Jaki typ akumulatora jest używany w samochodach hybrydowych?

Jaki rodzaj baterii jest obecnie używany w samochodach hybrydowych? Najpowszechniejszymi typami są dwutlenek kobaltu, wodorek niklu i jonów litu.

Wodorek niklu

Ta bateria jest szeroko stosowana w samochodach hybrydowych i telefonach komórkowych. Pierwotnie stosowany w zastosowaniach lotniczych, ma długą żywotność i rozsądne określone możliwości energetyczne i mocy. Chociaż nie jest tak trwały jak akumulatory kwasowo-ołowiowe, jest wysoce odporny na nadużycia. Jednak bateria niklowo-metalowo-wodorkowa nie zastępuje baterii alkalicznej. Jego wady to wysoki poziom samorozładowania, ciepła i ograniczona pojemność magazynowania.

Akumulatory litowo-jonowe i polimerowe stosowane w pojazdach hybrydowych są w dużej mierze bezpieczne w użyciu. Dwuletnia gwarancja na akumulator hybrydowy Toyota obejmuje wszystkie części akumulatora przez 120 miesięcy lub 150 000 mil, chyba że nadużyłeś ich. Niemniej jednak akumulatory litowo-jonowe i polimerowe mają podobną żywotność i nie są tak niezawodne. Ponadto akumulator litowo-metalowo-wodorkowy jest znacznie cięższy niż akumulator niklowo-wodorkowy, więc nie jest tak trwały jak akumulatory Ni-MH.

Chociaż akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy nie jest tak wydajny jak akumulatory litowo-jonowe, jest również mniejszy i lżejszy niż jego odpowiednik litowo-jonowy. Poważną wadą są rozmiar i waga akumulatora, dlatego wersja bipolarna jest lepszym rozwiązaniem. Baterie bipolarne umożliwiają również umieszczenie 1,4 razy więcej ogniw w tej samej przestrzeni.

Kolejną istotną różnicą między nimi jest szybkość ładowania akumulatorów litowo-jonowych. Akumulatory litowo-jonowe są szybsze i radzą sobie z nagłym zapotrzebowaniem na energię, podczas gdy akumulatory NiMH mają dłuższy czas ładowania. Jednak oba typy akumulatorów są nadal szeroko stosowane w samochodach hybrydowych i hybrydach typu plug-in. Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy jest zwykle lepszym wyborem dla samochodów hybrydowych, chyba że są one wyposażone w hybrydowy układ napędowy.

W ostatnich latach wielu producentów pojazdów hybrydowych przeszło na akumulatory litowo-jonowe. Odzyskują ten materiał jako cenny surowiec do swoich nowych silników samochodów hybrydowych. W międzyczasie producent akumulatora NiMH zaczął zaopatrywać producenta samochodów w metale ziem rzadkich. To czyni je pierwszymi, które poddają recyklingowi akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe. Jednak nadal daleko im do ostatecznego celu przemysłu baterii, jakim jest 100-procentowy recykling baterii.

Akumulator niklowo-wodorkowy jest również bardziej przyjazny dla środowiska niż akumulatory litowo-jonowe. Gęstość energii akumulatora NiMH jest o około 40 procent niższa niż akumulatora litowo-jonowego. Duży akumulator w pojeździe hybrydowym może pomóc w utrzymaniu masy i mocy, ale zbyt ciężki akumulator zwiększy wagę. W przyszłości inne rodzaje akumulatorów mogą być bardziej popularne w branży motoryzacyjnej.

Niektóre firmy samochodowe nie wydają wystarczającej liczby hybryd. Ale widać wyraźnie, że popyt na pojazdy hybrydowe rośnie. Ta bateria jest ważną częścią przemysłu hybrydowego, a Toyota stara się zwiększyć sprzedaż hybryd. Najnowsza inwestycja firmy zapewni zasilanie bateryjne o mocy 200 gigawatogodzin. Jaki jest więc najlepszy akumulator do zastosowania w pojazdach hybrydowych?

