Akumulatory trzy razy droższe? To nieuniknione!
Samochody od zawsze zależne były od elektryczności. Kaganki nie zapewniały właściwego oświetlenia pojazdom, które poruszały się szybciej niż zaprzęgi konne, potrzeba było nowych rozwiązań.
Prąd elektryczny był też niezbędny do wytworzenia iskry zapłonowej - konstruktorzy eksperymentowali więc z różnymi wartościami napięcia. W latach dwudziestych ubiegłego wieku powszechnie stosowane były samochodowe instalacje elektryczne pracujące pod napięciem 6V, 12V i 24V. Ostatecznie większość producentów skupiła się na pierwszym rozwiązaniu - ówczesne prądnice generujące napięcia rzędu 12 V czy 24 V sprawiały wiele trudności - były duże, ciężkie i mocno się grzały. Stosowano jest za to powszechnie np. w wozach bojowych w czasie drugiej wojny światowej.
Z czasem, gdy w samochodach upowszechniły się takie wynalazki, jak zapalniczki, oświetlenie wnętrza, automatyczne wycieraczki, radio czy elektryczne systemy wentylacji, generowane przez prądnice napięcie 6V przestało wystarczać. W latach siedemdziesiątych standardem, który w samochodach osobowych obowiązuje do dziś dnia, stał się alternator i instalacja elektryczna pracująca pod napięciem 12 V.
Sęk w tym że, w ostatnich latach auta mocno ewoluowały. Część rozwiązań mechanicznych zastępowana jest systemami sterowanymi elektronicznie - do lamusa odeszły gaźniki, większość współczesnych aut ma też elektryczne wspomaganie kierownicy, ogrzewaną tylną szybę i lusterka, elektrycznie sterowane szyby itd. Wszystko to sprawia, że nieuchronnie zbliżamy się do momentu, w którym standardowe napięcie rzędu 13,5-14 V generowane przez współczesne alternatory przestanie wystarczać. Już dziś wiele aut klasy wyższej wyposażonych jest w dwa akumulatory zapewniające nieprzerwane dostawy prądu dla pokładowych systemów zapewniających komfort. Niezliczone pokłady energii pochłaniają kompresory pneumatycznych układów zawieszenia, klimatyzacje czy samochodowe lodówki.
Gwoździem do trumny klasycznych samochodowych instalacji elektrycznych pracujących pod napięciem 12V okaże się najprawdopodobniej urządzenie, które w niedługim czasie może wyprzeć z rynku klasyczne turbosprężarki - elektryczne kompresory zapewniające duży poziom doładowania, niezależnie od obrotów jednostki napędowej.
Nad nowymi metodami doładowania silników pracują dziś wszyscy potentaci z branży motoryzacyjnej. To efekt zaostrzanych na każdym kroku norm emisji spalin - producenci prześcigają się w pomysłach mających skutkować zmniejszeniem zużycia paliwa. Jednym z rozwiązań pozwalających utrzymać poziom osiągów na akceptowalnym przez nabywców poziomie ma być właśnie elektryczna turbosprężarka.
Ciekawą koncepcję łączącą elektryczną turbosprężarkę i instalację o wysokim napięciu zaproponowało Audi. Zdaniem niemieckich inżynierów wymagania współczesnych pojazdów najlepiej spełnia pokładowa sieć elektryczna pracująca pod napięciem 48 V - czterokrotnie wyższym niż obecnie! Tego typu instalację zamontowano w prototypowych modelach A6 TDI concept i RS 5 TDI concept.
Zdaniem Audi, przy obecnym stanie techniki, sieci pokładowe o napięciu 12 V osiągnęły kres swych możliwości. Zwłaszcza w niskich temperaturach, tzw. odbiorniki statyczne całkowicie zużywają prąd generowany przez obecnie stosowane alternatory o mocy do 3 kW. Dla nowych, dynamicznych odbiorników, jak chociażby wspomniana, napędzana elektrycznie sprężarka wysokiej mocy, pojemność akumulatora jest niewystarczająca.
Rozwiązaniem proponowanym przez Niemców jest druga, częściowa sieć pokładowa o napięciu 48 V, która uzupełnia sieć o napięciu 12 V. W jej najbardziej zaawansowanej wersji rozwojowej, przy wyłączonym silniku źródłem energii jest kompaktowy, litowo-jonowy akumulator o napięciu 48 V - przetwornik prądu stałego łączy sieć 12-voltową z siecią pokładową. Akumulator litowo-jonowy współpracuje z nowym alternatorem o większej wydajności, czyniącym z układu napędowego system niemal hybrydowy. W ramach tej koncepcji mamy do czynienia z różnymi, zależnymi od bieżących potrzeb, sposobami rozruchu, sterowania i wyłączania silnika spalinowego. Potężny alternator, przy rekuperacji, odzyskuje nawet dziesięć kilowatów - o wiele więcej niż jest to możliwe obecnie. Zdaniem niemieckich inżynierów, w ten sposób można zmniejszyć emisję dwutlenku węgla na kilometr nawet o dziesięć gramów, co odpowiada ilości 0,4 litra paliwa na 100 kilometrów.
Odchodzenie producentów od obecnie wykorzystywanego napięcia 12V może jednak oznaczać zwiększenie wydatków dotyczących bieżącej eksploatacji aut. Już dziś, średniej klasy akumulator o pojemności 60 Ah to wydatek 300-500 zł. Litowo-jonowa bateria, pracująca pod czterokrotnie wyższym napięciem, kosztować będzie zapewne trzy razy tyle...
