Υβριδικές μπαταρίες: Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε

Υβριδικές μπαταρίες: Τι είναι; Οι υβριδικές μπαταρίες είναι πακέτα μεμονωμένων στοιχείων που χωρίζονται από μια πολυμερική μεμβράνη. Ενώ λειτουργούν πλήρως ηλεκτρικά, πρέπει να επαναφορτίζονται από εξωτερική πηγή ενέργειας. Ωστόσο, θα πρέπει να γνωρίζετε μερικά πράγματα σχετικά με αυτές τις μπαταρίες πριν αγοράσετε μία. Αυτό το άρθρο θα εξηγήσει πώς λειτουργούν οι υβριδικές μπαταρίες, πώς μπορούν να επαναφορτιστούν και τον καλύτερο τρόπο χειρισμού αυτού του τύπου μπαταρίας.

Οι υβριδικές μπαταρίες είναι ένα σύνολο μεμονωμένων στοιχείων που χωρίζονται από μια πολυμερική μεμβράνη.

Η ιδέα μιας υβριδικής μπαταρίας είναι σχετικά νέα. Ουσιαστικά, η συστοιχία μεμονωμένων στοιχείων αποτελείται από δύο ηλεκτρόδια σε ένα πλούσιο σε σίδηρο διάλυμα. Κάθε μεμβράνη εμποδίζει την άλλη να βραχυκυκλώσει για να δημιουργήσει μια μπαταρία υψηλής ενέργειας. Ωστόσο, οι υβριδικές μπαταρίες δεν υποκαθιστούν τις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες στα οχήματα. Χρησιμοποιούνται σε κινητά τηλέφωνα και μεγαλύτερες μπαταρίες.

Όπως και οι τυπικές μπαταρίες, οι υβριδικές περιέχουν μια πολυμερική μεμβράνη που διαχωρίζει τα στοιχεία και τα προστατεύει από βραχυκυκλώματα. Σε σύγκριση με τις τυπικές μπαταρίες, οι υβριδικές μπαταρίες είναι πιο φιλικές προς το περιβάλλον. Περιέχουν επίσης λιγότερο μόλυβδο, καθιστώντας τες λιγότερο επιβλαβείς για το περιβάλλον. Ένα μειονέκτημα των υβριδικών μπαταριών είναι ότι έχουν χαμηλή απόδοση ψύξης. Ενώ είναι φθηνότερες από τις τυπικές μπαταρίες, είναι επίσης πιο πιθανό να παρουσιάσουν βραχυκυκλώματα.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι συγκριτικά πιο ακριβές από τις αντίστοιχες μπαταρίες νικελίου-μετάλλου υδριδίου. Ωστόσο, αποτελούν δημοφιλή επιλογή σε μια ποικιλία εφαρμογών. Η ενεργειακή τους πυκνότητα πλησιάζει αυτήν μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου. Παρά τα μειονεκτήματα αυτά, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι οι πιο δημοφιλείς επαναφορτιζόμενες μπαταρίες στην αγορά σήμερα. Προσφέρουν την καλύτερη αναλογία ενέργειας προς βάρος και χαμηλό ρυθμό αυτοεκφόρτισης. Η μπαταρία ιόντων λιθίου δεν έχει επίσης φαινόμενο μνήμης και πολύ χαμηλό ρυθμό αυτοεκφόρτισης. Σε αντίθεση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι υβριδικές μπαταρίες είναι ελαφριές και εύκολες στην αποθήκευση.

Το όνομα «υβρίδιο» περιγράφει τη δομή των κυψελών μιας υβριδικής μπαταρίας. Υπονοεί ότι τα κυψέλες διαχωρίζονται από μια πολυμερική μεμβράνη, η οποία περιέχει υγρές φάσεις εντός της πολυμερικής μήτρας. Ενώ υπάρχει ένας ηλεκτρολύτης μέσα στη πηκτωματοποιημένη μεμβράνη, αυτό είναι ένα υβριδικό σύστημα. Μπορεί να εξακολουθεί να έχει υγρό διαλύτη 30% έως 50%.

