Kokio tipo akumuliatorius naudojamas hibridiniuose automobiliuose?

Kokio tipo akumuliatoriai šiandien naudojami hibridiniuose automobiliuose? Dažniausiai pasitaikantys tipai yra kobalto dioksido, nikelio-metalo hidrido arba ličio jonų akumuliatoriai.

Nikelio-metalo hidridas

Ši baterija plačiai naudojama hibridiniuose automobiliuose ir mobiliuosiuose telefonuose. Iš pradžių naudota aviacijos ir kosmoso srityse, ji pasižymi ilgu tarnavimo laiku ir priimtinomis specifinėmis energijos bei galios galimybėmis. Nors ji nėra tokia patvari kaip švino rūgšties baterijos, ji yra labai atspari piktnaudžiavimui. Tačiau nikelio-metalo hidrido baterija nėra šarminės baterijos pakaitalas. Jos trūkumai yra didelis savaiminis išsikrovimas, kaitimas ir ribota talpa.

Hibridiniuose automobiliuose naudojami ličio jonų ir polimerų akumuliatoriai yra iš esmės saugūs. Dvejų metų „Toyota“ hibridinio akumuliatoriaus garantija galioja visoms akumuliatoriaus dalims 120 mėnesių arba 150 000 mylių, nebent jie buvo netinkamai naudojami. Nepaisant to, ličio jonų ir polimerų akumuliatorių tarnavimo laikas yra panašus, tačiau jie nėra tokie patikimi. Be to, ličio metalo hidrido akumuliatorius yra daug sunkesnis nei nikelio metalo hidrido akumuliatorius, todėl jis nėra toks patvarus kaip Ni-MH akumuliatoriai.

Nors nikelio-metalo hidrido akumuliatorius yra silpnesnis nei ličio jonų akumuliatoriai, jis taip pat yra mažesnis ir lengvesnis nei jo ličio jonų akumuliatorius. Akumuliatoriaus dydis ir svoris yra reikšmingas trūkumas, todėl bipolinė versija yra geresnis pasirinkimas. Bipoliniai akumuliatorių elementai taip pat leidžia toje pačioje erdvėje sutalpinti 1,4 karto daugiau elementų.

Kitas reikšmingas skirtumas tarp šių dviejų akumuliatorių yra ličio jonų akumuliatorių įkrovimo greitis. Ličio jonų akumuliatoriai yra greitesni ir gali susidoroti su staigiais energijos poreikiais, o NiMH akumuliatoriai turi ilgesnį įkrovimo laiką. Tačiau abiejų tipų akumuliatoriai vis dar plačiai naudojami hibridiniuose automobiliuose ir įkraunamuose hibriduose. Nikelio-metalo hidrido akumuliatorius paprastai yra geresnis pasirinkimas hibridiniams automobiliams, nebent jie turi hibridinę pavaros sistemą.

Pastaraisiais metais daugelis hibridinių transporto priemonių gamintojų perėjo prie ličio jonų akumuliatorių. Jie perdirba šią medžiagą kaip vertingą žaliavą savo naujiems hibridinių automobilių varikliams. Tuo tarpu NiMH akumuliatorių gamintojas pradėjo tiekti automobilių gamintojui retųjų žemių metalus. Tai reiškia, kad jie pirmieji perdirba nikelio-metalo hidrido akumuliatorius. Tačiau jiems dar toli gražu nepavyks pasiekti galutinio akumuliatorių pramonės 100 procentų akumuliatorių perdirbimo tikslo.

Nikelio-metalo hidrido akumuliatorius taip pat yra ekologiškesnis nei ličio jonų akumuliatoriai. NiMH akumuliatoriaus energijos tankis yra maždaug 40 procentų mažesnis nei ličio jonų akumuliatoriaus. Didelė hibridinio automobilio baterija gali padėti sumažinti svorį ir galią, tačiau per sunki baterija padidins svorį. Ateityje automobilių pramonėje gali būti populiaresni kitų tipų akumuliatoriai.

