Kako pravilno održavati akumulator hibridnog automobila

Hibridni automobili koriste električni pogon kako bi poboljšali ekonomičnost goriva i performanse. Međutim, hibridne baterije se s vremenom troše, kao i svaki drugi dio vozila, i možda će ih trebati zamijeniti.

Hibridne baterije smiju mijenjati samo obučeni stručnjaci. Rad s visokim razinama napona može uzrokovati ozljede ili nepopravljivo oštećenje vitalnih dijelova vozila.

Vrste baterija

Niz tipova hibridnih baterija pruža jasne prednosti, s NiMH (nikal-metal-hidridnim), litij-ionskim i olovno-kiselinskim baterijama među najčešće korištenim opcijama.

NiMH baterije obično traju 8-10 godina i relativno su pristupačne. One se mogu pohvaliti većom gustoćom energije od Li-Ion baterija, što znači da teže manje, a istovremeno pružaju više kapaciteta za pohranu energije. Nažalost, njihova pojačala za hladno pokretanje manja su od onih koja se mogu vidjeti s litij-ionskim baterijama, pa zauzimaju više mjesta u vašem vozilu.

Li-ionske baterije postale su glavni izbor u hibridnim vozilima zbog dugog vijeka trajanja, veće gustoće energije i bržeg punjenja od NiMH ćelija. Nadalje, Li-ioni mogu izdržati više ciklusa punjenja/pražnjenja bez problema s efektom pamćenja koji se obično javlja kod starijih NiMH ćelija.

Kako se tehnologija bude razvijala, proizvođači će vjerojatno koristiti različite tehnologije baterija u hibridnim vozilima kako bi zadovoljili preferencije potrošača – neki preferiraju električni motor zbog njegove učinkovitosti goriva, dok drugi daju prednost dometu i udobnosti.

Nedavni napredak u tehnologiji hibridnih baterija proizvodi značajnije, snažnije litij-ionske baterije, omogućujući veći kapacitet napajanja za hibridne modele. Ovaj omogućuje hibridnim automobilima da ostanu u punom električnom pogonu tijekom duljeg razdoblja bez vraćanja na rad plinskog motora.

Promjene u kemiji hibridnih baterija za optimizaciju omjera snage i težine postale su još jedan kritični napredak. Ovaj uključuje promjenu kolektora struje i debljine premaza. Hibridnim automobilima često su potrebni kratki naleti vršne snage u redovitim intervalima, što smanjuje potrebe za kapacitetom i poboljšava ukupnu izvedbu hibridnih baterija.

Posljednji aspekt koji treba zapamtiti kada razmatrate hibridne vrste baterija je njihov utjecaj na težinu i veličinu vozila. Idealno bi bilo da hibridni automobil bude što je moguće lakši kako bi se povećala ekonomičnost goriva i mogućnosti dometa; kako bi ispunili ovaj cilj, neki proizvođači koriste konfiguracije paralelnih hibridnih baterija u kojima manja električna baterija napaja kotače, dok veći plinski motor djeluje kao generator napajanja kada ne vozi automobil.

Litij-ionski

Hibridna električna vozila razlikuju se od čisto baterijskih električnih automobila po tome što koriste energiju iz oba izvora za nastavak vožnje, dok daju dovoljno vremena plinskom motoru da napuni baterije tijekom vožnje. Stoga, akumulatori hibridnih automobila moraju osigurati dovoljno energije pri nižim brzinama, dok motoru daju dovoljno vremena za punjenje između putovanja.

Potrebne su litij-ionske baterije dovoljne gustoće snage – definirane kao koliko električne energije baterija može pohraniti i osloboditi tijekom svog vijeka trajanja. Nikal-metal-hidridne (NiMH) baterije također mogu biti u širokoj upotrebi danas, iako njihova niža gustoća energije zahtijeva više održavanja u usporedbi s Li-ion ćelijama; redovita zamjena skupog sustava toplinske kontrole mogla bi spriječiti probleme s pregrijavanjem.

Li-ionske baterije koje se koriste u hibridnim vozilima imaju dvostruko veću snagu po kilogramu od NiMH baterija, omogućujući učinkovitije ubrzanje i usporavanje te bolju potrošnju goriva. Nadalje, litij-ionske baterije su manje osjetljive na učinak memorije, koji uzrokuje da stanice gube sposobnost punjenja ili postupnog pražnjenja tijekom vremena. U kombinaciji s električnim motorima za brzo punjenje/pražnjenje, to omogućuje veći okretni moment od tradicionalnih benzinskih motora.

Tehnologija baterija neprestano se razvija kako bi se povećala učinkovitost hibridnih automobila. Jedan primjer je litij-ionska baterija Saphion tvrtke Valence Technology, koja ima željezno-fosfatne katode koje omogućuju veći domet dok ostaju stabilne na višim naponima. U međuvremenu, istraživači istražuju metode za povećanje kapaciteta pohrane koristeći materijale poput ugljikovih nanožica, nanočestica silicija, superrešetkastih anoda i apsorpcijskih rashladnih sustava.

