Informacja serwisowa: akumulator wysokiego napięcia

Akumulatory litowo-jonowe są bardzo wydajnymi i kompleksowymi zasobnikami energii. Technologia litowo-jonowa jest obecnie najefektywniejszym rozwiązaniem na rynku. Żadna inna technologia nie spełnia w takim stopniu parametrów wymaganych w przemyśle motoryzacyjnym, jak jakość, efektywność, trwałość i koszty. Rozwój technologii litowo-jonowej już dziś pozwala osiągać duży zasięg na prądzie, a w perspektywie jest znaczne skrócenie czasu ładowania w wyniku technologii szybkiego ładowania. Akumulatory litowo-jonowe są małoobsługowe, jednak wymagają elektrotechnicznych kompetencji. Akumulatory litowo-jonowe, podobnie jak wiele innych części, ulegają zużyciu.

Inteligentne rozwiązanie konstrukcji akumulatora nie bazuje na właściwościach pojedynczych ogniw, lecz systemu jako całości. Obejmuje on elektronikę sterującą, łącznie z oprogramowaniem, integralny układ chłodzenia oraz ogniwa umieszczone w bezpiecznej obudowie, dostosowanej do konstrukcji pojazdu.

Starzenie się akumulatorów litowo-jonowych

Akumulatory litowo-jonowe stosowane przez Daimler AG są przewidziane na cały okres użytkowania pojazdu. Jednak podobnie jak wiele innych części, w pewnym stopniu ulegają zużyciu. W przypadku akumulatorów mówi się o tzw. "starzeniu się".

W zakresie technologii litowo-jonowej rozróżniane są dwa podstawowe mechanizmy starzenia się:

 Kalendarzowe starzenie się

 Cykliczne starzenie się

Starzenie się akumulatorów litowo-jonowych objawia się stopniowym zmniejszaniem się możliwej do wykorzystania pojemności.

W celu uzyskania pozytywnego wpływu na skutki powyższych mechanizmów konieczne jest zrozumienie ich podstaw i odpowiednie postępowanie z akumulatorami.

Kalendarzowe starzenie się akumulatorów litowo-jonowych

Akumulatory litowo-jonowe podlegają naturalnemu zjawisku tzw. kalendarzowego starzenia się. Postępuje ono zarówno podczas użytkowania pojazdu, jak i w czasie przestojów. Na kalendarzowe starzenie się wpływają głównie dwa czynniki. Podstawowe czynniki to:

 temperatura

 poziom naładowania (SOC)

Wpływ temperatury i SOC na proces starzenia się akumulatorów litowo-jonowych należy rozumieć następująco:

 im wyższa temperatura, tym szybciej postępuje starzenie się

 im wyższy SOC, tym szybciej postępuje starzenie się (w fazach przestoju)

W związku z tym można sformułować następujące zalecenia:

Jeżeli zachodzi konieczność składowania akumulatorów litowo-jonowych …

 średnia temperatura nie powinna przekraczać 25 °C

 poziom naładowania powinien być niższy niż 40 % SOC

… co pozwoli utrzymywać efekty kalendarzowego starzenia się na możliwie niskim poziomie.

Akumulatory litowo-jonowe zamontowane w składowanych pojazdach podlegają takim samym mechanizmom i procesom starzenia się, jak akumulatory składowane oddzielnie. Ważne wskazówki na temat fachowego składowania pojazdów z zamontowanymi akumulatorami litowo-jonowymi zawiera informacja serwisowa SI54.10-P-0024A: konserwacja akumulatora.

Cykliczne starzenie się akumulatorów litowo-jonowych

Akumulatory litowo-jonowe stosowane przez Daimler AG są zaprojektowane specjalnie jako źródła energii napędowej w pojazdach mechanicznych. Charakteryzują się dużą stabilnością cykli (długą trwałością) i wysoką gęstością energii. Inteligentne oprogramowanie zapewnia użytkowanie akumulatorów litowo-jonowych w optymalnym zakresie termicznym i wydajnościowym.

Jednak pomimo wszystkich technicznych rozwiązań z czasem dochodzi do nieodwracalnej straty pojemności akumulatorów. Jest to wynikiem elektrochemicznego procesu, zachodzącego we wszystkich akumulatorach litowo-jonowych, którego nie można wyeliminować. Każdy cykl użytkowania akumulatora powoduje nieznaczne obniżenie pojemności. Proces postępuje zgodnie z zasadą: im większa jest różnica SOC w danym cyklu, tym większy jest wpływ na cykliczne starzenie się.

Cykliczne starzenie się akumulatorów litowo-jonowych jest naturalnym procesem, zachodzącym w ogniwach akumulatora. Nie ma technicznych możliwości zatrzymania tego zjawiska. Kompleksowe rozwiązania umożliwiły jednak ograniczenie cyklicznego starzenia się. W efekcie pojemność i wydajność naszych akumulatorów litowo-jonowych utrzymuje się przez długi czas na wysokim poziomie.

W ekstremalnych sytuacjach klienci mogą doświadczyć część wprowadzonych przez nas rozwiązań na rzecz ograniczenia starzenia się. Temperatura ma bardzo duży wpływ na starzenie się akumulatorów litowo-jonowych, toteż gdy akumulator jest zbyt zimny lub zbyt gorący, następuje ograniczenie elektrycznej mocy, zapobiegające również uszkodzeniom akumulatora. Przywrócenie pełnej mocy następuje, gdy w wyniku naszej inteligentnej strategii chłodzenia i ogrzewania akumulator ponownie osiągnie optymalny zakres termiczny

Wskazówki na temat użytkowania i konserwacji akumulatorów litowo-jonowych

Starzenie się akumulatorów litowo-jonowych objawia się stopniowym zmniejszaniem się możliwej do wykorzystania pojemności. W celu ograniczenia skutków starzenia się, wynikających z różnych mechanizmów, podczas użytkowania klienci mogą podejmować określone działania:

1. Unikać długich przestojów z wysokim SOC:

Długi okres przestoju akumulatora litowo-jonowego z wysokim SOC przyspiesza proces kalendarzowego starzenia się. Dlatego w miarę możliwości należy unikać długich przestojów z wysokim SOC. Przed dłuższym przestojem zaleca się osiągnięcie SOC na poziomie ok. 40 %, gdyż ogranicza to kalendarzowe starzenie się akumulatora litowo-jonowego.

2. Regularne fazy spoczynkowe:

Bezpośrednio po rozładowaniu akumulatora litowo-jonowego nie powinno się przystępować do ładowania. Ładowanie akumulatora od razu po rozładowaniu wyklucza fazę spoczynkową. Faza spoczynkowa akumulatora litowo-jonowego ma duże znaczenie. Ogranicza ona chemiczne reakcje poboczne w ogniwach i tym samym wydłuża ich trwałość. W związku z tym zalecamy regularne cykle jak niżej:

 Odstawiać pojazd w regularnych odstępach (np.  raz w tygodniu) na dłuższy czas (np.  przez noc lub przez weekend) z niskim SOC (np.  20 % - 30 %).

 Po takiej fazie spoczynkowej można naładować akumulator w zwykłym trybie.

3. Ładowanie odpowiednio do potrzeb:

Średni poziom SOC w zakresie ok. 30 % – 70 % ogranicza starzenie się akumulatora litowo-jonowego. Aby to osiągnąć, zalecamy całkowite ładowanie akumulatorów litowo-jonowych dopiero bezpośrednio przed ich wykorzystywaniem.