Litiumioniakut ovat erittäin tehokkaita ja monipuolisia energiavaraajia. Litiumioniteknologia edustaa tällä hetkellä markkinoiden tehokkainta akkuteknologiaa. Mikään muu akkuteknologia ei täytä autoteollisuudelle välttämättömiä laadun, tehokkuuden, käyttöiän ja kustannusten parametrejä samalla tavalla. Litiumioniakkujen tuotekehityksen ansiosta ovat sähköisen ajamisen pitkät toimintamatkat konkreettisesti lähempänä, ja latausaikoja on kyetty lyhentämään merkittävästi pikalatausteknologian ansiosta. litiumioniakkujen huoltotarve on pieni, mutta korkeajänniteakun käsittely vaatii sähköteknistä ammattiosaamista. Kuten monessa muussakin rakenneosassa, myös litiumioniakuissa ilmenee tietynlaista kulumista.
Älykäs akkujärjestelmä kattaa kennon lisäksi koko järjestelmän. Järjestelmään kuuluvat ohjauselektroniikka ja ohjelma, integroitu jäähdytys, autoon täsmällisesti mitoitettu erittäin turvallinen kotelo sekä kennot.
Litiumioniakkujen ikääntyminen
Mercedes-Benzin asentamat litiumioniakut on tarkoitettu kestämään auton koko käyttöiän ajan. Kuten monessa muussakin rakenneosassa, myös niissä ilmenee tietynlaista kulumista. Akuista puhuttaessa siitä käytetään nimitystä "vanheneminen".
Litiumioniteknologian yhteydessä voidaan erottaa periaatteessa kaksi vanhenemismekanismia:
Kalenteriin perustuva vanheneminen
Jaksottainen vanheneminen
Litiumioniakkujen vanheneminen ilmenee käytettävissä olevan kapasiteetin laskuna sen koko käyttöiän aikana.
Jotta näiden erilaisten mekanismien perustana oleviin ilmiöihin voidaan vaikuttaa positiivisesti, on tärkeää ymmärtää eräitä perustavanlaatuisia ilmiöitä ja käsitellä litiumioniakkuja niiden mukaisesti.
Litiumioniakkujen kalenteriin perustuva vanheneminen
Litiumioniakkuja koskee ns. kalenteriin perustuvan vanhenemisen luonnollinen ilmiö. Tämä ilmenee sekä autoa käytettäessä että litiumioniakkujen seisonta-aikojen yhteydessä. Kalenteriin perustuvaan vanhenemiseen voidaan vaikuttaa pääasiassa kahdella tekijällä. Pääasialliset vaikuttavat tekijät ovat:
Lämpötila
Varaustila (SOC)
Lämpötilan ja SOC-arvon vaikutus litiumioniakkujen vanhenemiseen tarkoittaa seuraavaa:
Mitä korkeampi lämpötila, sitä nopeampaa on vanheneminen.
Mitä korkeampi on SOC-arvo, sitä nopeampaa on vanheneminen (seisonta-aikoina).
Tästä syystä voidaan antaa seuraava suositus:
Jos litiumioniakkuja on varastoitava, …
keskimääräistä 25 °C lämpötilaa ei pidä ylittää
varaustila pitää asettaa arvoon alle 40 % SOC
… , jotta kalenteriin perustuva vanheneminen saadaan pidettyä mahdollisimman vähäisenä.
Autoon asennetussa litiumioniakussa tapahtuvat auton varastoinnin yhteydessä samat vanhenemisprosessit ja -mekanismit kuin erikseen varastoiduissa litiumioniakuissa. Tärkeitä ohjeita sellaisten autojen varastoinnista, joihin on asennettu litiumioniakku, löydät korkeajänniteakun huoltoa koskevasta huolto-ohjeesta SI47.70-S-0071A.
Litiumioniakkujen jaksottainen vanheneminen
Mercedes-Benzin litiumioniakut on kehitetty erityisesti autoteollisuuden käyttöön ja optimoitu käytettäviksi vedon ja voimansiirron tukemiseen. Niille on ominaista suuri syklinen kestävyys (pitkä käyttöikä) ja suuri energia- ja tehotiheys. Käytössä olevia litiumioniakkuja käytetään älykkään ohjelman ansiosta niille optimaalisella lämpötila- ja tehoalueella.
