Jak je to s životností baterií v hybridních a plně elektrických vozech? Jak dlouhou životnost mají a kde skončí, až doslouží? To jsou časté otázky těch, kteří uvažují o koupi těchto vozů. A přitom je to tak jednoduché. Baterie v hybridech a elektromobilech zpravidla přežije i samotný vůz, ve kterém funguje. Často vydrží až deset let.
Hybridní vozy mají také dlouhé záruční lhůty na díly pohonného systému včetně trakční baterie. Například Toyota a Lexus poskytují na baterie ve svých hybridních vozech záruku až deset let. Čím to je, že baterie vydrží tak dlouho? K jejich výrobě se používají články, které jsou mnohem citlivější na opakované nabíjení a vybíjení, než je tomu u běžné elektroniky. Díky tomu ustojí tisíce nabíjecích cyklů, aniž by zásadně ztratily na své kapacitě.
Baterie jsou navíc sestrojeny tak, že pracují bez rizika přílišného vybití, přebití nebo přehřívání, což obvykle ničí běžný typ baterií. V podstatě se jedná o speciální počítač zabudovaný do baterie, který obklopuje články celou sítí čidel. Hlídá, aby úroveň vybití nepoklesla pod určité minimum (zhruba 30 procent) a nepřekročila bezpečné maximum (80 procent). Články se navíc nepřehřívají ani během ostré jízdy nebo rychlého nabíjení.
Co se stane, když baterie doslouží?
Někdy se ale stane, že baterie doslouží už během provozu auta, většinou v extrémních podmínkách, třeba v prostředí s velmi vysokými teplotami. V případě elektromobilů může být příčinou náročný provoz a každodenní dobíjení. Životnost akumulátoru končí v okamžiku, kdy jeho kapacita klesla o 30 procent, což v elektromobilu znamená snížení dojezdu z 500 na 350 kilometrů. Zůstává však 70 procent kapacity, které lze stále využít jinak.
A to se také děje. Opotřebené trakční baterie se využívají ke kumulování elektrické energie vyráběné z obnovitelných zdrojů, například fotovoltaickými nebo větrnými elektrárnami. Skvělým příkladem může být projekt v Yellowstonském národním parku, kde solární panely propojené se sadou částečně opotřebených trakčních baterií z hybridních Toyot Camry a Lexusů zásobují infrastrukturu energií. Po úspěchu tohoto projektu se Toyota a Chubu Electric Power rozhodly začít budovat systémy skladování energie na průmyslové úrovni.
V roce 2020 má vzniknout instalace o výkonu 10 000 kW. Zpočátku se v ní budou používat baterie, které se v současné době obvykle používají v hybridech Toyoty. Jednoho dne ale každá baterie úplně doslouží. Nikdy ale neskončí na skládce, protože se to prostě nevyplatí. Obsahuje totiž cenné kovy, zejména nikl, lithium a kobalt, jejichž ceny s narůstající poptávkou rostou.
Jak fungují hybridní pohony a baterie v praxi
Full-hybrid používá výhradně elektromotor napájený baterií a pohonné hmoty vůbec nespotřebovává při jízdách nízkou rychlostí (do cca 70 km/h). Když jedete bez prudkého zrychlování, oba motory pracují a hlavním zdrojem pohonu je elektromotor. Po stisknutí tlačítka EV přejde full-hybrid do elektrického režimu a může ujet kratší vzdálenost. Při potřebě dynamiky dynamicky pracují oba motory na plný výkon. Při brzdění nebo snižování rychlosti dojde k rekuperaci a dobíjení baterie.
Toyota se pyšní desítkami let zkušeností s vývojem a výrobou baterií. Díky tomuto formátu spolupráce jsme schopni sdílet poznatky a budovat spolehlivý systém dodávek. Od založení Prime Earth EV Energy v roce 1996 jsme vyrobili přes 20 milionů baterií. Postupně zdokonalujeme NiMH a lithium-iontové baterie, v roce 2021 vznikla Prime Planet Energy & Solutions pro ještě pokročilejší baterie.
V hybridních vozech se používají baterie NiMH a Li-Ion, ale dnes jsou běžnější lithium-iontové články. Rozměry a hmotnost baterie se liší podle typu pohonu; průměrná hmotnost kolem 53,5 kg, u větších akumulátorů bývá vyšší. Pro údržbu je klíčový pravidelný servis a správná volba techniky při výměně; doporučuje se odborný servis a diagnostika přizpůsobená vozu.