Litowo-jonowa

Technologia akumulatorów litowo-jonowych wciąż ewoluuje, ale widoczne są pewne korzyści. Pierwszą korzyścią jest ich stosunek energii do masy. Niższa waga przekłada się również na lepsze prowadzenie, większy zasięg i lepsze prowadzenie na zakrętach. Akumulatory litowo-jonowe są jeszcze kilka lat od wejścia do głównego nurtu, ale sprawdzają się w zastosowaniach samochodów hybrydowych. Oto kilka powodów ich rosnącej popularności.

Akumulator litowo-jonowy zasila silniki elektryczne. Jest lżejszy niż akumulator kwasowo-ołowiowy i działa dłużej. Nowa technologia obiecuje jeszcze lepszą wydajność. Akumulatory litowo-jonowe są również dostępne w modelach samochodów hybrydowych, w tym w nowej Hondzie CR-V. Akumulatory litowo-jonowe są ważną częścią samochodów hybrydowych i pojazdów elektrycznych.

Kolejną ważną zaletą technologii akumulatorów litowo-jonowych jest możliwość szybkiego ładowania. Akumulatory litowo-jonowe można naładować w kilka godzin. Ta funkcja jest szczególnie atrakcyjna dla kierowców, którzy dbają o swój wpływ na środowisko. Te baterie są lekkie, nadają się do recyklingu i mogą wytrzymać do 45 mil na samej energii elektrycznej. Dodatkową zaletą akumulatorów litowo-jonowych jest to, że są szybsze niż standardowe hybrydy.

Pod względem bezpieczeństwa pojazdy hybrydowe mają tyle samo bezpieczeństwa, co porównywalne pojazdy na gaz. W przeciwieństwie do swoich napędzanych gazem odpowiedników, hybrydy nie stanowią większego problemu dla ratowników lub pasażerów w wypadku. Są chronione metalową obudową i mają wysoki poziom izolacji. Toyota umieszcza akumulatory w pobliżu tylnej osi, aby upewnić się, że są w pełni chronione w przypadku kolizji. Hybrydy również owijają swoje kable akumulatorów jasnopomarańczową powłoką.

Chociaż technologia akumulatorów litowo-jonowych wciąż ewoluuje, ma potencjał, aby stać się istotną częścią przyszłości produkcji energii. Agencja Ochrony Środowiska zatwierdziła niedawno dotację w wysokości $1,5 miliarda na pomoc w rozwoju przemysłu litowo-jonowego w USA. Nowa strategia Komisji Europejskiej w zakresie surowców litowych ma na celu 18-krotne zwiększenie podaży litu w Europie do 2030 r. i zmniejszenie zależności od krajów trzecich.

Chociaż pojazdy hybrydowe mogą oszczędzać paliwo, mogą również zmniejszyć emisje dwutlenku węgla. Akumulatory kwasowo-ołowiowe stosowane w samochodach hybrydowych mają najwyższy poziom emisji i są najdroższe. Te toksyczne materiały są również ciężkie i spowalniają osiągi samochodów hybrydowych. Aby zminimalizować ten problem, producenci wymieniają obecnie akumulatory kwasowo-ołowiowe na akumulatory niklowo-wodorkowe. Istnieją również różnice w wydajności między akumulatorami hybrydowymi kwasowo-ołowiowymi i litowo-jonowymi.

Podczas gdy baterie kobaltowe i litowo-jonowe stają się coraz bardziej popularne, pojawiły się obawy dotyczące trwałości ich dostaw. Wysokie geopolityczne stężenia kobaltu i litu oraz szybki rozwój łańcucha dostaw doprowadziły do pytań o to, jak materiały mogą być produkowane w sposób zrównoważony. Ale to wszystko jest zgodne z szybkim rozwojem rynku EV. Na razie te technologie zapewniają wystarczającą ilość energii dla pojazdów hybrydowych.