Smanjenje težine baterije još je jedan veliki izazov s kojim se današnji inženjeri suočavaju; trenutno čini jednu trećinu ukupnih troškova automobila, iznosi oko 30%. Inženjeri i ovdje napreduju, s nekoliko istaknutih tvrtki koje razvijaju alternative dizajnu litij-ionskih ćelija, poput Subaruovog prototipa G4e baterije, koristeći hlađenje tekućinom te aktivno i pasivno upravljanje toplinom kako bi se smanjila temperatura ćelije, a istovremeno ih značajno zaštitila od toplinskog bijega. Nadalje, istraživači istražuju anodne materijale kao što su silicijeve nanožice i nanočestice kositra, koji mogu udvostručiti gustoću energije dok istovremeno poboljšavaju sigurnost i nude bolje sigurnosne mjere.

Olovna kiselina

Kao vodeći proizvođač hibridnih automobila, Toyota nudi nekoliko modela opremljenih olovnim baterijama – sigurnijim alternativama litij-ionskim koje još uvijek pružaju izvrsnu ekonomičnost goriva i ekološki prihvatljivu vožnju. Međutim, nažalost, olovne baterije sadrže otrovne i korozivne kemikalije koje mogu izazvati zabrinutost za okoliš kada oni su raspoređeni – stoga je od vitalne važnosti da hibridne automobilske baterije biti redovno servisiran za produljeni vijek trajanja.

Olovne baterije sastoje se od dvije elektrode odvojene otopinom elektrolita i kemijski nabijene tijekom punjenja kako bi pretvorile olovni sulfat na negativnoj ploči u olovo i olovni oksid na pozitivnoj ploči; istovremeno, plinoviti vodik također se oslobađa kao nusprodukt ovog procesa, objašnjavajući zašto neke olovne baterije ispuštaju pare tijekom punjenja.

Dok vozi automobil, njegova baterija koristi elektrone s pozitivne ploče za napajanje električnih uređaja poput motora i radija. Jednom ispražnjen, međutim, the elektrolit se otapa u vodi, uzrokujući da njegova negativna ploča gubi elektrone, što rezultira povećanom razlikom potencijala (napona) koju električni uređaji koriste kao snagu.

Trajanje baterije ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući upotrebu i uvjete vožnje. Vožnja na ekstremno visokim ili niskim temperaturama ili pod velikim opterećenjem može pretjerano opteretiti baterije, ubrzavajući njihovu degeneraciju sa svakim ciklusom punjenja i pražnjenja. Redovito održavanje, kao što je provjera razine elektrolita ili čišćenje pomoćnog ventilatora, mogu produljiti životni vijek baterije i produljiti razdoblje njihove pohrane.

Dob igra vitalnu ulogu kada se razmatra zamjena baterije; unutarnja degradacija smanjuje životni vijek, što ukazuje na znakove da je možda vrijeme za zamjenu. Srećom, neki znakovi pokazuju kada bi to moglo biti potrebno.

Ovisno o uzroku kvara, popravak hibridnih baterija često je isplativiji od njihove zamjene. Međutim, zamjena bi mogla biti najbolja opcija ako je njihov očekivani životni vijek prošao ili je više ćelija ili modula oštećeno.

Održavanje

Hibridne baterije dizajnirane su za učinkovit rad bez potpunog pražnjenja, ali dugotrajno parkiranje može prirodno isprazniti njihovu napunjenost tijekom vremena. Kako biste zaštitili razinu napunjenosti baterije i izbjegli moguće probleme, vozite 20-30 minuta svaka dva tjedna i osigurajte da sustav može ponovno napuniti bateriju; plug-in hibridi mogu zahtijevati ponovno spajanje kako bi obnovili svoje rezerve energije.

Još jedan način da produžite životni vijek vašeg akumulator hibridnog automobila je izbjegavanje temperaturnih fluktuacija. Ove baterije rade učinkovitije unutar određenih temperaturnih raspona, tako da ih vožnja po ekstremnoj vrućini ili hladnoći može više oštetiti nego što utječe na motore s unutarnjim izgaranjem. Ako se vaš automobil često koristi, razmislite o kupnji pokrivača za baterije ili naknadnog rashladnog sustava kako biste zaštitili baterije od pregrijavanja.

Redoviti servis i održavanje vašeg hibrida također su bitni. Vaš mehaničar može pregledati bateriju i druge dijelove sustava u potrazi za problemima koji bi mogli utjecati na njegov životni vijek i, ako ih pronađe, poduzeti korektivne mjere kako bi ih riješili prije nego što postanu veliki problemi.

Prije odlaska na godišnji odmor ili duljeg razdoblja neaktivnosti pametno je osigurati bateriju je potpuno napunjen. Ovaj smanjit će rizik od potpunog gubitka napunjenosti i opterećenja ili skraćivanja životnog vijeka. Za duža putovanja, vožnja vašeg hibrida barem nekoliko minuta dnevno pomoći će u održavanju optimalne napunjenosti i produljiti njegov životni vijek.

Simptomi koji signaliziraju da bi vašoj hibridnoj bateriji mogao isteći životni vijek uključuju smanjenu potrošnju goriva, brzo pražnjenje baterije i električne fluktuacije tijekom vožnje. Posavjetujte se s korisničkim priručnikom ili se posavjetujte s mehaničarom za određene pokazatelje da je možda došlo vrijeme za zamjenu—to može uključivati nedostatak ekonomičnosti i električne fluktuacije tijekom vožnje.

Pretpostavimo da je vaša hibridna baterija dosegla kraj očekivanog životnog vijeka ili ima nekoliko oštećenih ćelija ili modula. U tom slučaju vjerojatno je potrebna potpuna zamjena – ali taj bi proces trebao biti relativno jeftin i brz.