Dzisiejsze pojazdy hybrydowe są nie tylko alternatywą dla standardowych jednostek napędowych, ale i wynikiem wielu ustaleń na temat korzystania z różnych źródeł energii w procesach przemysłowych i stricte użytkowych. Zapraszamy do zapoznania się z akumulatorem, który zastosowany został w samochodzie Toyota Prius.
Taka konstrukcja, której zadaniem jest magazynowanie energii elektrycznej, musi posiadać solidną obudową, przede wszystkim ze względów bezpieczeństwa. Nie jest żadnym usprawiedliwieniem by tak nie było, nawet, jeżeli elektrolit akumulatora posiada konsystencję żelu. Jest to rozwiązane właśnie w taki sposób, który uniemożliwia ewentualny wyciek elektrolitu, nawet w przypadku najmniejszego uszkodzenia mechanicznego.
Efektem tego jest więc zastosowanie szczelnie zamkniętej obudowy (z tworzywa sztucznego), którą osłonięto stalową, mocną blachą. W przypadku Toyoty Prius, „serce elektryczne” zainstalowane jest pod podłogą bagażnika – tam, gdzie mamy do czynienia ze sztywną strukturą (blacha, nie wykładzina ani coś podobnego, np. plastik), której zadaniem jest także ochrona przed odkształceniami.
W samej obudowie mieści się „rdzeń energetyczny”, w postaci 168 ogniw niklowo-wodorkowych. Zadaniem każdego z nich jest wytworzenie napięcia 1,2 wolta. Jeżeli pomnożymy to przez całą liczbę ogniw (168), wówczas otrzymamy napięcie całej baterii, które wynosi 201, 6 wolta z pojemnością elektryczną 6,5 Ah. Jeżeli naładujemy akumulator do takiego stanu, to powinien on zostać gotowy do użycia przez kolejne 60 dni.
Silnik Toyoty Prius 2010
Z drugiej jednak strony, jeżeli w naszych planach nie mamy jazdy przez dłuższy okres z wykorzystaniem baterii, to lepiej ją załadować raz na miesiąc. W tym celu po prostu uruchamiamy samochód i układ hybrydowy na 30 minut. Nigdzie nie musimy jechać, a energia jest uzupełniana. Co jest w takim razie odpowiedzialne za właściwe naładowanie baterii? Są to układy sterujące, które właśnie tego pilnują. Ważną ich rolą jest także kontrolowanie odpowiedniego zapasu energii elektrycznej. Gdy jest ona na wyczerpaniu, komputer po prostu nie pozwoli na pobranie prądu z akumulatora.
Niezmiernie istotne jest zabezpieczenie kabli wysokiego napięcia. Dlatego też, żaden z przewodów nie powinien być podłączony do blach nadwozia (może to skutkować upływem potrzebnego prądu do karoserii). Należy wspomnieć także o tym, że ciepłe czy nawet gorące powietrze z pracującej baterii, wydmuchiwane jest na zewnątrz samochodu – nie ma z tym wtedy najmniejszego problemu. Pomimo tego, że z ciepłym powietrzem nie mamy kłopotów, każdy akumulator wyposażony jest w specjalny wentylator. Także i on odgrywa ważną rolę. Polega ona na dostosowaniu jego wydajności do aktualnego obciążenia i temperatury baterii. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu czujników temperatury monitorujących ilość ciepła, które wytwarzane jest podczas procesu ładowania baterii oraz poboru prądu.
I na koniec: ciekawostka. Baterie z reguły wymagają jak najszybszego ładowania wtedy, kiedy poruszamy się po mieście. Związane to jest z częstym hamowaniem i przyspieszaniem – po prostu wynika z charakterystyki poruszania się po mieście. Aczkolwiek w przypadku Toyoty Prius głównym atutem akumulatora niklo-wodorkowego jest krótki czas ładowania. Jak krótki? Wyobraźmy sobie kilka dłuższych hamowań i… bateria zostaje napełniona. Tym samym hybrydowa Toyota zagospodarowuje energię hamowania, nie zwiększając ilości spalania w mieście, w stosunku do tego na trasie.