Aký typ batérie sa používa v hybridných autách?

Aký typ batérie sa dnes používa v hybridných autách? Najbežnejšie typy sú kobaltioxidové, nikel-metalhydridové alebo lítium-iónové.

hydrid niklu a kovu

Táto batéria sa široko používa v hybridných automobiloch a mobilných telefónoch. Pôvodne sa používala v leteckom priemysle a má dlhú životnosť a primeranú špecifickú energiu a výkon. Hoci nie je taká odolná ako olovené batérie, je veľmi odolná voči zneužívaniu. Nikel-metalhydridová batéria však nie je náhradou za alkalickú batériu. Medzi jej nevýhody patrí vysoké samovybíjanie, teplo a obmedzená skladovacia kapacita.

Lítium-iónové a polymérové batérie používané v hybridných vozidlách sú do značnej miery bezpečné. Dvojročná záruka na hybridnú batériu od spoločnosti Toyota sa vzťahuje na všetky časti batérie počas 120 mesiacov alebo 150 000 míľ, pokiaľ ste ich nesprávne používali. Napriek tomu majú lítium-iónové a polymérové batérie podobnú životnosť a nie sú také spoľahlivé. Okrem toho je lítium-metalhydridová batéria oveľa ťažšia ako nikel-metalhydridová batéria, takže nie je taká odolná ako Ni-MH batérie.

Hoci je nikel-metalhydridová batéria menej výkonná ako lítium-iónové batérie, je tiež menšia a ľahšia ako jej lítium-iónový náprotivok. Veľkosť a hmotnosť batériového bloku predstavujú významnú nevýhodu, a preto je bipolárna verzia lepšou voľbou. Bipolárne batériové články tiež umožňujú vtesnať 1,4-krát viac článkov do rovnakého priestoru.

Ďalším významným rozdielom medzi nimi je rýchlosť nabíjania lítium-iónových batérií. Lítium-iónové batérie sú rýchlejšie a zvládnu náhle požiadavky na energiu, zatiaľ čo NiMH batérie majú dlhší čas nabíjania. Oba typy batérií sa však stále hojne používajú v hybridných automobiloch a plug-in hybridoch. Nikel-metalhydridová batéria je zvyčajne lepšou voľbou pre hybridné automobily, pokiaľ nie sú vybavené hybridným pohonom.

V posledných rokoch mnoho výrobcov hybridných vozidiel prešlo na lítium-iónové batérie. Tento materiál získavajú ako cennú surovinu pre svoje nové motory hybridných automobilov. Medzitým výrobca NiMH batérií začal automobilke dodávať kovy vzácnych zemín. Vďaka tomu sa stali prvými výrobcami, ktorí recyklujú nikel-metalhydridové batérie. Stále sú však ďaleko od konečného cieľa 100-percentnej recyklácie batérií v odvetví batérií.

Nikel-metalhydridová batéria je tiež ekologickejšia ako lítium-iónové batérie. Energetická hustota NiMH batérie je približne o 40 percent nižšia ako hustota lítium-iónovej batérie. Veľká batéria v hybridnom vozidle môže pomôcť s hmotnosťou a výkonom, ale príliš ťažká batéria hmotnosť zvýši. V budúcnosti môžu byť v automobilovom priemysle populárnejšie iné typy batérií.

Niektoré automobilky nevyrábajú dostatok hybridov. Dopyt po hybridných vozidlách však rastie. Batérie sú neoddeliteľnou súčasťou hybridného priemyslu a Toyota sa snaží zvýšiť svoj predaj hybridov. Najnovšia investícia spoločnosti povedie k dodávke batérií s kapacitou 200 gigawatthodín. Aká je teda najlepšia batéria pre hybridné vozidlá?

Lítium-iónová batéria

Technológia lítium-iónových batérií sa stále vyvíja, ale niektoré výhody sú zjavné. Prvou výhodou je ich pomer energie k hmotnosti. Nižšia hmotnosť sa tiež premieta do lepšej ovládateľnosti, väčšieho dojazdu a ovládateľnosti v kľukatých zákrutách. Lítium-iónové batérie majú ešte len pár rokov od toho, aby sa stali bežnými, ale v aplikáciách hybridných automobilov sa osvedčili. Tu je niekoľko dôvodov ich rastúcej popularity.

Lítium-iónová batéria napája elektromotory. Je ľahšia ako olovená batéria a vydrží dlhšie. Nová technológia sľubuje ešte lepší výkon. Lítium-iónové batérie sú dostupné aj v hybridných modeloch automobilov vrátane nového modelu Honda CR-V. Sú neoddeliteľnou súčasťou hybridných automobilov a elektrických vozidiel.

Ďalšou veľkou výhodou technológie lítium-iónových batérií je jej rýchle nabíjanie. Lítium-iónové batérie sa dajú nabiť za niekoľko hodín, čo je obzvlášť atraktívne pre vodičov, ktorým záleží na ich environmentálnej stope. Tieto batérie sú ľahké, recyklovateľné a na elektrinu vydržia až 72 kilometrov. Majú tiež výhodu, že sú rýchlejšie ako štandardné hybridy.

Pokiaľ ide o bezpečnosť, hybridné vozidlá sú rovnako bezpečné ako porovnateľné vozidlá na benzín. Na rozdiel od svojich benzínových náprotivkov nepredstavujú hybridy pri nehode významný problém pre záchranárov ani cestujúcich. Chráni ich kovový kryt a má vysokú úroveň izolácie. Toyota umiestňuje batériové bloky v blízkosti zadnej nápravy, aby zabezpečila ich úplnú ochranu v prípade kolízie. Hybridy tiež chránia káble batérií v jasne oranžovom plášti.

Hoci sa technológia lítium-iónových batérií stále vyvíja, má potenciál stať sa dôležitou súčasťou budúcnosti výroby energie. Agentúra EPA nedávno schválila grant vo výške 1,5 miliardy rupií na pomoc rozvoju lítium-iónového priemyslu v USA. Nová stratégia Európskej komisie pre lítiové suroviny má za cieľ do roku 2030 zvýšiť dodávky lítia v Európe 18-násobne a znížiť závislosť od tretích krajín.

Hybridné vozidlá síce dokážu ušetriť palivo, ale zároveň znižujú emisie uhlíka. Olovené batérie používané v hybridných automobiloch majú najvyššiu úroveň emisií a sú najdrahšie. Tieto toxické materiály sú tiež ťažké a spomaľujú výkon hybridných automobilov. Aby sa tento problém minimalizoval, výrobcovia teraz nahrádzajú olovené batérie nikel-metalhydridovými batériami. Existujú aj rozdiely vo výkone medzi olovenými a lítium-iónovými hybridnými batériami.

Hoci kobaltové a lítium-iónové batérie sú čoraz populárnejšie, objavili sa obavy o udržateľnosť ich dodávok. Vysoká geopolitická koncentrácia kobaltu a lítia a rýchle rozširovanie dodávateľského reťazca viedli k otázkam o tom, ako sa tieto materiály dajú vyrábať udržateľne. To všetko sa však dá očakávať vzhľadom na rýchly rozvoj trhu s elektromobilmi. Zatiaľ tieto technológie poskytujú dostatok energie pre hybridné vozidlá.