Rodzaje akumulatorów w samochodach hybrydowych – który wybrać i czym się różnią?

Samochody hybrydowe w ostatnich latach zdobyły ogromną popularność, ponieważ pozwalają znacząco zmniejszyć zużycie paliwa, a równocześnie redukują emisję CO₂. Dzięki połączeniu silnika spalinowego z elektrycznym kierowca otrzymuje pojazd, który łączy zalety obu napędów. Jednak kluczowym elementem całego układu pozostaje akumulator, ponieważ to właśnie on odpowiada za magazynowanie energii elektrycznej oraz zasilanie silnika elektrycznego.

W zależności od rodzaju pojazdu, zastosowanej technologii oraz konstrukcji napędu, w samochodach hybrydowych montuje się różne typy akumulatorów. Warto więc przyjrzeć się im bliżej, aby lepiej zrozumieć ich budowę, funkcje i znaczenie.

1. Rodzaje akumulatorów w samochodach hybrydowych

W autach hybrydowych można spotkać trzy główne technologie akumulatorów. Każda z nich ma inne zalety, ograniczenia oraz konkretne zastosowania.

a) Akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH)

Na początku warto wspomnieć o akumulatorach NiMH, które były pionierami w technologii hybrydowej. Choć obecnie coraz częściej ustępują miejsca nowocześniejszym rozwiązaniom, to jednak wciąż cieszą się uznaniem ze względu na swoją trwałość oraz stabilność.

Cechy:

• są odporne na częste cykle ładowania i rozładowania,

• charakteryzują się dużą niezawodnością,

• jednocześnie mają mniejszą gęstość energii i większą wagę niż akumulatory litowo-jonowe.

Zastosowanie:
Najczęściej stosowane w starszych modelach, takich jak pierwsze generacje Toyoty Prius.

b) Akumulatory litowo-jonowe (Li-ion)

Z kolei akumulatory litowo-jonowe wraz z rozwojem technologii stały się standardem w nowoczesnych hybrydach.

Cechy:

• oferują znacznie wyższą gęstość energii niż NiMH,

• są lżejsze oraz bardziej kompaktowe,

• umożliwiają szybsze ładowanie i lepsze osiągi,

• natomiast wymagają skutecznego systemu zarządzania temperaturą, aby uniknąć przegrzewania.

Zastosowanie:
Powszechnie stosowane w takich modelach jak Hyundai Ioniq, Toyota RAV4 Hybrid czy Honda CR-V Hybrid.

c) Akumulatory litowo-polimerowe (LiPo)

Natomiast akumulatory LiPo to rozwinięcie technologii Li-ion, w którym zamiast ciekłego elektrolitu stosuje się polimerowy żel. Dzięki temu można je formować w elastyczne kształty.

Cechy:

• są bardzo lekkie i można je dopasować do ograniczonej przestrzeni,

• oferują wydajność podobną do klasycznych Li-ion,

• jednocześnie są bardziej podatne na uszkodzenia mechaniczne.

Zastosowanie:
Najczęściej wybierane wtedy, gdy konstrukcja pojazdu wymaga nietypowego ułożenia ogniw.

2. Dwa akumulatory w jednej hybrydzie

Warto zaznaczyć, że samochody hybrydowe mają nie jeden, ale dwa akumulatory, a każdy z nich pełni inną rolę.

• Akumulator trakcyjny (wysokonapięciowy): odpowiada za napęd elektryczny i magazynuje energię odzyskaną podczas hamowania. Jego napięcie wynosi od 100 V do nawet 400 V.

• Akumulator 12 V (niskonapięciowy): obsługuje tradycyjne systemy pojazdu, takie jak oświetlenie, radio czy centralny zamek. Zazwyczaj jest to klasyczny akumulator kwasowo-ołowiowy.

3. Rola akumulatora w różnych typach hybryd

Rodzaj zastosowanej hybrydy wpływa na to, w jaki sposób pracuje akumulator.

• Hybryda równoległa (HEV): akumulator wspiera silnik spalinowy przy przyspieszaniu oraz magazynuje energię odzyskaną z hamowania. Nie pozwala jednak na długą jazdę wyłącznie na prądzie.

• Hybryda plug-in (PHEV): dzięki większej pojemności baterii umożliwia jazdę na samym napędzie elektrycznym nawet do 100 km. Co więcej, można ją ładować z gniazdka.

• Hybryda szeregowa: tutaj silnik spalinowy pełni funkcję generatora, który produkuje energię dla silnika elektrycznego. W rezultacie akumulator staje się głównym źródłem zasilania.

4. Idealny akumulator do hybrydy – jakie cechy powinien mieć?

Aby akumulator dobrze sprawdzał się w samochodzie hybrydowym, powinien spełniać kilka kryteriów:

• dużą liczbę cykli ładowania i rozładowania,

• niską wagę oraz kompaktową konstrukcję,

• wysoką efektywność energetyczną,

• skuteczny system zarządzania temperaturą, który gwarantuje bezpieczną eksploatację.

5. Przykłady w praktyce

Dzięki różnym rozwiązaniom technologicznym producenci dopasowują akumulatory do swoich modeli:

• Toyota Prius: starsze wersje korzystają z NiMH, a nowsze – z Li-ion,

• Hyundai Ioniq PHEV: wyposażony w nowoczesne akumulatory Li-ion,

• BMW i3 REx: bazuje na technologii Li-ion wspieranej generatorem spalinowym.

Podsumowanie

Podsumowując, akumulatory w samochodach hybrydowych odgrywają niezwykle istotną rolę, ponieważ decydują zarówno o sprawności napędu, jak i o komforcie jazdy. Wybór technologii – czy to NiMH, Li-ion, czy LiPo – zależy od typu pojazdu, oczekiwań kierowcy oraz przeznaczenia auta. Co więcej, wraz z rozwojem technologii hybrydowych można spodziewać się, że w najbliższych latach pojawią się jeszcze lżejsze i wydajniejsze akumulatory, które zapewnią dłuższy zasięg oraz większą trwałość.

Dlatego właśnie warto wiedzieć, jaki akumulator znajduje się w naszej hybrydzie i jak wpływa na codzienne użytkowanie samochodu.