V budúcnosti nebude nabíjanie elektromobilu trvať dlhšie ako tankovanie vozidla so spaľovacím motorom, tvrdí nemecká spoločnosť. Odpoveďou je ponorné chladenie.
### Elektromobily majú dva hlavné nedostatky: nabíjanie a vybíjanie
Elektromobilita je zatiaľ jediná cesta, ako udržať osobnú dopravu dostupnou pre bežných ľudí aj v dohľadnej budúcnosti. Nielen automobilový priemysel, ale aj priemyselné spoločnosti musia stále viac zohľadňovať pri svojej výrobe i produktoch a službách environmentálny dopad, v prípade automobilov je najväčším sporným miestom práve emisná záťaž, ktorú majú automobily so spaľovacím pohonom na atmosféru a tým pádom celé prostredie.
Lenže ani elektromobily nie sú dnes ešte v takom stave, aby mohli byť považované za ideálnu náhradu za spaľovacím princípom poháňané automobily. Najväčšími nevýhodami sú ich nabíjanie a vybíjanie – teda dojazd. Nabíjanie totiž trvá pomerne dlho, počíta sa v hodinách, navyše dojazdy sú stále relatívne krátke. V praxi by tak veľká časť majiteľov elektromobilov musela dobíjať svoje vozidlá pri každej možnej príležitosti.
Automobilky prichádzajú s rôznymi riešeniami, niektoré volia cestu drastickej optimalizácie celkovej účinnosti pohonu, iné sa sústreďujú na sekundárne predlžovače dojazdu, ako solárne panely na streche a bezdrôtové nabíjanie v parkovacom boxe, iné jednoducho zväčšujú kapacitu trakčných akumulátorov.
Mimoriadne významnú úlohu v rýchlosti nabíjania zohráva aj chladenie akumulátorov. Ideálny stav je supravodivosť všetkých zúčastnených privádzajúcich komponentov, čo je kvantový jav pri extrémne nízkej teplote, keď vodič nekladie prúdu prakticky žiadny odpor a neprodukuje tak odpad v podobe tepla. Teplo je všeobecne obrovským problémom benzínových a naftových motorov, ale aj elektrických pohonov.
Potrebu chladenia batérií v elektromobiloch si uvedomujú ako výrobcovia, tak aj ďalšie spoločnosti, ktoré sa zúčastňujú vývoja či výroby elektrických pohonov akéhokoľvek druhu. Aktuálne svoje nové objavy poukázala nemecká spoločnosť LANXESS, ktorá zistila, že nabíjací výkon až 300 kW možno využiť vtedy, keď bude celá batéria ponorená v špeciálnej chladiacej kvapaline. Rýchlosť nabíjania výkonom 300 kW by znamenala, že akumulátor s kapacitou 62 kWh by bolo možné nabiť za menej ako 15 minút. Spočiatku by sa síce hmotnosť automobilov s elektrickým pohonom a ponorným chladením zvýšila, perspektívne však Nemci avizujú príchod takýchto elektromobilov s hmotnosťou nižšou ako 1 tona.
Korelácia typov chladenia akumulátorov a nabíjacieho výkonu: najnižší výkon umožňuje vzduchové chladenie, v strede je chladenie pomocou kvapaliny cirkulovanej v potrubí medzi článkami či modulmi batérie, najvyšší nabíjací výkon dosahuje batéria pri tzv. ponornom chladení. Zdroj: LANXESS
Nižšie prikladáme celú tlačovú správu spoločnosti po redakčnej úprave.
* **300 kW nabíjanie, ktoré je už dnes dostupné, nedokáže využiť žiadny elektromobil. Batérie sa musia dobíjať pomalšie a dlhšie kvôli nedostatočnému chladeniu.**
* **Rozhodujúcim faktorom pri zrýchlení nabíjania budú špecializované chladiace kvapaliny. Na ich vývoji intenzívne pracuje nemecká spoločnosť LANXESS** .
* **Rýchlosť nabíjania je najväčšou prekážkou ďalšieho rozširovania elektromobility**.
Bratislava, 28. apríla 2022 – Elektromobily sú na vzostupe a ich podiel na všetkých registráciách nových vozidiel sa v roku 2021 opäť zvýšil. Autá sú tichšie, jednoduchšie na riadenie, lacnejšie na údržbu a šetrnejšie k životnému prostrediu. Jeden veľký otáznik však zostáva nezodpovedaný. Nabíjanie úplne vybitej batérie trvá príliš dlho a minimálne polhodinová povinná prestávka po prejdení 400 kilometrov je pre vodičov nočnou morou.
Najdostupnejším riešením tohto problému sa ukazuje nová generácia tepelného riadenia batérií. Rozhodujúcim faktorom budú špecializované chladiace kvapaliny, ktoré intenzívne vyvíja LANXESS, popredná nemecká firma v oblasti špeciálnej chémie.
### Batéria sa nesmie prehrievať
Už dnes dokážu špeciálne rýchlonabíjačky nabíjať výkonom až 300 kW, pri ktorom by desaťminútové nabíjanie vystačilo na prejdenie 300 kilometrov. Avšak reálne sa takto rýchlo nemôže nabíjať žiadny dnes dostupný elektromobil. Dôvod je prozaický: 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 spoločnosti LANXESS. „Lepšie chladenie batérií je preto kľúčom k širšiemu používaniu elektrických vozidiel,“ dodáva Schmitz.
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 tzv. ponorné chladenie, pri ktorom je batéria úplne ponorená do chladiacej kvapaliny. To dokáže v krátkom čase absorbovať oveľa viac tepla. Nasadenie tohto riešenia do praxe však závisí od chemického priemyslu, konkrétne od výrobcov špeciálnej chladiacej kvapaliny.
### Chladiaca kvapalina novej generácie ako výzva pre vývojový tím
„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. Stonecipher 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.
### Kratší čas nabíjania s ponorným chladením
V reakcii na dopyt po rýchlejšom nabíjaní batérií elektromobilov pracujú vývojári spoločnosti LANXESS na sortimente špeciálnych chemických látok:
* Polyalfaolefíny (PAO): extra čisté syntetické uhľovodíkové kvapaliny, ktoré takmer nereagujú s okolitými materiálmi a majú dobré tepelné a elektrické vlastnosti
* Estery polyolov (POE): kvapaliny s veľmi dobrými tepelnými a elektrickými vlastnosťami a vysokou požiarnou odolnosťou
* Fosfátové estery (PE): poskytujú dokonalú ochranu pred požiarom a popáleninami v prípade náhodného poškodenia alebo elektrickej poruchy
V budúcnosti nebude nabíjanie elektromobilu trvať dlhšie ako tankovanie vozidla so spaľovacím motorom.
Ponorné chladenie je však ešte vo vývoji a plne funkčný systém si bude vyžadovať napríklad úplne inak navrhnutý batériový blok. Očakáva sa, že v nasledujúcich 3 až 5 rokoch by sa ponorné chladenie mohlo objaviť v prvých osobných elektromobiloch s hmotnosťou do jednej tony.
AUTOVINY.SK » Aktuality » Nemci už vedia, ako nabiť elektromobil za menej ako 15 minút a hmotnosť by časom mala klesnúť pod 1 tonu
Erik Stríž je motoristický novinár, redaktor denníka Autoviny.sk a redaktor časopisu auto motor a šport. Pripravuje témy, aktuality a testy automobilov. Zvýšenú pozornosť venuje legislatíve súvisiacej s dopravou a bezpečnosti.
Zaujíma vás riešenie dopravného problému alebo pre nás máte tip na článok? Napíšte na tip@motoristickynovinar.sk
