Ako správne udržiavať batériu hybridného auta

Hybridné autá využívajú elektrickú hnaciu sústavu na zvýšenie spotreby paliva a výkonu. Hybridné batérie sa však časom opotrebúvajú, ako každá súčiastka vozidla, a možno bude potrebné ich vymeniť.

Len vyškolení odborníci by sa mali pokúšať o výmenu hybridných batérií. Práca s vysokým napätím môže spôsobiť zranenie alebo neopraviteľné poškodenie životne dôležitých komponentov vozidla.

Typy batérií

Rad typov hybridných batérií poskytuje výrazné výhody, pričom medzi najpoužívanejšie možnosti patria NiMH (Nickel Metal Hydride), Lítium-iónové a oloveno-kyselinové batérie.

Batérie NiMH zvyčajne vydržia 8-10 rokov a sú relatívne cenovo dostupné. Môžu sa pochváliť vyššou hustotou energie ako Li-Ion batérie, čo znamená, že vážia menej a zároveň poskytujú väčšiu kapacitu na ukladanie energie. Bohužiaľ, ich zosilňovače pri štartovaní za studena sú menšie ako tie, ktoré sa vyskytujú pri lítium-iónových batériách, a zaberajú viac miesta vo vašom vozidle.

Lítium-iónové batérie sa stali preferovanou voľbou v hybridných vozidlách kvôli ich dlhej životnosti, vyššej hustote energie a rýchlejšej rýchlosti nabíjania ako články NiMH. Li-ióny navyše vydržia viac cyklov nabíjania/vybíjania bez problémov s pamäťovým efektom, ktoré sa bežne vyskytujú u starších článkov NiMH.

Ako sa technológia vyvíja, výrobcovia budú pravdepodobne využívať rôzne technológie batérií v hybridných vozidlách, aby splnili preferencie spotrebiteľov – niektorí uprednostňujú elektromotor pre jeho palivovú úspornosť, zatiaľ čo iní uprednostňujú dojazd a pohodlie.

Nedávne pokroky v technológii hybridných batérií produkujú významnejšie a výkonnejšie lítium-iónové batérie, ktoré umožňujú vyššiu kapacitu pre hybridné modely. Toto umožňuje hybridným autám zostať v režime plne elektrického pohonu po dlhú dobu bez toho, aby sa museli vrátiť k prevádzke s plynovým motorom.

Zmeny v chémii hybridných batérií na optimalizáciu pomeru výkonu a hmotnosti sa stali ďalším kritickým pokrokom. Toto zahŕňa zmenu zberača prúdu a hrúbky povlaku. Hybridné autá často potrebujú krátke dávky špičkového výkonu v pravidelných intervaloch, čo znižuje potrebu kapacity a zvyšuje celkový výkon hybridných batérií.

Posledným aspektom, ktorý treba pamätať pri zvažovaní typov hybridných batérií, je ich vplyv na hmotnosť a veľkosť vozidla. Hybridný automobil by mal byť v ideálnom prípade čo najľahší, aby sa maximalizovala spotreba paliva a dojazd; na splnenie tohto cieľa niektorí výrobcovia používajú konfigurácie paralelných hybridných batérií, v ktorých menšia elektrická batéria poháňa kolesá, zatiaľ čo väčší plynový motor funguje ako zdroj energie generátora, keď vozidlo nejazdí.

Lítium-iónové

Hybridné elektrické vozidlá sa líšia od čisto batériových elektromobilov tým, že na udržanie jazdy využívajú energiu z oboch zdrojov, pričom plynovému motoru poskytujú dostatok času na dobitie batérií počas jazdy. Hybridné autobatérie preto musia poskytnúť dostatok energie pri nižších rýchlostiach a zároveň poskytnúť ich motoru dostatok času na dobitie medzi jazdami.

Potrebné sú lítium-iónové batérie s dostatočnou hustotou výkonu – definovanou ako množstvo elektriny, ktoré dokáže batéria uložiť a uvoľniť počas svojej životnosti. Môžu to byť aj nikel-metal hydridové (NiMH) batérie byť široko používaný dnes, hoci ich nižšia energetická hustota si vyžaduje väčšiu údržbu v porovnaní s lítium-iónovými článkami; Pravidelná výmena drahého tepelného riadiaceho systému by mohla zabrániť vzniku problémov s prehrievaním.

Lítium-iónové batérie používané v hybridných vozidlách sa pýšia dvojnásobným výkonom na kilogram ako batérie NiMH, čím poskytujú efektívnejšie zrýchlenie a spomaľovanie a lepšiu spotrebu paliva. Li-ion batérie sú navyše menej náchylné na pamäťový efekt, ktorý spôsobuje, že články postupne strácajú schopnosť nabíjania alebo vybíjania. V kombinácii s rýchlonabíjacími/vybíjacími elektromotormi to umožňuje vyšší krútiaci moment ako tradičné benzínové motory.

Technológia batérií sa neustále vyvíja, aby sa zvýšila účinnosť hybridných automobilov. Jedným z príkladov je lítium-iónová batéria Saphion od Valence Technology, ktorá obsahuje železo-fosfátové katódy, ktoré umožňujú zvýšený dosah a zároveň zostávajú stabilné pri vyšších napätiach. Medzitým výskumníci skúmajú metódy na zvýšenie skladovacích kapacít pomocou materiálov, ako sú uhlíkové nanovlákna, kremíkové nanočastice, supermriežkové anódy a absorpčné chladiace systémy.

