12 hodín, už pri 40 kWh batérii sa tento čas predĺži na neúmerných 21 hodín, takže wallbox pri týchto vozidlách už nebude príjemné zlepšenie, bez ktorého sa dá žiť, ale nevyhnutnosť.

Jazdné vlastnosti

Elektromobilita sa do budúcnosti bude uberať viacerými cestami. V oblasti osobných automobilov sa postupne rozvíjajú dva hlavné smery: vozidlá mierené hlavne do mestskej premávky, pri ktorých sa síce tiež zvyšuje dojazd, no technologická výbava je skôr strohejšia a rozmery vozidla sú menšie na jednoduchší pohyb a parkovanie v mestskej premávke. K takýmto sa radí napríklad Renault Zoe či BMW i3. Ďalšiu kategóriu tvoria vozidlá určené na dlhšie trasy (okolo 150 až 250 km) alebo na viacdenné cesty. Tu sa dá nájsť bohatá technologická výbava s vyspelými jazdnými asistentmi, umožňujúcimi pohodlnejšiu jazdu tak v meste, ako aj na dlhších trasách alebo pri pohybe v zápchach. Patrí k nim Hyundai IONIQ EV, Hyundai Kona, Nissan Leaf II, VW e-golf a ďalšie. Špeciálnu kategóriu predstavujú športové elektromobily. Výrobcovia rýchlo zistili obrovský potenciál elektrického pohonu v tejto oblasti. Nakoniec rýchlostný rekord presahujúci po prvý raz v histórii 100 km/h má na konte elektromobil La Jamais Contente z roku 1899 s hodnotou 105,88 km/h. Dnes predstavované hyperšportiaky, napríklad chorvátsky Rimac C-TWO, sú špičkou technológie. Najnovší model C-TWO disponuje batériou s kapacitou 120 kWh, ktorá dodáva energiu elektromotorom s výkonom 1,4 MW a krútiacim momentom 2300 Nm. Tie dokážu vozidlo dostať na stovku za 1,85 sekundy a na maximálnu rýchlosť 412 km/h. Výrobcovia týchto hyperšportov každý rok posúvajú hranice ďalej. Jedným z konceptov sú plug-in hybridy s kombináciou plynových turbín a elektromotora.

Autonómné autá

Pomerne rýchly vývoj prebieha aj v oblasti asistenčných systémov a autonómnej jazdy. Elektromobily sú totiž ideálne na budovanie rôznych uzavretých dopravných systémov s autonómnym riadením. Na rozdiel od úplne autonómnych vozidiel, určených na jazdu po bežných cestách, je vývoj autonómnych systémov riadenia pre uzavreté dopravné systémy oveľa jednoduchší. Takýmito systémami sa rozumejú pevne stanovené mapy komunikácií v rámci mesta alebo oblasti, kde si možno variabilne zvoliť trasu.

Napríklad vo vývojovom centre firmy Bosch jazdí autonómny dopravný prostriedok v rámci firemného kampusu. Cestujúci si na dotykovom paneli zvolí niektorú z preddefinovaných trás a vozidlo ho tam zavezie. Vozidlo okrem dotykového displeja na zadanie a zobrazenie trasy a núdzového vypínača nemalo žiadne ovládacie prvky. Na naprogramovanie novej trasy (napríklad pri zabezpečení dopravy na výstavách a podobných akciách) stačí, aby ju vozidlo raz prešlo s operátorom, pričom si ju naskenuje a uloží do pamäte so všetkými potrebnými údajmi. Pri jazde má, pochopiteľne, k dispozícii množstvo snímačov, ktoré zabezpečujú predchádzanie kolíziám s osobami či inými prekážkami na ceste. Vozidlo v čase testovania nebolo ešte vhodné na komerčné nasadenie, vývoj však napreduje a takéto systémy by sa mohli objaviť už o niekoľko rokov.

Čo sa týka vývoja asistenčných systémov elektromobilov, zaujímavý je i koncept Nissan Intelligent Mobility. Prvé výsledky vývojárov sú zabudované v novom ­Nissane Leaf. Okrem systému Pro Pilot, ktorý v sebe integruje adaptívny tempomat s funkciou jazdy v kolóne a systém udržiavania v jazdnom pruhu, je tu aj veľmi zaujímavý Pro Pilot Park. Systém umožňuje automatické pozdĺžne parkovanie a priečne parkovanie prednou aj zadnou časťou. Zaujímavé je na ňom najmä to, že celý parkovací manéver prebieha bez zásahu vodiča. Ten iba určí, kam chce parkovať, a počas manévru drží bezpečnostné tlačidlo. Systém si sám radí chod vpred alebo vzad, akceleráciu, zatáčanie aj brzdenie. Systémy autonómneho riadenia budú, samozrejme, veľmi ­zaujímavé aj pre doručovacie služby či na maloobje­movú prepravu osôb.

