Започва изпитанието за охлаждането на електрическите батерии
Ето, че два нови електрически автомобила – GM Volt и Nissan Leaf – вече са “на стартовата линия”. Скоро ще ги последват десетки други модели от други производители.
Nissan Leaf обещава 120 км пробег с едно зареждане, а GM Volt достига 56 мили с едно зареждане, но разполага и с бензинов двигател за по-дълги пътувания. Ала и GM, и Nissan се стараят да гарантират, че батериите в тези автомобили са безопасни. Начинът, по който тези батерии се представят през следващите няколко години, ще покаже кой подход е по-добър и ще оформи дизайна на бъдещите електрически автомобили и презареждаеми хибриди, които всички големи автомобилни производители подготвят.
Както GM, така и Nissan използват литиево-йонни батерии технология, отдавна доказана в електрониката – вместо никел-метал-хидридни батерии, които се оказаха надеждни при газово-електрически хибриди като Toyota Prius, но са обемисти и тежки.
При избора на литиево-йонни вместо никел-метал-хидридни батерии GM и Nissan са поели риск, защото такива батерии все още не са доказали надеждността си в такива условия като колата. Автомобилните батерии трябва да са в състояние да понесат екстремални температури, тежки сътресения, продължителни вибрации от пътя и трябва да се представят добре в продължение на около едно десетилетие.
В някои случаи обаче литиево-йонните батерии могат да прегреят и да се запалят – проблем, който е познат на потребителите на лаптопи. Батериите, необходими за електрически превозни средства, не бива да допускат подобно нещо, а освен това трябва да съхраняват много повече енергия. Това значи, че при пожар могат да са особено опасни.
Друг недостатък на използването на литиево-йонните батерии е, че те бързо губят способността си да съхраняват заряд. След няколко години на употреба те могат да съхраняват два пъти по-малко енергия, отколото когато са били нови. Автомобилопроизводителите обаче искат акумулатори, които ще издържат живота на превозното средство – около 8 до 15 години.
В отговор на тези въпроси, GM и Nissan са направили значителни промени в литиево-йонните батерии, които използват, най-вече от гледна точка на химическата им структура. Вместо да се използва литиево-кобалтов оксид, предпочитан в лаптоп-батериите, те използват литиево-манганов оксид, който съхранява относително голямо количество енергия и е по-стабилен.
GM и Nissan също така са загърбили цилиндричната форма на батериите в полза на правоъгълна форма, което пести пространство и позволява на топлината да се разсейва по-добре. Прегряването може да навреди на батерията, като намалява способността й за съхраняване на заряд, а в някои случаи може да доведе до “омагьосан кръг”, при който високите температури развиват химически реакции, които водят до отделянето на още повече топлина, което в крайна сметка води до пожар.
Различни са подходите на двете фирми за охлаждането на батериите. Nissan е избрала опростен дизайн с вентилатор за охлаждане на батериите. Фирмата казва, че плоската форма на батерията прави допълнителното охлаждане ненужно. Дизайнът на GM е по-сложен. Необходим е течен охладител, който минава покрай повърхността на всяка клетка в опаковката и през малък радиатор отдава топлината навън.
Системите с охлаждаща течност може да пренасят топлината от акумулаторните клетки по-бързо от въздушното охлаждане, казват от фирмата. Освен това течното охлаждане е много по-компактно и по-равномерно. То гарантира разлика между отделните клетки в рамките на един два целзиеви градуса. Течното охлаждане е и методът, избран от Tesla Motors, която произвежда спортни електрически автомобили с литиево йонни батерии.
Освен от охлаждане, батериите се нуждаят и от известно подгряване при студено време. Затова GM предлага специализиран нагревателен модул, а Nissan има модификация на пакета батерии, разработен за студено време, който обаче не е включен в стандартния комплект на автомобила.
При всички тези разнообразни проблеми и подходи може да се каже, че пускането на тези първи модели на пазара, с избраната от производителя технология за съхраняване на енергия и всички нюанси около нея, си е старт на първия голям тест за батериите на електрическите автомобили.