Zníženie hmotnosti batérie je ďalšou veľkou výzvou, ktorej dnes inžinieri čelia; v súčasnosti predstavuje jednu tretinu celkových nákladov na auto, predstavuje približne 301 TP3T. Inžinieri robia pokroky aj tu, s niekoľkými významnými spoločnosťami, ktoré vyvíjajú alternatívy k dizajnu lítium-iónových článkov, ako je prototyp batérie Subaru G4e, využívajúci chladenie kvapalinou a aktívny a pasívny tepelný manažment na zníženie teploty článkov a zároveň ich výrazne chráni pred tepelným únikom. Okrem toho výskumníci skúmajú anódové materiály, ako sú kremíkové nanodrôty a nanočastice cínu, ktoré môžu zdvojnásobiť hustotu energie a zároveň zlepšiť bezpečnosť a ponúknuť lepšie bezpečnostné opatrenia.

Olovená kyselina

Ako popredný výrobca hybridných automobilov ponúka Toyota niekoľko modelov vybavených olovenými batériami – bezpečnejšími alternatívami k lítium-iónovým, ktoré stále poskytujú vynikajúcu spotrebu paliva a ekologické jazdné vlastnosti. Bohužiaľ, olovené batérie obsahujú toxické a korozívne chemikálie, ktoré môžu predstavovať environmentálne problémy sú disponovaní – preto je životne dôležité, aby batérie hybridných automobilov byť pravidelne servisovaný pre predĺženú životnosť.

Olovené batérie pozostávajú z dvoch elektród oddelených roztokom elektrolytu a chemicky nabíjaných počas nabíjania, aby sa síran olovnatý na ich zápornej doske premenil na olovo a oxid olovnatý na kladnej doske; súčasne sa ako vedľajší produkt tohto procesu uvoľňuje aj plynný vodík, čo vysvetľuje, prečo niektoré olovené batérie vypúšťajú počas nabíjania výpary.

Pri riadení auta jeho batéria využíva elektróny z kladnej platne na napájanie elektrických zariadení, ako je motor a rádio. Po vybití, však, elektrolyt sa rozpúšťa vo vode, čo spôsobuje, že jeho záporná platňa stráca elektróny, čo vedie k zvýšenému rozdielu potenciálu (napätiu), ktoré elektrické zariadenia používajú ako energiu.

Výdrž batérie závisí od niekoľkých faktorov vrátane používania a jazdných podmienok. Jazda v extrémne horúcich alebo nízkych teplotách alebo pri veľkom zaťažení môže neprimerane zaťažiť batérie a urýchliť ich degeneráciu s každým cyklom nabíjania a vybíjania. Pravidelná údržba, ako je kontrola hladiny elektrolytu alebo čistenie pomocného ventilátora, môže predĺžiť životnosť batérie a predĺžiť dobu ich skladovania.

Vek zohráva pri zvažovaní výmeny batérie zásadnú úlohu; vnútorná degradácia skracuje životnosť, čo vyvoláva známky toho, že je čas na výmenu. Našťastie niektoré znaky naznačujú, kedy to môže byť potrebné.

V závislosti od príčiny poruchy je oprava hybridných batérií často nákladovo efektívnejšia ako ich výmena. Výmena však môže byť najlepšou voľbou, ak ich predpokladaná životnosť uplynula alebo došlo k poškodeniu viacerých článkov alebo modulov.

Údržba

Hybridné batérie sú navrhnuté tak, aby fungovali efektívne bez úplného vybitia, no pri dlhšom parkovaní sa môže časom prirodzene vybiť. Aby ste ochránili úroveň nabitia batérie a predišli potenciálnym problémom, jazdite každé dva týždne na 20-30 minút a uistite sa, že systém dokáže batériu dobiť; plug-in hybridy môžu vyžadovať opätovné pripojenie, aby sa doplnili zásoby energie.

Ďalší spôsob, ako si predĺžiť životnosť hybridná autobatéria je zabrániť kolísaniu teploty. Tieto batérie fungujú efektívnejšie v určitých teplotných rozsahoch, takže jazda v extrémnych horúčavách alebo mrazoch ich môže viac poškodiť, než postihnúť spaľovacie motory. Ak sa vaše auto často používa, zvážte nákup prikrývky na batérie alebo chladiaceho systému s náhradnými dielmi, aby ste chránili batérie pred prehriatím.

Nevyhnutný je aj pravidelný servis a údržba vášho hybridu. Váš mechanik môže skontrolovať batériu a ďalšie časti systému, či nevykazujú problémy, ktoré by mohli ovplyvniť jej životnosť, a ak sa nejaké nájdu, podnikne nápravné opatrenia na ich vyriešenie skôr, ako sa stanú vážnymi problémami.

Pred odchodom na dovolenku alebo dlhším obdobím nečinnosti je rozumné zabezpečiť batériu je plne nabitá. Toto zníži riziko úplného vybitia náboja a namáhania alebo skrátenia jeho životnosti. Pri dlhších cestách jazda s hybridom aspoň niekoľko minút denne pomôže udržať optimálne nabitie a predĺži jeho životnosť.

Medzi príznaky, ktoré signalizujú, že vaša hybridná batéria môže skončiť svoju životnosť, patrí znížená spotreba paliva, rýchle vybitie batérie a kolísanie elektrickej energie počas jazdy. Špecifické indikátory, že nastal čas na výmenu, nájdete v používateľskej príručke alebo sa poraďte s mechanikom – môžu zahŕňať nedostatočnú hospodárnosť a kolísanie elektrickej energie počas jazdy.

Predpokladajme, že vaša hybridná batéria dosiahla koniec svojej očakávanej životnosti alebo má niekoľko poškodených článkov alebo modulov. V takom prípade je pravdepodobne potrebná úplná výmena – tento proces by však mal byť relatívne lacný a rýchly.