Minkä tyyppistä akkua käytetään hybridiautoissa?

Minkä tyyppisiä akkuja hybridiautoissa nykyään käytetään? Kobolttidioksidi-, nikkelimetallihydridi- tai litiumioniakkuja ovat yleisimmät.

Nikkelimetallihydridi

Tätä akkua käytetään laajalti hybridiautoissa ja matkapuhelimissa. Alun perin ilmailu- ja avaruussovelluksissa käytetyllä akulla on pitkä käyttöikä ja kohtuulliset ominaisenergia- ja teho-ominaisuudet. Vaikka se ei ole yhtä kestävä kuin lyijyakut, se kestää hyvin väärinkäyttöä. Nikkelimetallihydridiakku ei kuitenkaan ole alkalipariston korvaaja. Sen haittoja ovat korkea itsepurkautuminen, kuumeneminen ja rajallinen varastointikapasiteetti.

Hybridiajoneuvoissa käytettävät litiumioni- ja polymeeriakut ovat pääosin turvallisia. Toyotan hybridiakkujen kahden vuoden takuu kattaa kaikki akun osat 120 kuukauden tai 240 000 kilometrin ajan, ellet ole käyttänyt niitä väärin. Litiumioni- ja polymeeriakuilla on kuitenkin samanlainen käyttöikä, eivätkä ne ole yhtä luotettavia. Lisäksi litiummetallihydridiakku on paljon painavampi kuin nikkelimetallihydridiakku, joten ne eivät ole yhtä kestäviä kuin Ni-MH-akut.

Vaikka nikkelimetallihydridiakku on litiumioniakkuja heikompi, se on myös pienempi ja kevyempi kuin litiumioniakku. Akkupaketin koko ja paino ovat merkittävä haitta, minkä vuoksi bipolaarinen versio on parempi vaihtoehto. Bipolaariset akkukennot mahdollistavat myös 1,4 kertaa useampien kennojen mahduttamisen samaan tilaan.

Toinen merkittävä ero näiden kahden välillä on litiumioniakkujen latausnopeus. Litiumioniakut ovat nopeampia ja pystyvät käsittelemään äkillisiä tehontarpeita, kun taas NiMH-akuilla on pidempi latausaika. Molempia akkutyyppejä käytetään kuitenkin edelleen laajalti hybridiautoissa ja ladattavissa hybrideissä. Nikkelimetallihydridiakku on yleensä parempi valinta hybridiautoihin, ellei niissä ole hybridivoimansiirtoa.

Viime vuosina monet hybridiautojen valmistajat ovat siirtyneet litiumioniakkuihin. He hyödyntävät tätä materiaalia arvokkaana raaka-aineena uusien hybridiautojensa moottoreissa. Samaan aikaan NiMH-akun valmistaja on alkanut toimittaa autonvalmistajalle harvinaisia maametalleja. Tämä tekee heistä ensimmäisen nikkelimetallihydridiakkuja kierrättävän yrityksen. He ovat kuitenkin vielä kaukana akkuteollisuuden lopullisesta 100-prosenttisesta akkujen kierrätystavoitteesta.

Nikkelimetallihydridiakku on myös ympäristöystävällisempi kuin litiumioniakut. NiMH-akun energiatiheys on noin 40 prosenttia pienempi kuin litiumioniakun. Suuri akku hybridiajoneuvossa voi auttaa painon ja tehon kanssa, mutta liian raskas akku lisää painoa. Tulevaisuudessa muuntyyppiset akut saattavat olla suositumpia autoteollisuudessa.

Jotkut autovalmistajat eivät tuota tarpeeksi hybridejä. Hybridiajoneuvojen kysyntä kuitenkin kasvaa. Akku on olennainen osa hybriditeollisuutta, ja Toyota pyrkii lisäämään hybridien myyntiään. Yhtiön viimeisin investointi johtaa 200 gigawattitunnin akkutuotantoon. Mikä on sitten paras akku hybridiajoneuvoille?