Mestská hromadná doprava

Ďalšia oblasť, kde elektromobilita zatiaľ ani zďaleka nepovedala posledné slovo, je hromadná preprava osôb či tovaru. Už dnes existuje množstvo rôznych projektov elektricky poháňaných autobusov alebo kamiónov, majú ich všetci podstatní výrobcovia. Autobusová doprava najmä v mestských aglomeráciách významne zaťažuje životné prostredie. Elektrické autobusy majú na rozdiel od trolejbusov zásadnú výhodu v tom, že môžu obslúžiť aj odľahlejšie oblasti, kde by bola stavba trolejových vedení nerentabilná. A navyše sa dajú využívať aj v menších mestách či obciach. Autobusy možno nabíjať aj počas státia na zastávke špeciálnou stojanovou nabíjačkou, ktorá sa automaticky pripojí po príjazde na zastávku. Pre nákladné vozidlá zase existujú projekty na systémy nabíjania počas jazdy pomocou úsekov s trolejovým vedením.

Vodíková budúcnosť

Jednou z alternatív (alebo takpovediac doplnením elektromobility) budú v budúcnosti palivové články, do ktorých investujú tradiční automobiloví výrobcovia ako Daimler, Toyota, Hyundai, Honda a ďalší. Ide o alternatívu ponúkajúcu ekologickú a tichú prevádzku, no s komfortom konvenčného vozidla. Vozidlá ako palivo využívajú vodík, ktorý sa však nespaľuje v motore, ale chemickou reakciou sa mení za prítomnosti vzduchu v palivových článkoch na elektrickú energiu. Odpadom tohto procesu je čistá voda. Vozidlá majú malý akumulátor, slúžiaci na uloženie prebytočnej energie a pri rekuperácii, ako je to v prípade hybridov. Zvyšok systému je v podstate elektromobil. Hlavný rozdiel je odpadajúca potreba časovo náročného nabíjania akumulátorov. Vodík sa iba jednoducho dotankuje. Snahám výrobcov sa nemožno čudovať. Chcú vytvoriť určitú protiváhu práve americkej Tesle. Okrem osobných automobilov, ktoré sú v súčasnosti už v predaji, ako Toyota Mirai, Honda Clarity, Hyundai ix35 Fuel cell, Hyundai NEXO, na vývoji technológií pracujú aj Daimler, Audi a ďalšie automobilky. Vývoj však prebieha aj na poli nákladných vozidiel a autobusov. Dôkazom, že tieto snahy sa berú vážne, je aj vznik Hydrogen Mobility Europe (H2ME), konzorcia, ktorého členom je 10 štátov (Rakúsko, Belgicko, Dánsko, Francúzsko, Nemecko, Island, Holandsko, Nórsko, Švédsko a Veľká Británia), ktoré plánujú do konca roku 2019 s investíciou 68 miliónov eur vybudovať infraštruktúru vodíkových plniacich staníc na hlavných tranzitných trasách naprieč týmito krajinami. Do konzorcia sa zapojilo viacero výrobcov palivových článkov a automobilov, ako napr. Daimler, Symbio­FCell, Hyundai, Honda, Intelligent Energy a Nissan, ale aj množstvo firiem zabezpečujúcich výstavbu infraštruktúry a dodávky technológií.

V konečnom dôsledku možno predpokladať, že obe technológie budú na trhu koexistovať a vzájomne sa dopĺňať. Každá z nich má totiž svoje silné aj slabšie stránky. To, že spaľovacím motorom časom odzvoní, je viac-menej jasné, ak to nebude z hľadiska ekológie, jednoducho morálne zastarajú a budú nahradené niečím lepším. Pochopiteľne, nie je vylúčené, že budúcnosť prinesie aj ďalšie riešenia, no nechajme sa prekvapiť. 

Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Ročenka

ROČENKA ELEKTROMOBILITY 2019: TYPY NABÍJACÍCH STANÍC

10.07.2019 13:35

Základný predpoklad na používanie elektromobilu je nabíjanie batérie. Čistý elektromobil má batériu ako jediný zdroj energie, a tak najdôležitejšie parametre elektromobilu sú kapacita batérie a možnos ...

Ročenka

ROČENKA ELEKTROMOBILITY 2019: RÝCHLONABÍJACIE STANICE

04.07.2019 13:31

Okrem domáceho nabíjania, ktoré sa rieši zväčša wallboxom alebo príležitostne nabíjaním z domácej 220 V zásuvky, je veľmi dôležitá súčasť nabíjacej infraštruktúry sieť rýchlonabíjacích staníc. Rýchlo ...

q

Žiadne komentáre

ACER_092019

Videá

SlovakiaTech 2019

IT GALA stvorec 2019