Jaké.auto Informace o autech podle značky a modelu

Mazda a 12voltový akumulátor lithium-ion: Zvoní olověným baterkám hrana?

Tomáš Dusil Tomáš Dusil 18. 3. 2018
34
Dosavadní kralování olověných akumulátorů v roli startovací baterie má narušit japonská Mazda. Ta ve spojení s ELIIY Power a Ube Industries vyvíjí startovací lithium-iontový akumulátor.

Lithium-iontová baterie v prodejní podobě existuje teprve od roku 1991. A to i přesto, že její princip byl objeven už počátkem 20. století. Poté, co se trvale usídlila v elektronických zařízeních, jmenovitě mobilních telefonech, tabletech či noteboocích, si začala hledat cestu také do automobilů.

V autech se s tímto typem akumulátoru setkáváme v elektromobilech a také v hybridech. Coby klasická, takzvaná startovací baterie spalovacích motorů aut se ale dosud nepoužívá. Dle Mazdy a firem ELIIY Power a Ube Industries by se však toto mohlo do budoucna změnit. První praktické využití lithium-iontové baterie coby startovací se dle vyjádření Mazdy očekává do roku 2021.

Vadí jim nejen vysoká teplota

Lithium-iontové akumulátory sice lépe než olověné splňují požadavky ekologů a ochránců životního prostředí, neboť nepoužívají jedovaté olovo. Jenže olověné akumulátory v roli startovací baterie mají navzdory tomu celou řadu výhod. Jsou vcelku levné, hlavně však nabízejí jednu vlastnost, která je pro roli startovací baterie velice důležitá. A to schopnost dodávat krátkodobě velký proud při současně zanedbatelném poklesu napětí na svorkách akumulátoru. Výhodou je také odolnost proti vysoké teplotě okolí, stejně jako vyhovující vlastnosti při případných nárazech automobilu a tedy deformacím přídě, kde je baterie uložena.

Lithium-iontové baterie mají také celou řadu výhod. Například vysokou kapacitu vzhledem k objemu a hmotnosti. Dále je to velice malé takzvané samovybíjení, u současných produktů přibližně 5 procent. A do třetice, poskytují vysokou hustotu energie a ještě mohou být vyrobeny v rozličných tvarech.

Uvedené výhodné vlastnosti lithium-iontových akumulátorů přesto nezaručují, že mohou být využity coby startovací baterie v autě. Asi největší nevýhodu by v dané roli představovalo stárnutí. Lithium-iontová baterie stárne rychleji, pokud je vystavena vyšší teplotě okolí a pokud dochází k častějšímu vysokému zatížení, kdy je požadavek na vysoké hodnoty proudu. Obě uvedené negativní vlastnosti se plně projeví právě v roli startovací baterie. Pokud by byla umístěna v motorovém prostoru, ohrožovala by ji vysoká okolní teplota. A to značné proudové zatížení přichází v úvahu při každém spuštění motoru. Nevýhod je ale více. Lithium-iontové baterii vadí také například přebíjení, při němž hrozí nebezpečí výbuchu. Navíc ani vlastnosti v případě nárazu vozidla nejsou nejlepší.

Pro motorky už jsou

Překonat výše uvedené nedostatky ale podle Mazdy možné je. Za tímto účelem je potřeba podrobit lithium-iontové baterie dalšímu vývoji. Mazda může využít počítačové konstruování a modelování, s nímž má údajně bohaté zkušenosti při vývoji technologie SkyActiv. V rámci společného vývoje startovací lithium-iontové baterie by se měla zaměřit na chemické pochody uvnitř akumulátoru a také vyřešit jeho zástavbu do vozidla.

Partnerská společnost ELIIY Power má již zkušenosti jak s výrobou stacionárních lithium-iontových akumulátorů, tak s tímto typem baterií pro motocykly japonských výrobců a to od roku 2016, kdy je jim začala dodávat. Své dosavadní zkušenosti chce společnost využít při řešení zejména bezpečnostních požadavků na lithium-iontovou startovací automobilovou baterii. Jde zejména o zabránění průniku vlhkosti, stejně jako o odolnost při nárazu.

Třetí společnost, podílející se na popisovaném projektu, Ube Industries, nabízí zkušenosti s vývojem a výrobou elektrolytu a separátorů. Právě další vývoj elektrolytu má přispět k prodloužení životnosti a zvýšení pracovní bezpečnosti lithium-iontové baterie v roli zdroje startovacího proudu motoru automobilu. Společnost se má také v rámci vývoje zaměřit na zvýšení odolnosti proti vysoké teplotě, což je v případě uložení baterky v motorovém prostoru vozidla klíčový prvek.

