StoryEditor

Nabitých 300 kilometrov za 10 minút. Nové riešenie môže zásadne zmeniť používanie elektromobilov

04.05.2022, 15:15
Autor:
rperpe
Odborníci predpokladajú, že v nasledujúcich troch až piatich rokoch by sa ponorné chladenie mohlo objaviť v prvých osobných e-autách s hmotnosťou do jednej tony.

Elektrické autá zaznamenali aj v roku 2021 výrazný medziročný nárast, to dokonca aj v dobe, kedy svetu vládne pandémia a o slovo sa prihlásila taktiež čipová kríza. Zdá sa, že čoraz viac ľudí začína objavovať benefity elektromobilov, najmä teda pri využívaní v mestskej premávke, kde je ich efektivita najväčšia.

Stále však platí, že sú ideálnou voľbou pre obyvateľov rodinných domov, kde si vedia zriadiť výkonný wallbox alebo len auto každú noc jednoducho napájať z bežnej siete. Nabíjanie, aj pri tých najlepších e-autách na slovenskom trhu, bude trvať na rýchlonabíjacích staniciach minimálne pol hodinu. Kto bude chcieť dosiahnuť z takmer nulovej úrovne plnú kapacitu, bude čakať aj desiatky minút dlhšie.

Pozrite si aj najväčšie výhody elektromobilov:

​A to je jeden z najväčších nedostatkov, ktorí záujemcovia registrujú - čas strávený na nabíjačke je pre nich obmedzením, primárne teda v dnešnej uponáhľanej dobe. Oponovať sa dá tým, že cez noc auto nabijete a cez deň vám deklarované stovky kilometrov vystačia. Iné je to však u nižšej triedy elektromobilov alebo u ľudí, ktorým je síce elektromobilita sympatická, no vzhľadom na vysoký denný nájazd by to pre nich bolo časovo nevýhodné.

Čo by ste teda povedali v prípade, ak by bolo možné elektromobil nabiť za 10 minút? Ako nádejné riešenie kľúčového "mínusového bodu" e-áut sa ukazuje nová generácia tepelného riadenia batérií. Rozhodujúcim faktorom budú špecializované chladiace kvapaliny. Už dnes totiž dokážu rýchlonabíjačky nabíjať výkonom až 300 kW, pri ktorom by desaťminútové nabíjanie vystačilo na prejdenie 300 kilometrov.

Realita je trochu iná a takto rýchlo sa nemôže nabíjať v podstate žiadny dnes dostupný elektromobil. Dôvodom je najmä prehriatie batérie. "Silný tok prúdu by zahrieval batériu do takej miery, že by vnútorné teplo začalo poškodzovať jej stabilitu, čo by viedlo k nezvratnej strate kapacity," vysvetľuje Raphael Schmitz, expert na batérie z nemeckej firmy Lanxess, ktorá sa venuje vývoju špeciálnej chladiacej kvapaliny. "Lepšie chladenie batérií je preto kľúčom k širšiemu používaniu elektrických vozidiel," dodáva.

​Väčšina výrobcov sa dnes spolieha na nepriame chladenie. Chladiaca kvapalina cirkuluje v potrubí okolo článkov batérie a odvádza teplo. Trubice však ochladzujú články len v mieste, kde sa ich dotýkajú. Účinok tejto technológie je preto obmedzený. Čoraz viac odborníkov preto vsádza na takzvané ponorné chladenie, pri ktorom je batéria úplne ponorená do chladiacej kvapaliny.

To dokáže v krátkom čase absorbovať oveľa viac tepla a zlepšiť termomanažment - teda prispieť k vyšším výkonom batérie. Nasadenie tohto riešenia do praxe však závisí od chemického priemyslu, konkrétne od výrobcov spomínanej špeciálnej chladiacej kvapaliny. "Pri ponornom chladení musí chladiaca kvapalina fungovať výrazne odlišne a zároveň oveľa lepšie ako predtým," vysvetľuje David Stonecipher, globálny vedúci oddelenia aplikačných technológií spoločnosti Lanxess.

Ten vedie tím, ktorý pracuje na nových chladiacich kvapalinách vo vývojových centrách. Keďže tieto tekutiny prúdia priamo okolo buniek, nesmú viesť elektrinu. Preto by nemali reagovať s rôznymi kovmi alebo plastmi a musia byť schopné nepretržite prúdiť bez ohľadu na teplotu vo vnútri akumulátora. Tieto vlastnosti dopĺňajú požiadavky na vysokú nehorľavosť, tepelnú kapacitu a šetrnosť k životnému prostrediu.

​Sortiment špeciálnych chemických látok, na ktorých firma pracuje, je zložený z polyalfaolefínov (PAO) - sú to extra čisté syntetické uhľovodíkové kvapaliny, ktoré takmer nereagujú s okolitými materiálmi a majú dobré tepelné a elektrické vlastnosti. Patria sem aj estery polyolov (POE), kvapaliny s veľmi dobrými tepelnými a elektrickými vlastnosťami a vysokou požiarnou odolnosťou. Tretími sú fosfátové estery (PE), poskytujúce dokonalú ochranu pred požiarom a popáleninami v prípade náhodného poškodenia alebo elektrickej poruchy.

V budúcnosti by tak nemuselo nabíjanie elektromobilu trvať dlhšie ako tankovanie vozidla so spaľovacím motorom. Ponorné chladenie je však ešte stále vo vývoji a plne funkčný systém si bude vyžadovať napríklad úplne inak navrhnutý batériový blok, než je tomu u súčasných e-áut na trhu. Očakáva sa, že v nasledujúcich troch až piatich rokoch by sa ponorné chladenie mohlo objaviť v prvých osobných elektromobiloch s hmotnosťou do jednej tony.

22. máj 2022 12:41