Milyen típusú akkumulátort használnak hibrid autókban?

Milyen típusú akkumulátort használnak manapság a hibrid autókban? A kobalt-dioxid, a nikkel-fém-hidrid vagy a lítium-ion a leggyakoribb típusok.

Nikkel-fém-hidrid

Ezt az akkumulátort széles körben használják hibrid autókban és mobiltelefonokban. Kezdetben repülőgépipari alkalmazásokban használták, hosszú élettartammal és elfogadható fajlagos energia- és teljesítménykapacitással rendelkezik. Bár nem olyan tartós, mint az ólomakkumulátorok, nagyon jól tűri a visszaéléseket. A nikkel-metálhidrid akkumulátor azonban nem helyettesíti az alkáli akkumulátort. Hátrányai közé tartozik a magas önkisülés, a hőtermelés és a korlátozott tárolókapacitás.

A hibrid járművekben használt lítium-ion és polimer akkumulátorok nagyrészt biztonságosak. A Toyota hibrid akkumulátorára vonatkozó kétéves garancia 120 hónapig vagy 240 000 kilométerig terjed ki az akkumulátor összes alkatrészére, kivéve, ha nem rendeltetésszerűen használta őket. Mindazonáltal a lítium-ion és a polimer akkumulátorok élettartama hasonló, és nem olyan megbízhatóak. Ráadásul a lítium-metál-hidrid akkumulátor sokkal nehezebb, mint a nikkel-metál-hidrid akkumulátor, így nem olyan tartósak, mint a Ni-MH akkumulátorok.

Bár a nikkel-metálhidrid akkumulátor kevésbé erős, mint a lítium-ion akkumulátorok, kisebb és könnyebb is, mint a lítium-ion megfelelője. Az akkumulátorcsomag mérete és súlya jelentős hátrányt jelent, ezért a bipoláris változat jobb választás. A bipoláris akkumulátorcellák lehetővé teszik, hogy 1,4-szer több cella férjen el ugyanabban a térben.

Egy másik jelentős különbség a kettő között a lítium-ion akkumulátorok töltési sebessége. A lítium-ion akkumulátorok gyorsabbak és képesek kezelni a hirtelen energiaigényeket, míg a NiMH akkumulátorok töltési ideje hosszabb. Mindkét típusú akkumulátort azonban továbbra is széles körben használják hibrid autókban és plug-in hibridekben. A nikkel-metálhidrid akkumulátor általában jobb választás a hibrid autókhoz, kivéve, ha hibrid hajtáslánccal vannak felszerelve.

Az utóbbi években számos hibrid jármű gyártója áttért a lítium-ion akkumulátorokra. Ezt az anyagot értékes nyersanyagként hasznosítják új hibrid autóik motorjaihoz. Időközben a NiMH akkumulátor gyártója megkezdte ritkaföldfémek szállítását az autógyártó számára. Ezáltal ők az elsők a nikkel-metál-hidrid akkumulátorok újrahasznosításában. Azonban még messze vannak az akkumulátoripar végső 100 százalékos akkumulátor-újrahasznosítási céljától.

A nikkel-metálhidrid akkumulátor környezetbarátabb is, mint a lítium-ion akkumulátorok. A NiMH akkumulátor energiasűrűsége körülbelül 40 százalékkal alacsonyabb, mint a lítium-ion akkumulátoroké. Egy nagy akkumulátor egy hibrid járműben segíthet a súly és az energia tekintetében, de egy túl nehéz akkumulátor súlytöbbletet okoz. A jövőben más típusú akkumulátorok népszerűbbek lehetnek az autóiparban.

Néhány autógyártó nem gyárt elegendő hibridet. A hibrid járművek iránti kereslet azonban egyre nő. Az akkumulátor a hibridipar szerves részét képezi, és a Toyota igyekszik növelni hibrid eladásait. A vállalat legújabb beruházása 200 gigawattórás akkumulátor-ellátást eredményez. Szóval, melyik a legjobb akkumulátor hibrid járművekhez?

Lítium-ion

A lítium-ion akkumulátorok mögött álló technológia még fejlődésben van, de néhány előny már nyilvánvaló. Az első előny az energia-tömeg arányuk. Az alacsonyabb súly jobb kezelhetőséget, nagyobb hatótávolságot és kanyargós kezelhetőséget is eredményez. A lítium-ion akkumulátorok még néhány év múlva válnak közismertté, de már bizonyítanak a hibrid autóalkalmazásokban. Íme néhány ok a növekvő népszerűségükre.

Egy lítium-ion akkumulátorcsomag táplálja az elektromos motorokat. Könnyebb, mint az ólom-savas akkumulátor, és tovább tart. Az új technológia még jobb teljesítményt ígér. A lítium-ion akkumulátorok hibrid autómodellekben is kaphatók, beleértve az új Honda CR-V-t is. Ezek a hibrid autók és az elektromos járművek alapvető részét képezik.

A lítium-ion akkumulátor-technológia további jelentős előnye a gyors újratölthetőség. A lítium-ion akkumulátorok néhány óra alatt újratölthetők, ami különösen vonzó azoknak a sofőröknek, akik törődnek a környezeti lábnyomukkal. Ezek az akkumulátorok könnyűek, újrahasznosíthatók, és akár 72 kilométert is kibírnak tisztán elektromos árammal. További előnyük, hogy gyorsabbak, mint a hagyományos hibridek.

Biztonsági szempontból a hibrid járművek ugyanolyan biztonságosak, mint a hasonló benzinüzemű járművek. Benzinüzemű társaikkal ellentétben a hibridek ütközés esetén nem jelentenek jelentős aggodalmat a mentők vagy az utasok számára. Egy fémház védi őket, és magas szintű szigeteléssel rendelkezik. A Toyota az akkumulátorcsomagokat a hátsó tengely közelében helyezi el, hogy ütközés esetén teljes mértékben védve legyenek. A hibridek akkumulátorkábeleit élénk narancssárga burkolat borítja.

Bár a lítium-ion akkumulátorok mögött álló technológia még fejlődésben van, potenciálisan létfontosságú részévé válhat a jövő energiatermelésének. Az EPA nemrégiben jóváhagyott egy $1,5 milliárdos támogatást az Egyesült Államok lítium-ion iparágának fejlesztésére. Az Európai Bizottság új lítium-nyersanyag-stratégiájának célja, hogy 2030-ra 18-szorosára növelje a lítiumellátást Európában, és csökkentse a harmadik országoktól való függőséget.

Míg a hibrid járművek üzemanyagot takaríthatnak meg, a szén-dioxid-kibocsátást is csökkenthetik. A hibrid autókban használt ólom-savas akkumulátorok a legmagasabb károsanyag-kibocsátásúak és a legdrágábbak. Ezek a mérgező anyagok is nehezek, és lelassítják a hibrid autók teljesítményét. A probléma minimalizálása érdekében a gyártók az ólom-savas akkumulátorokat nikkel-fémhidrid akkumulátorokra cserélik. Az ólom-savas és lítium-ion hibrid akkumulátorok teljesítményében is vannak különbségek.

Miközben a kobalt- és lítium-ion akkumulátorok egyre népszerűbbek, aggályok merültek fel az ellátásuk fenntarthatóságával kapcsolatban. A kobalt és a lítium magas geopolitikai koncentrációja, valamint az ellátási lánc gyors felskálázása kérdéseket vet fel azzal kapcsolatban, hogyan lehet az anyagokat fenntartható módon előállítani. De mindez várható is az elektromos járművek piacának gyors fejlődésével. Egyelőre ezek a technológiák elegendő energiát biztosítanak a hibrid járművek számára.