Kaikista teknisesti mahdollisista toimenpiteistä huolimatta myös litiumioniakkujen kapasiteetti laskee käytön yhteydessä ajan myötä peruuttamattomasti. Kyseessä on kaikkia litiumioniakkuja koskeva sähkökemiallinen prosessi, johon ei voida vaikuttaa. Kapasiteetti laskee litiumioniakkujen jokaisen käyttösyklin yhteydessä vähän. Mitä suurempi tällöin on syklin SOCero, sitä suurempi on vaikutus sykliseen vanhenemiseen.
Litiumioniakkujen syklisessä vanhenemisessa on kyse luonnollisesta prosessista litiumioniakkujen kennojen sisällä. Sen pysäyttäminen ei ole teknisesti mahdollista. Syklistä vanhenemista on kyetty vähentämään mittavien toimenpiteiden avulla. Tämän ansiosta litiumioniakkujemme kapasiteetti ja teho pysyvät hyvin pitkään korkealla tasolla.
Asiakkaat voivat ääritilanteissa havaita osan vanhenemisen vähentämiseen tähtäävistä toimenpiteistämme. Koska lämpötilalla on suuri vaikutus litiumioniakkujen vanhenemiseen, ja jotta vältetään litiumioniakkujen vauriot, liian kylmän tai liian lämpimän litiumioniakun sähkötehoa lasketaan. Kun litiumioniakut ovat sitten älykkään jäähdytys- ja lämmitysstrategian ansiosta taas optimaalisella lämpötila-alueella, täysi sähköteho on käytettävissä totuttuun tapaan.
Litiumioniakkujen käyttö- ja hoito-ohjeita
Litiumioniakkujen vanheneminen ilmenee käytettävissä olevan kapasiteetin laskuna. Vaikuttaakseen näiden erilaisten mekanismien perustana oleviin ilmiöihin positiivisesti asiakas voi tehdä käytön aikana eräitä toimenpiteitä:
1 Pitkien seisonta-aikojen välttäminen SOC-arvon ollessa korkea:
Jos litiumioniakkuja pidetään paikallaan pitkän aikaa siten, että SOC-arvo on korkea, kalenteriin perustuva vanheneminen on voimakkaampaa kuin matalalla SOC-arvolla. Sen tähden on mahdollisuuksien mukaan vältettävä pitkiä seisonta-aikoja siten, että SOC-arvo on korkea. Noin 40 %:n SOC-arvo vähentää kalenteriin perustuvaa litiumioniakkujen vanhenemista, ja se on siksi suositeltavaa pitkän seisonta-ajan yhteydessä.
2 Säännölliset lepovaiheet:
Litiumioniakkuja ei pidä välttämättä ladata uudelleen heti purkautumisilmiön jälkeen. Litiumioniakkujen lataaminen heti purkautumisen jälkeen ei jätä aikaa lepovaiheelle. Tällä lepovaiheella on litiumioniakuille suuri merkitys. Se vähentää kemiallisia sivureaktioita kennossa ja pidentää siten sen käyttöikää. Suosittelemme sen tähden tekemään säännöllisin väliajoin seuraavan toimenpiteen:
Pysäköi auto säännöllisin väliajoin (esimerkiksi kerran viikossa) pidemmäksi aikaa (esimerkiksi yön yli tai viikonlopun ajaksi) siten, että SOC-arvo on matala (esimerkiksi 20 % 30 %).
Auto voidaan sitten ladata tämän lepovaiheen jälkeen tavanomaiseen tapaan.
3 Tarpeeseen perustuva lataaminen:
Keskimääräinen SOC-arvo n. 30 % 70 % vähentää litiumioniakkujen vanhenemista. Tämän saavuttamiseksi suosittelemme lisähoitotoimenpiteenä lataamaan litiumioniakut vasta juuri ennen käyttöä.
Viitatut asiakirjat
- si4770s0071a Huolto-ohje: Korkeajänniteakun huolto