Technologie a bezpečnost
Low-current provoz je důležitý pro bezpečnost a efektivitu. Nízký proud garantuje menší ztráty na vinutí, pomalejší vybíjení a menší tepelné zátěže. Střídač řídí tok proudu mezi trakční baterií a elektromotory a bere na sebe i případný boost pro vyšší napětí. Rychlosti potřebné pro ostrý výkon jsou dosaženy vysokým výkonem elektromotorů a vhodným bude i vedení proudu.
Pro modely Toyota platí záruky Battery Care. Po dovršení standardní záruky na trakční akumulátor můžete tuto záruku aktivovat na další rok nebo 15 000 km, podle toho, co nastane dříve. Dlouhodobá péče zahrnuje 5 let nebo 100 000 km a poté lze program Battery Care opakovat až do věku vozu 10 let nebo 1 000 000 km. Certifikát a zpráva o stavu trakčního akumulátoru posílí hodnotu vozu při prodeji.
Hybridní automobily používají kromě trakčních baterií také malou 12V baterii pro napájení startovacích systémů a elektroniky. U dlouhodobého stání a intenzivního odběru může dojít k jejímu rychlejšímu vybití; lze ji dobíjet prostřednictvím startovacích zdrojů nebo boostru. U výměny je důležité použít správný typ baterie a diagnostiku vozu pro správné nastavení elektrického systému.
Plug-in hybridy a dojezd
Dojezd plug-in hybridu s plně nabitým akumulátorem je kolem 30 až 60 km podle provozních podmínek a stylu jízdy. Plně nabíjecí režimy závisí na velikosti batrie, výkonu nabíjecí stanice a palubní nabíječky vozu. Nejpomalejší nabíječky AC (do 3 kW) stačí pro noční nabíjení; rychlé AC (7-22 kW), DC (20-99 kW) a super-rychlé DC (100-350 kW) zkracují dobu nabíjení. Nabíjení bývá cenově výhodnější než tankování.
Nabíjení plug-in hybridních vozidel na déle trvajícím místě je výhodné - ať už doma nebo na veřejné stanici. Doba a rychlost nabíjení závisí na akumulátoru a palubní nabíječce. Obecně nejpomalejší nabíječky plně nabijí za cca 5 hodin a jsou cenově nejdostupnější pro noční nebo pracovní nabíjení.
Bez ohledu na to, zda jde o samonabíjecí nebo plug-in hybrid, pohání vozidlo spalovací motor, když je akumulátor vybitý. Hybridy tedy nemají záruku na úplné vybití, ale využívají elektrický režim a rekuperaci k doplňování energie do baterie.
Specifika baterií a materiály
Hybridní baterie bývá NiMH nebo Li-Ion, dnes však dominují Li-Ion články. AGM a EFB technologie se zmiňují jako volby pro odolnost vůči cyklickému zatížení a vyšší nabíjecí proudy. Při výběru je důležité ověřit typ baterie použité v originálním vybavení a případně zajistit kompatibilitu diagnostiky pro správné fungování systému.
Trakční baterie je srdcem elektrifikovaného pohonu. Je to vysokonapěťová baterie, která dodává energii kolům prostřednictvím elektromotorů a spolupracuje s dalšími částmi systému. Najdete ji v modelech Toyota napříč HEV, PHEV a BEV.
Recyklace a budoucnost
Jednou doslouží, nikdy nebudou na skládce - obsahují ceněné kovy jako nikl, lithium a kobalt. Plány zahrnují i opětovné využití vyčerpaných baterií ve skladovacích systémech, například pro ukládání energie z obnovitelných zdrojů. Budoucnost ukazuje na pokročilé konstrukce, bipolární NiMH baterie s nižšími náklady a lepším okamžitým výkonem, a nadále se pracuje na snižování ceny Li-Ion baterií a zvyšování energetické účinnosti vozů.
Praktické tipy pro prodloužení životnosti baterie
- Pravidelně akumulátor vybíjejte a nenabíjejte jej na 100 % kapacity.
- Vozidlo pravidelně používejte (i na krátké cesty), udržíte tím akumulátor v dobrém stavu.
- Při parkování nevystavujte akumulátor vysokým teplotám.
- Nepoužívejte rychlonabíjení, pokud to není zcela nezbytné.
- Pro noční nebo pracovní nabíjení volte nejpomalejší nabíječky.
Výměna akumulátoru by měla proběhnout v autorizovaném servisu pro správnou diagnostiku a ekologickou likvidaci starého zařízení. Dlouhodobá péče a pravidelné prohlídky pomáhají zvyšovat spolehlivost vozidla a prodlužovat životnost baterie.