Milyen típusú akkumulátort használnak a 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. Eredetileg repülőgépipari alkalmazásokban használták, hosszú élettartammal és ésszerű fajlagos energia- és teljesítményképességekkel rendelkezik. Bár nem olyan tartós, mint az ólom-savas akkumulátorok, nagyon jól tűri a visszaéléseket. A nikkel-fémhidrid akkumulátor azonban nem helyettesíti az alkáli elemet. Hátrányai közé tartozik a nagy önkisülés, a hő és a korlátozott tárolókapacitás.

A hibrid járművekben használt lítium-ion és polimer akkumulátorok nagyrészt biztonságosak. A kétéves Toyota hibridakkumulátor-garancia 120 hónapig vagy 150 000 mérföldig minden akkumulátor-alkatrészre vonatkozik, hacsak természetesen nem élt vissza velük. Ennek ellenére a lítium-ion és polimer akkumulátorok élettartama hasonló, és nem olyan megbízhatóak. Ezenkívül a lítium-fém-hidrid akkumulátor sokkal nehezebb, mint a nikkel-fém-hidrid akkumulátor, így nem olyan tartósak, mint a Ni-MH akkumulátorok.

Bár a nikkel-fém-hidrid akkumulátor nem olyan erős, mint a lítium-ion akkumulátorok, kisebb és könnyebb is, mint lítium-ion megfelelője. Az akkumulátor mérete és súlya komoly hátrányt jelent, ezért a bipoláris változat jobb választás. A bipoláris akkumulátorcellák 1,4-szer több cellát is lehetővé tesznek ugyanabban a térben.

A másik jelentős különbség a kettő között a lítium-ion akkumulátorok töltési sebessége. A Li-ion akkumulátorok gyorsabbak és képesek kezelni a hirtelen energiaigényeket, míg a NiMH akkumulátorok töltési ideje hosszabb. Mindazonáltal mindkét típusú akkumulátort továbbra is széles körben használják a hibrid autókban és a konnektorról tölthető hibridekben. A nikkel-fém-hidrid akkumulátor általában jobb választás hibrid autókhoz, hacsak nincsenek hibrid hajtáslánccal felszerelve.

Az elmúlt években számos hibrid járműgyártó tért át lítium-ion akkumulátorokra. Új hibrid autóik motorjaik számára értékes nyersanyagként hasznosítják ezt az anyagot. Időközben a NiMH akkumulátor gyártója megkezdte az autógyártó ritkaföldfémek ellátását. Ezzel ők az elsők, akik újrahasznosítják a nikkel-fém-hidrid akkumulátorokat. Azonban még mindig nagyon messze vannak az akkumulátoripar 100 százalékos újrahasznosítási céljától.

A nikkel-fém-hidrid akkumulátor környezetbarátabb is, mint a lítium-ion akkumulátorok. A NiMH akkumulátor energiasűrűsége körülbelül 40 százalékkal alacsonyabb, mint a lítium-ion akkumulátoré. Egy hibrid járműben lévő nagy akkumulátor növelheti a súlyt és a teljesítményt, de a túl nehéz akkumulátor növeli a súlyt. A jövőben más típusú akkumulátorok népszerűbbek lehetnek az autóiparban.

Néhány autógyártó cég nem ad ki elegendő hibridet. De nyilvánvaló, hogy a hibrid járművek iránti kereslet növekszik. Ez az akkumulátor a hibridipar fontos része, és a Toyota erőfeszítéseket tesz a hibridek értékesítésének növelésére. A cég legújabb beruházása 200 gigawattórás akkumulátor-ellátást eredményez. Tehát mi a legjobb akkumulátor a hibrid járművekhez?

Lítium-ion

A lítium-ion akkumulátorok mögötti technológia még mindig fejlődik, de bizonyos előnyök nyilvánvalóak. Az első előny az energia/tömeg arány. A kisebb súly jobb kezelhetőséget, nagyobb hatótávolságot és jobb kezelhetőséget is jelent a kanyargós területeken. A lítium-ion akkumulátorok még néhány évre vannak attól, hogy általánossá váljanak, de a hibridautó-alkalmazásokban már bebizonyították magukat. Íme néhány oka növekvő népszerűségüknek.

Egy lítium-ion akkumulátor tölti fel 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, köztük az új Honda CR-V-ben. A lítium-ion akkumulátorok fontos részét képezik a hibrid autóknak és az elektromos járműveknek.

A lítium-ion akkumulátor technológia másik nagy előnye a gyors újratölthetőség. A lítium-ion akkumulátorok néhány óra alatt újratölthetők. Ez a funkció különösen vonzó azoknak a vezetőknek, akik törődnek a környezeti lábnyomukkal. Ezek az akkumulátorok könnyűek, újrahasznosíthatók, és akár 45 mérföldet is kibírnak csak elektromos árammal. A lítium-ion akkumulátorok további előnye, hogy gyorsabbak, mint a hagyományos hibridek.

Biztonsági szempontból a hibrid járművek ugyanolyan biztonsággal rendelkeznek, mint a hasonló gázüzemű járművek. Gázüzemű társaikkal ellentétben a hibridek nem okoznak komoly gondot a mentésben résztvevőknek vagy az utasoknak egy balesetben. Fém tok védi őket, és magas szintű szigeteléssel rendelkeznek. A Toyota a hátsó tengely közelében helyezi el az akkumulátorokat, hogy megbizonyosodjon arról, hogy ütközéskor teljesen védettek. A hibridek akkumulátorkábeleiket is élénk narancssárga burkolatba burkolják.

Miközben a lítium-ion akkumulátorok mögött meghúzódó technológia még mindig fejlődik, megvan a lehetőség, hogy a jövő energiatermelésének létfontosságú részévé váljon. Az EPA a közelmúltban jóváhagyott egy $1,5 milliárd összegű támogatást a lítium-ion ipar fejlesztésének elősegítésére az Egyesült Államokban. Az Európai Bizottság új lítium-nyersanyag-stratégiájának célja, hogy 2030-ig 18-szorosára növelje az európai lítiumellátást, 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.