Kai kurios automobilių kompanijos negamina pakankamai hibridinių automobilių. Tačiau hibridinių transporto priemonių paklausa auga. Akumuliatorius yra neatsiejama hibridinių automobilių pramonės dalis, todėl „Toyota“ stengiasi padidinti hibridinių automobilių pardavimus. Naujausia bendrovės investicija leis įsigyti 200 gigavatvalandžių akumuliatorių. Taigi, koks akumuliatorius yra geriausias hibridiniams automobiliams?

Ličio jonų

Ličio jonų akumuliatorių technologija vis dar tobulėja, tačiau kai kurie privalumai jau akivaizdūs. Pirmasis privalumas yra jų energijos ir svorio santykis. Mažesnis svoris taip pat reiškia geresnį valdymą, didesnį atstumą ir valdymą vingiuotuose keliuose. Ličio jonų akumuliatoriai dar kelerius metus netaps plačiai paplitę, tačiau jau įrodo savo vertę hibridiniuose automobiliuose. Štai keletas jų augančio populiarumo priežasčių.

Ličio jonų akumuliatorių blokas maitina elektros variklius. Jis lengvesnis nei švino rūgšties akumuliatorius ir tarnauja ilgiau. Naujoji technologija žada dar geresnį našumą. Ličio jonų akumuliatoriai taip pat montuojami hibridiniuose automobiliuose, įskaitant naująjį „Honda CR-V“. Jie yra esminė hibridinių automobilių ir elektrinių transporto priemonių dalis.

Dar vienas svarbus ličio jonų akumuliatorių technologijos privalumas yra greitas įkraunamumas. Ličio jonų akumuliatorius galima įkrauti per kelias valandas, o tai ypač patrauklu vairuotojams, kuriems rūpi jų poveikis aplinkai. Šie akumuliatoriai yra lengvi, perdirbami ir vien elektra gali nuvažiuoti iki 72 kilometrų. Jie taip pat turi papildomą privalumą – yra greitesni nei standartiniai hibridai.

Kalbant apie saugumą, hibridinės transporto priemonės yra tokios pat saugios kaip ir panašios benzininės transporto priemonės. Skirtingai nuo benzininių atitikmenų, hibridai avarijos atveju nekelia didelio pavojaus gelbėtojams ar keleiviams. Juos apsaugo metalinis korpusas, pasižymintis dideliu izoliacijos lygiu. „Toyota“ akumuliatorių blokus išdėsto šalia galinės ašies, kad jie būtų visiškai apsaugoti susidūrimo atveju. Hibridiniai automobiliai taip pat apgaubia savo akumuliatorių laidus ryškiai oranžine danga.

Nors ličio jonų akumuliatorių technologija vis dar vystosi, ji turi potencialo tapti gyvybiškai svarbia ateities energijos gamybos dalimi. Neseniai Aplinkos apsaugos agentūra (EPA) patvirtino 1,5 mlrd. USD dotaciją ličio jonų pramonei JAV plėtoti. Naujoji Europos Komisijos ličio žaliavų strategija siekia iki 2030 m. 18 kartų padidinti ličio tiekimą Europoje ir sumažinti priklausomybę nuo trečiųjų šalių.

Nors hibridinės transporto priemonės gali taupyti degalus, jos taip pat gali sumažinti anglies dioksido išmetimą. Hibridiniuose automobiliuose naudojami švino rūgšties akumuliatoriai pasižymi didžiausiu išmetamųjų teršalų kiekiu ir yra brangiausi. Šios toksiškos medžiagos taip pat yra sunkios ir sulėtina hibridinių automobilių veikimą. Siekdami sumažinti šią problemą, gamintojai dabar švino rūgšties akumuliatorius keičia nikelio-metalo hidrido akumuliatoriais. Taip pat yra skirtumų tarp švino rūgšties ir ličio jonų hibridinių akumuliatorių veikimo.

Nors kobalto ir ličio jonų baterijos tampa vis populiaresnės, kyla susirūpinimas dėl jų tiekimo tvarumo. Didelė geopolitinė kobalto ir ličio koncentracija bei spartus tiekimo grandinės didinimas sukėlė klausimų, kaip šias medžiagas galima gaminti tvariai. Tačiau visa tai yra tikėtina, atsižvelgiant į sparčią elektromobilių rinkos plėtrą. Šiuo metu šios technologijos suteikia pakankamai energijos hibridinėms transporto priemonėms.