Η ισχύς που παράγει μια υβριδική μπαταρία εξαρτάται από την διαθέσιμη ενέργεια. Η ενέργεια που διατίθεται στην υβριδική μπαταρία καθορίζει την ηλεκτρική αυτονομία και την επιτάχυνση. Οι θερμοκρασίες στις οποίες μπορεί να λειτουργήσει μια υβριδική μπαταρία θα καθορίσουν πόση ενέργεια μπορεί να παρέχει. Κατά συνέπεια, η θερμοκρασία στην οποία λειτουργεί μια υβριδική μπαταρία θα καθορίσει την αποδοτικότητά της. Η μπαταρία του Prius διατηρείται σε βέλτιστες θερμοκρασίες από έναν φυσητήρα 12 βολτ που τοποθετείται στο πίσω κοίλωμα του ελαστικού. Κάθε μονάδα μπαταρίας διαθέτει το δικό της σύστημα ελέγχου για ψύξη και επαναφόρτιση.

Λειτουργούν σε πλήρως ηλεκτρική λειτουργία.

Ένα όχημα με υβριδική μπαταρία μπορεί να λειτουργήσει σε ηλεκτρική λειτουργία 100% όταν οι συνθήκες οδήγησης είναι ιδανικές. Αυτή η λειτουργία επιτρέπει στο όχημα να καλύψει εκατοντάδες χιλιόμετρα. Το σύστημα υπολογιστή του οχήματος καθορίζει ποια λειτουργία απαιτείται. Οι υβριδικές μπαταρίες παρέχουν υψηλή απόδοση φόρτισης. Η εξωτερική πηγή ενέργειας μειώνει την ποσότητα πετρελαίου που χρησιμοποιείται στο όχημα και βελτιώνει την οικονομία καυσίμου. Υπάρχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα στη χρήση υβριδικών μπαταριών.

Παρόλο που τα υβριδικά αυτοκίνητα κερδίζουν σε δημοτικότητα, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας αποτελεί σημαντικό πρόβλημα. Ενώ τα υβριδικά αυτοκίνητα απαιτούν τακτική συντήρηση, οι περισσότερες μπαταρίες έχουν διάρκεια ζωής μόνο δέκα ή είκοσι χρόνια. Ωστόσο, η αντικατάσταση της μπαταρίας είναι αναπόφευκτη και το κόστος της μπαταρίας συνεχίζει να αυξάνεται καθώς διανύονται περισσότερα χιλιόμετρα με την ηλεκτρική λειτουργία. Ευτυχώς, η υβριδική τεχνολογία βελτιώνεται συνεχώς και οι σύγχρονες μπαταρίες είναι πιο ανθεκτικές και αξιόπιστες από τα παλαιότερα μοντέλα. Τρίτοι κατασκευαστές έχουν εισέλθει στην αγορά υβριδικών μπαταριών και τις προσφέρουν σε χαμηλότερη τιμή από αυτές που πωλούνται από τις αντιπροσωπείες.

Η πιο συνηθισμένη υβριδική μπαταρία έχει χωρητικότητα έξι kWh. Ωστόσο, αυτό δεν είναι αρκετό, καθώς ένα υβριδικό όχημα χρειάζεται μια μεγαλύτερη μπαταρία για να επιτύχει πλήρη απόδοση. Ένα πλήρως ηλεκτρικό όχημα έχει περιορισμούς στην επιτάχυνση και την τελική ταχύτητα, αλλά εξακολουθεί να επιτρέπει στον οδηγό να κάνει μεγαλύτερα ταξίδια. Αν και αυτή η λειτουργία μπορεί να είναι αποτελεσματική, περιορίζει την ταχύτητα οδήγησης και είναι κατάλληλη μόνο για οδήγηση στην πόλη. Ένα υβριδικό όχημα μπορεί να φτάσει στη μέγιστη αυτονομία του εάν χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με ένα συμβατικό αυτοκίνητο.

Τα υβριδικά οχήματα μπορεί να είναι επικίνδυνα και να ρυπαίνουν χώρους υγειονομικής ταφής. Οι μπαταρίες που χρησιμοποιούνται στα υβριδικά αυτοκίνητα είναι μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου (NiMH), οι οποίες δεν είναι εκρηκτικές. Ωστόσο, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν είναι μη εκρηκτικές. Ορισμένες μελέτες έχουν υποδείξει ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορεί να είναι επικίνδυνες υπό ορισμένες συνθήκες. Παρ 'όλα αυτά, οι αυτοκινητοβιομηχανίες και ανεξάρτητες δοκιμές έχουν διαπιστώσει ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν αποτελούν κίνδυνο για τη δημόσια υγεία.

Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τον αριθμό των διανυθέντων χιλιομέτρων και το συγκεκριμένο μοντέλο. Ωστόσο, όλες οι μπαταρίες φθείρονται με την πάροδο του χρόνου και η διάρκεια ζωής μιας υβριδικής μπαταρίας εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Κάθε όχημα έχει μια ελαφρώς διαφορετική διαμόρφωση, η οποία επηρεάζει την αυτονομία της μπαταρίας. Μια υβριδική μπαταρία είναι μια συστοιχία μπαταριών με πολλά στοιχεία και η συνδυασμένη έξοδος των στοιχείων δημιουργεί ένα τεράστιο φορτίο. Ένα θετικό ιόν από το θετικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο φτάνει στο αρνητικό ηλεκτρόδιο, λαμβάνοντας ηλεκτρόνια. Αυτή η πολύπλοκη διαδικασία παράγει ένα ηλεκτρικό φορτίο.

Απαιτούν φόρτιση μέσω εξωτερικής πηγής τροφοδοσίας.

Επειδή οι υβριδικές μπαταρίες τροφοδοτούνται από εξωτερική πηγή, απαιτούν εξωτερική πηγή ενέργειας για την επαναφόρτισή τους. Αυτό μειώνει σημαντικά την ποσότητα βενζίνης και ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται για τη λειτουργία του οχήματος, επιτυγχάνοντας παράλληλα αισθητή βελτίωση στην οικονομία καυσίμου. Ωστόσο, οι υβριδικές μπαταρίες έχουν πολλά μειονεκτήματα. Πρώτον, τείνουν να έχουν μικρότερη διάρκεια ζωής από τις αντίστοιχες βενζινοκίνητες. Δεύτερον, ενδέχεται να παρουσιάζουν περισσότερες εκφορτίσεις υψηλής ισχύος και βαθύτερους κύκλους από τις παραδοσιακές αντίστοιχες.

Το τελευταίο πράγμα που θέλετε είναι μια φθαρμένη υβριδική μπαταρία, η οποία θα επηρεάσει αρνητικά την οδηγική σας εμπειρία. Για παράδειγμα, μια άδεια μπαταρία θα κάνει το όχημά σας να φαίνεται αργό και αδέξιο. Αυτό σημαίνει ότι η υβριδική σας μπαταρία πρέπει να επαναφορτίζεται τακτικά. Ακολουθήστε τις οδηγίες του κατασκευαστή για τη φόρτιση της υβριδικής σας μπαταρίας. Και αν πιστεύετε ότι η υβριδική σας μπαταρία δεν φορτίζει αρκετά, θα πρέπει να την ελέγξει ένας επαγγελματίας για να βεβαιωθείτε ότι λειτουργεί σωστά.

Η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ υβριδικών και ηλεκτρικών οχημάτων είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας. Τα PHEV έχουν σχεδιαστεί για να είναι μικρότερα και να απαιτούν λιγότερο χώρο από τα ηλεκτρικά οχήματα. Τα plug-in υβριδικά μπορούν να επαναφορτίσουν τις μπαταρίες τους μέσω μιας τυπικής πρίζας τοίχου 120 βολτ. Οι ταχυφορτιστές DC είναι πολύ ισχυροί για τα περισσότερα PHEV. Παρ' όλα αυτά, αποτελούν μια εξαιρετική επιλογή αν σκέφτεστε να αγοράσετε ένα υβριδικό όχημα.

Ένας συνδυασμός αναγεννητικής πέδησης και μιας ενσωματωμένης γεννήτριας τροφοδοτεί τις υβριδικές μπαταρίες σε ένα Prius. Η κινητική ενέργεια κίνησης του οχήματος μετατρέπεται σε αποθηκευμένη ενέργεια. Ενώ αυτός ο τύπος υβριδικής μπαταρίας δεν απαιτεί χειροκίνητη φόρτιση, εξακολουθεί να είναι απαραίτητη η χρήση ενός επιτοίχιου box. Ορισμένα επιτοίχια box είναι μόνιμα συνδεδεμένα σε ένα box. Και μερικά φορτίζουν ακόμη και πιο γρήγορα. Η ταχύτητα φόρτισης ενός EV εξαρτάται από την ισχύ που μπορεί να αποθηκεύσει η μπαταρία.

Μπορούν να ανακατασκευαστούν.

