Kāda veida akumulators tiek izmantots hibrīdautomašīnās?

Kāda veida akumulatori mūsdienās tiek izmantoti hibrīdautomašīnās? Visizplatītākie veidi ir kobalta dioksīda, niķeļa-metāla hidrīda vai litija jonu akumulatori.

Niķeļa-metāla hidrīds

Šo akumulatoru plaši izmanto hibrīdautomašīnās un mobilajos tālruņos. Sākotnēji to izmantoja kosmosa lietojumos, un tam ir ilgs kalpošanas laiks un pieņemamas īpatnējās enerģijas un jaudas iespējas. Lai gan tas nav tik izturīgs kā svina-skābes akumulatori, tas ir ļoti izturīgs pret ļaunprātīgu izmantošanu. Tomēr niķeļa-metāla hidrīda akumulators nav sārma akumulatora aizvietotājs. Tā trūkumi ietver augstu pašizlādi, karstumu un ierobežotu uzglabāšanas jaudu.

Hibrīdautomobiļos izmantotie litija jonu un polimēru akumulatori lielākoties ir droši. Toyota hibrīda akumulatora divu gadu garantija attiecas uz visām akumulatora detaļām 120 mēnešus vai 150 000 jūdzes, ja vien tie nav tikuši nepareizi izmantoti. Tomēr litija jonu un polimēru akumulatoriem ir līdzīgs kalpošanas laiks, un tie nav tik uzticami. Turklāt litija metāla hidrīda akumulators ir daudz smagāks nekā niķeļa metāla hidrīda akumulators, tāpēc tie nav tik izturīgi kā Ni-MH akumulatori.

Lai gan niķeļa-metāla hidrīda akumulators ir mazāk jaudīgs nekā litija jonu akumulatori, tas ir arī mazāks un vieglāks nekā tā litija jonu analogs. Akumulatora bloka izmērs un svars ir būtisks trūkums, tāpēc bipolārā versija ir labāka izvēle. Bipolārie akumulatora elementi ļauj tajā pašā telpā ievietot 1,4 reizes vairāk elementu.

Vēl viena būtiska atšķirība starp abiem ir litija jonu akumulatoru uzlādes ātrums. Litija jonu akumulatori ir ātrāki un var tikt galā ar pēkšņām jaudas prasībām, savukārt NiMH akumulatoriem ir ilgāks uzlādes laiks. Tomēr abu veidu akumulatori joprojām tiek plaši izmantoti hibrīdautomašīnās un spraudkontakta hibrīdautomašīnās. Niķeļa-metāla hidrīda akumulators parasti ir labāka izvēle hibrīdautomašīnām, ja vien tās nav aprīkotas ar hibrīda spēka piedziņu.

Pēdējos gados daudzi hibrīdautomobiļu ražotāji ir pārgājuši uz litija jonu akumulatoriem. Viņi pārstrādā šo materiālu kā vērtīgu izejvielu saviem jaunajiem hibrīdautomobiļu motoriem. Tikmēr NiMH akumulatora ražotājs ir sācis piegādāt autoražotājam retzemju metālus. Tas padara viņus par pirmajiem, kas pārstrādā niķeļa-metāla hidrīda akumulatorus. Tomēr viņi joprojām ir tālu no akumulatoru nozares galīgā 100% akumulatoru pārstrādes mērķa.

Niķeļa-metāla hidrīda akumulators ir arī videi draudzīgāks nekā litija jonu akumulatori. NiMH akumulatora enerģijas blīvums ir aptuveni par 40 procentiem mazāks nekā litija jonu akumulatoram. Liels akumulators hibrīdautomobilī var palīdzēt ar svaru un jaudu, bet pārāk smags akumulators palielinās svaru. Nākotnē autobūves nozarē varētu kļūt populārāki cita veida akumulatori.

Daži automašīnu ražotāji neražo pietiekami daudz hibrīdautomobiļu. Tomēr pieprasījums pēc hibrīdautomobiļiem pieaug. Akumulators ir neatņemama hibrīdautomobiļu nozares sastāvdaļa, un Toyota cenšas palielināt savu hibrīdautomobiļu pārdošanas apjomus. Uzņēmuma jaunākās investīcijas nodrošinās 200 gigavatstundu akumulatora piegādi. Tātad, kāds ir labākais akumulators hibrīdautomobiļiem?