Pokud se vývoj podaří dotáhnout do konce, což se předpokládá, mohly by se lithium-iontové baterie v automobilech uplatnit do budoucna v mnohem větší šíři než dosud. Ale jak už jsme předeslali, patrně to nebude dříve než v roce 2021.

Související články

Témata

Diskuse: Přidat názor

hybrid
kalousek
| 23. 3. 2018
Ano souhlasím, největší moment, největší výkon a nejlepší účinnost jsou při různých otáčkách startéru. Nic to ale nemění na faktu že pro spuštění spalováku je rozhodující výkon startéru. Moment i účinnost jsou podružné

A rozdíly mezi startovacími a staničními aku mi vysvětlovat nemusíš, něco o tom taky vím. Oba druhy sám používám desítky let.
Když se ale vrátim k tomu co jsem psal na začátku, tak současné trakční lionky v elektromobilech dostávají prakticky stejnou maximální zátěž jako startovací olověné, a navíc se běžně cyklují podstatně hlouběji. Takže jejich použití jako startovací aku celkem nic nebrání. Ostatně jednu li-ionku ve funkci startovacího aku používám taky a je v pohodě už několik let.
hybrid
starý_kluk
| 22. 3. 2018
Jak jsem ale už napsal: největší moment, největší výkon a nejlepší účinnost jsou zde při různých otáčkách startéru. A u něj je specifikum, že jde o provoz pár vteřin - je to zcela jiné, než u trakce. Startér je čistý sériový ss motor - nijak nekompaundovaný.

Aby dal aku potřebný proud (100-200A), je potřeba, aby měl odpovídající plochu desek a co nejmenší vnitřní odpor - což spolu souvisí. Je rozdíl třeba mezi startovacími a staničními aku.
Promin, nejde to tady stručně pořádně napsat.
hybrid
kalousek
| 21. 3. 2018
Asi bych to řekl jinak. U staréru i u elektromobilu jde shodně především o výkon. Moment si můžeš vyrobit i při slabém proudu jaký chceš například vhodným zpřevodováním. Což se v praxi taky běžně dělá - mnohé startéry mají na rotoru ještě vložený planetový mezipřevod. Takže moment si můžeš vyrobit v podstatě libovolný ale na roztočení motoru jen moment nestačí, na to potřebuješ výkon. Když bude málo výkonu, budeš mít sice k dispozici sílu ale startovaný motor se bude točit pomalu a nechytne

A u trakce je to prakticky stejné. Hnací sílu si taky vyrobíš jak chceš velkou vhodným zpřevodováním, ale bez pořádného výkonu pojede elektromobil pomalu. Takže i tady rozhoduje výkon. Vše ostatní je podružné

Na druhé straně ale chápu, že pokud je u aku dané napětí, tak výkon naženeš jedině proudem a tady samozřejmě odpory hrají hlavní roli. Zvláště v případě 12V systému je to hra o miliohmy

PS: a s tou úměrností momentu podle kvadrátu proudu to myslím taky není úplně jednoznačné, tahle závislost platí u sériových elmotorů jen pro nízké proudy. V oblasti jmenovitých proudů je myslím závislost už spíše lineární. Ale taky se můžu plést, elektromotorům moc nerozumím
aký problém?
starý_kluk
| 20. 3. 2018
Jde tu o délky startovacích kabelů: aku-startér
hybrid
starý_kluk
| 20. 3. 2018
U startéru jde základně o moment. A moment je úměrný kvadrátu proudu. Jde tedy o maximální proud nakrátko - rozběhový. Ten je omezený všemi odpory, z nichž nejpodstatnější je odpor kotvy a buzení startéru a právě vnitnřní odpor aku. Proto musí být vnitřní odpor aku co nejmenší.
Také tu jde o moment startéru odpovídající kolem cca 100 ot/min spal.motoru, aby v něm proběhly první spalovací pochody. Taky zde jde o kvadrát proudu, a tedy taky o nejmenší vnitřní odpor aku.

Největší výkon aku je ale jinde: to když by se rovnaly vnější odpory jeho vnitřnímu odporu.

Největší účinnost je také někde jinde - při největším výkonu je 50%.

U trakce jde vedle momentu o výkon a hlavně o účinnost.

Bazar

Kupte nebo prodejte auto za nejlepší ceny
Vložit inzerát Zobrazit nabídku