Αρκετά πλεονεκτήματα στην ανακαίνιση μιας υβριδικής μπαταρίας μπορούν να φανούν στην εξοικονόμηση κόστους σε σύγκριση με την αγορά μιας νέας μπαταρίας. Οι μπαταρίες μπορούν να διαρκέσουν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα με την κατάλληλη συντήρηση. Μια ανακαινισμένη μπαταρία όχι μόνο θα διαρκέσει περισσότερο από μια καινούργια, αλλά θα βελτιώσει και τη συνολική απόδοση της μπαταρίας. Είναι καλύτερο να αναθέσετε σε έναν επαγγελματία την εκτέλεση της διαδικασίας ανακαίνισης στην υβριδική σας μπαταρία, αν δεν θέλετε να αναλάβετε τον κίνδυνο να την καταστρέψετε.

Η ανακατασκευή μιας υβριδικής μπαταρίας περιλαμβάνει την ασφαλή αποσυναρμολόγησή της και την επανεγκατάστασή της στο όχημα. Μια ανακατασκευασμένη μπαταρία είναι ασφαλής για επαναχρησιμοποίηση. Η διαδικασία περιλαμβάνει τη χρήση μόνο απλών εργαλείων και είναι επίσης μια γρήγορη και εύκολη λύση σε σύγκριση με την αντικατάσταση ολόκληρου του υβριδικού. Οι υβριδικές μπαταρίες μπορούν επίσης να επισκευαστούν χωρίς να προκληθεί ζημιά στο όχημα. Ένας εξειδικευμένος τεχνικός μπορεί επίσης να αντικαταστήσει τις υβριδικές μπαταρίες.

Η ανακατασκευή μιας υβριδικής μπαταρίας περιλαμβάνει διαγνωστικά, φόρτιση δικτύου και βαθιά εκφόρτιση. Αυτές οι διαδικασίες βοηθούν στη διάσπαση των σχηματισμών κρυστάλλων και των καταθλίψεων τάσης και στην αποκατάσταση της αξιοποιήσιμης χωρητικότητας της μπαταρίας. Κατά την ανακατασκευή, οι μονάδες της μπαταρίας συνδέονται σε ένα ειδικό μηχάνημα γνωστό ως Κυκλοποιητής Φόρτισης/Εκφόρτισης. Μόλις συνδεθούν, οι μονάδες της μπαταρίας ομαδοποιούνται με τις ίδιες μονάδες ισχύος. Οι ελαττωματικές μονάδες αντικαθίστανται με μονάδες παρόμοιων προδιαγραφών.

Μόλις ένας μηχανικός αντικαταστήσει μια ελαττωματική μονάδα, πρέπει να την επισκευάσει. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στη νέα μονάδα να εξισορροπήσει την ισχύ της με την μπαταρία. Η επισκευή αυξάνει επίσης την χωρητικότητα φόρτισης κάθε στοιχείου. Ωστόσο, οι μηχανικοί πρέπει να είναι προσεκτικοί ώστε να μην αντικαθιστούν ούτε ένα στοιχείο, επειδή ένα μόνο ελαττωματικό στοιχείο μπορεί να οδηγήσει σε αντικατάσταση της μπαταρίας. Αντίθετα, μια επισκευασμένη μπαταρία θα σας δώσει πολύ μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από μια καινούργια μπαταρία.

Όταν επιλέγετε έναν πάροχο υπηρεσιών υβριδικών μπαταριών, βεβαιωθείτε ότι επιλέγετε έναν με καλή φήμη στον κλάδο. Μπορείτε επίσης να ζητήσετε από τους πελάτες να αξιολογήσουν τον πάροχο υπηρεσιών υβριδικών μπαταριών. Θα πρέπει να επιλέξετε έναν ειδικό σε υβριδικά αυτοκίνητα που προσφέρει ανταγωνιστικές τιμές. Συζητήστε όλες τις ανησυχίες με τον πάροχο υπηρεσιών κατά την αρχική διαβούλευση. Επιπλέον, διασφαλίζεται ότι ο πάροχος υπηρεσιών υβριδικών μπαταριών προσφέρει ανταγωνιστική τιμή. Και μην ξεχάσετε να ρωτήσετε για τη διαδικασία ανακαίνισης - θα πρέπει να λάβετε μια ακριβή προσφορά και να γνωρίζετε ακριβώς τι να περιμένετε.