Litiumioniakku

Litiumioniakkujen teknologia kehittyy edelleen, mutta jotkin edut ovat ilmeisiä. Ensimmäinen etu on niiden energia-painosuhde. Alhaisempi paino tarkoittaa myös parempaa käsiteltävyyttä, pidempää toimintamatkaa ja käänteistä ajettavuutta. Litiumioniakkujen valtavirtaan tuleminen on vielä muutaman vuoden päässä, mutta ne ovat osoittamassa kykynsä hybridiautosovelluksissa. Tässä on joitakin syitä niiden kasvavalle suosiolle.

Litiumioniakku antaa virtaa sähkömoottoreille. Se on kevyempi kuin lyijyakku ja kestää pidempään. Uusi teknologia lupaa entistä parempaa suorituskykyä. Litiumioniakkuja on saatavilla myös hybridiautomalleissa, mukaan lukien uusi Honda CR-V. Ne ovat olennainen osa hybridiautoja ja sähköajoneuvoja.

Toinen merkittävä litiumioniakkuteknologian etu on sen nopea ladattavuus. Litiumioniakut voidaan ladata uudelleen muutamassa tunnissa, mikä on erityisen houkuttelevaa kuljettajille, jotka välittävät ympäristöjalanjäljestään. Nämä akut ovat kevyitä, kierrätettäviä ja kestävät jopa 72 kilometriä pelkällä sähköllä. Niillä on myös lisäetuna, että ne ovat nopeampia kuin tavalliset hybridit.

Turvallisuuden kannalta hybridiajoneuvot ovat yhtä turvallisia kuin vastaavat bensiiniajoneuvot. Toisin kuin bensiinikäyttöiset vastineensa, hybridit eivät ole merkittävä huolenaihe pelastajille tai matkustajille törmäyksessä. Metallikotelo suojaa niitä ja on erittäin hyvin eristetty. Toyota sijoittaa akkuyksiköt taka-akselin lähelle varmistaakseen, että ne ovat täysin suojattuja törmäyksessä. Hybrideissä akkukaapelit on myös peitetty kirkkaan oranssilla suojuksella.

Vaikka litiumioniakkujen taustalla oleva teknologia on vielä kehittymässä, sillä on potentiaalia tulla elintärkeäksi osaksi tulevaisuuden energiantuotantoa. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto (EPA) hyväksyi hiljattain 1,5 miljardin dollarin avustuksen Yhdysvaltain litiumioniteollisuuden kehittämiseksi. Euroopan komission uuden litiumraaka-ainestrategian tavoitteena on lisätä litiumin tarjontaa Euroopassa 18-kertaisesti vuoteen 2030 mennessä ja vähentää riippuvuutta kolmansista maista.

Vaikka hybridiajoneuvot voivat säästää polttoainetta, ne voivat myös vähentää hiilidioksidipäästöjä. Hybridiautoissa käytetyillä lyijyakuilla on korkein päästötaso ja ne ovat kalleimpia. Nämä myrkylliset aineet ovat myös painavia ja hidastavat hybridiautojen suorituskykyä. Tämän ongelman minimoimiseksi valmistajat korvaavat nyt lyijyakut nikkelimetallihydridiakuilla. Lyijy- ja litiumioniakkujen suorituskyvyssä on myös eroja.

Koboltti- ja litiumioniakkujen suosion kasvun myötä on herännyt huolta niiden saatavuuden kestävyydestä. Koboltin ja litiumin korkeat geopoliittiset pitoisuudet ja toimitusketjun nopea skaalautuminen ovat herättäneet kysymyksiä siitä, miten materiaaleja voidaan tuottaa kestävästi. Tämä on kuitenkin odotettavissa sähköautomarkkinoiden nopean kehityksen myötä. Toistaiseksi nämä teknologiat tarjoavat runsaasti energiaa hybridiajoneuvoille.