Litija jonu akumulators

Litija jonu akumulatoru tehnoloģija joprojām attīstās, taču dažas priekšrocības ir acīmredzamas. Pirmā priekšrocība ir to enerģijas un svara attiecība. Mazāks svars nozīmē arī labāku vadāmību, lielāku nobraucamo attālumu un vadāmību līkumojot. Litija jonu akumulatori vēl ir dažus gadus veci, lai kļūtu par plaši izplatītiem, taču tie jau pierāda savu popularitāti hibrīdautomobiļu lietojumos. Šeit ir daži iemesli to pieaugošajai popularitātei.

Litija jonu akumulatoru bloks darbina elektromotorus. Tas ir vieglāks nekā svina-skābes akumulators un kalpo ilgāk. Jaunā tehnoloģija sola vēl labāku veiktspēju. Litija jonu akumulatori ir pieejami arī hibrīdautomobiļu modeļos, tostarp jaunajā Honda CR-V. Tie ir būtiska hibrīdautomobiļu un elektrotransportlīdzekļu sastāvdaļa.

Vēl viena būtiska litija jonu akumulatoru tehnoloģijas priekšrocība ir to ātrā uzlādējamība. Litija jonu akumulatorus var uzlādēt dažu stundu laikā, kas ir īpaši pievilcīgi autovadītājiem, kuriem rūp sava ietekme uz vidi. Šie akumulatori ir viegli, pārstrādājami un var nobraukt līdz pat 72 kilometriem tikai ar elektrību. Tiem ir arī papildu priekšrocība – tie ir ātrāki nekā standarta hibrīdautomobiļi.

Drošības ziņā hibrīdautomobiļi ir tikpat droši kā salīdzināmi benzīna transportlīdzekļi. Atšķirībā no benzīna dzinējiem, hibrīdautomobiļi avārijas gadījumā nerada būtiskas bažas glābējiem vai pasažieriem. Tos aizsargā metāla korpuss, kam ir augsts izolācijas līmenis. Toyota novieto akumulatoru blokus aizmugurējās ass tuvumā, lai nodrošinātu to pilnīgu aizsardzību sadursmes gadījumā. Hibrīdi arī apsedz savus akumulatora kabeļus ar spilgti oranžu apšuvumu.

Lai gan litija jonu akumulatoru tehnoloģija joprojām attīstās, tai ir potenciāls kļūt par būtisku enerģijas ražošanas nākotnes sastāvdaļu. EPA nesen apstiprināja $ 1,5 miljardu dotāciju, lai palīdzētu attīstīt litija jonu akumulatoru nozari ASV. Eiropas Komisijas jaunā litija izejvielu stratēģija ir paredzēta, lai līdz 2030. gadam palielinātu litija piegādi Eiropā 18 reizes un samazinātu atkarību no trešajām valstīm.

Lai gan hibrīdautomobiļi var ietaupīt degvielu, tie var arī samazināt oglekļa emisijas. Hibrīdautomašīnās izmantotajiem svina-skābes akumulatoriem ir visaugstākais emisiju līmenis, un tie ir visdārgākie. Šie toksiskie materiāli ir arī smagi un palēnina hibrīdautomobiļu darbību. Lai mazinātu šo problēmu, ražotāji tagad aizstāj svina-skābes akumulatorus ar niķeļa-metāla hidrīda akumulatoriem. Pastāv arī atšķirības veiktspējā starp svina-skābes un litija jonu hibrīda akumulatoriem.

Lai gan kobalta un litija jonu akumulatori kļūst arvien populārāki, ir radušās bažas par to piegādes ilgtspējību. Augsta kobalta un litija ģeopolitiskā koncentrācija un strauja piegādes ķēdes palielināšana ir radījusi jautājumus par to, kā šos materiālus var ražot ilgtspējīgi. Taču tas viss ir sagaidāms, ņemot vērā elektrotransportlīdzekļu tirgus straujo attīstību. Pagaidām šīs tehnoloģijas nodrošina pietiekamu enerģiju hibrīdautomobiļiem.