Wraz z rosnącą popularnością samochodów hybrydowych coraz częściej pojawia się pytanie: czym różnią się baterie hybrydowe Li-ion i NiMH oraz która technologia jest lepsza? Na co dzień zajmujemy się sprzedażą nowych baterii hybrydowych oraz regeneracją baterii trakcyjnych, dlatego mamy możliwość obserwowania tych technologii nie tylko w teorii, ale przede wszystkim w praktyce – podczas diagnostyki, napraw i wymiany baterii w samochodach naszych klientów.
W samochodach hybrydowych bateria trakcyjna jest jednym z najważniejszych elementów całego układu napędowego. To właśnie ona odpowiada za magazynowanie energii odzyskiwanej podczas hamowania oraz wspomaganie silnika spalinowego podczas przyspieszania. W praktyce oznacza to, że bateria hybrydowa pracuje niemal cały czas – ładuje się i rozładowuje setki razy w ciągu dnia.
Z naszego doświadczenia jako firmy zajmującej się diagnostyką, regeneracją oraz sprzedażą nowych baterii hybrydowych wynika, że awarie układu hybrydowego związane z baterią nie wynikają z samej wady technologii, lecz z nieprawidłowego użytkowania samochodu. Pamiętaj – aż 70% usterek hybryd wynika z zaniedbań w obsłudze baterii, dlatego regularny serwis i kontrola jej stanu to podstawa bezproblemowej eksploatacji pojazdu. W tym artykule chcemy podzielić się naszym doświadczeniem i wyjaśnić najważniejsze różnice między dwoma technologiami bateriami Li-ion oraz NiMH.
Akumulatory NiMH (niklowo-metalowo-wodorkowe) to technologia, która przez wiele lat była podstawą większości samochodów hybrydowych. Producenci wybrali ją głównie ze względu na stabilność pracy. Ogniwa NiMH wykorzystują stop metali zdolny do magazynowania wodoru jako elektrodę ujemną oraz elektrodę niklową jako elektrodę dodatnią. Energia magazynowana jest w postaci reakcji chemicznej pomiędzy tymi materiałami.
W naszej pracy serwisowej bardzo często spotykamy baterie NiMH, które po kilkunastu latach eksploatacji nadal działają poprawnie. W dużej mierze żywotność baterii zależy od sposobu użytkowania samochodu. Użytkownik samochodu powinien dbać o regularne przeglądy układu chłodzenia, czyścić filtry i wentylator ponieważ brak takich działań powodować będzie nadmierne nagrzewanie się ogniw i ich degradację.
Przy odpowiednim użytkowaniu i regularnym serwisowaniu baterie NiMH charakteryzują się przede wszystkim: stabilną pracą w zmiennych temperaturach oraz wysokim bezpieczeństwem użytkowania ponieważ ich nadmierne nagrzanie się lub przeładowanie nie spowoduje zapłonu. W klasycznej hybrydzie bateria jest stale ładowana podczas hamowania i rozładowywana przy przyspieszaniu. W takich warunkach NiMH sprawdzają się wyjątkowo dobrze, dlatego nadal są stosowane w wielu modelach hybrydowych.
Drugą technologią stosowaną w hybrydach są baterie litowo-jonowe (Li-ion). Ich największą zaletą jest wyższa gęstość energii, co oznacza możliwość magazynowania większej ilości energii przy mniejszej masie baterii. Baterie Li-ion (litowo-jonowe) to jedna z najnowocześniejszych technologii magazynowania energii stosowanych w motoryzacji. W ostatnich latach coraz częściej pojawiają się w samochodach hybrydowych, szczególnie w nowszych konstrukcjach oraz hybrydach plug-in, gdzie wymagane są lżejsze i bardziej wydajne pakiety baterii.
Technologia litowo-jonowa jest powszechnie stosowana również w elektronice użytkowej – w smartfonach, laptopach czy elektronarzędziach – jednak w motoryzacji musi spełniać znacznie bardziej wymagające warunki pracy. Bateria litowo-jonowa w samochodzie hybrydowym składa się z wielu połączonych ze sobą ogniw, które tworzą moduły, a następnie cały pakiet baterii trakcyjnej. Podczas pracy baterii jony litu przemieszczają się między elektrodą dodatnią i ujemną. Ten proces umożliwia magazynowanie i oddawanie energii elektrycznej, która następnie wykorzystywana jest przez silnik elektryczny pojazdu. Z naszego doświadczenia wynika jednak, że baterie Li-ion wymagają bardziej zaawansowanego systemu zarządzania baterią (BMS) oraz dokładnej kontroli temperatury i napięcia.
Z perspektywy firmy zajmującej się naprawą i sprzedażą baterii hybrydowych, możemy powiedzieć jedno – obie technologie mają swoje zalety, ale ich zachowanie w długiej eksploatacji bywa różne. W przypadku baterii NiMH najczęściej obserwujemy stopniowe zużycie pojedynczych modułów, które z czasem tracą pojemność. Zaletą jest jednak to, że pakiety te są bardzo odporne i często działają poprawnie przez wiele lat.
Należy również dodać, że ogniwa NiMH mają efekt pamięci czyli zapamiętują do jakiego poziomu były naładowane. Dzięki efektowi pamięci ogniwa NiMH można poddawać regeneracji czyli zwiększaniu pojemności ogniw. Przy regularnych (najlepiej corocznych) regeneracjach ogniw NiMH można zdecydowanie wydłużyć żywotność takiej baterii. Baterie Li-ion są z kolei bardziej zaawansowane technologicznie, ale jednocześnie bardziej wrażliwe na warunki pracy. W praktyce oznacza to, że ogromną rolę odgrywa jakość ogniw oraz prawidłowe zarządzanie temperaturą baterii.
Ogniwa Li-ion nie mają efektu pamięci oraz nie można ich regenerować co oznacza, że nie ma możliwości wydłużania ich żywotności. Wadliwe ogniwa należy wymienić. Dlatego przy wyborze baterii hybrydowej kluczowe znaczenie ma nie tylko sama technologia, ale również jakość wykonania pakietu oraz doświadczenie firmy zajmującej się jego serwisem lub wymianą.
Baterie hybrydowe NiMH i Li-ion różnią się przede wszystkim konstrukcją, gęstością energii oraz charakterystyką pracy. Technologia NiMH pozostaje niezwykle trwałym i sprawdzonym rozwiązaniem w klasycznych hybrydach, natomiast baterie Li-ion pozwalają budować lżejsze i bardziej wydajne układy napędowe w nowszych pojazdach.
Z naszego doświadczenia wynika jednak, że najważniejsza jest jakość samej baterii oraz jej prawidłowa diagnostyka i montaż. Niezależnie od technologii dobrze przygotowana bateria hybrydowa może bez problemu służyć przez wiele lat.
