Unele dintre principalele puncte ale rezistenței consumatorilor împotriva vehiculelor hibride includ percepția conform căreia bateriile costisitoare de înaltă tensiune din aceste vehicule sunt nesigure și predispuse la defecțiuni frecvente sau premature. Adevărul este că toți producătorii de vehicule hibride de pe piața internă și externă sunt obligați legal să garanteze pachetele de baterii hibride de înaltă tensiune pentru cel puțin opt ani sau 250.000 km de utilizare. Cu toate acestea, perioadele de garanție de zece ani sau 250.000 km parcurși reprezintă normă pentru unele hibride fabricate în Japonia, un exemplu fiind vehiculele Toyota Prius.

Producătorii de pe piața internă sau externă sunt obligați legal să transfere și să onoreze soldul garanțiilor bateriilor hibride. Această cerință înseamnă că, dacă cumpărați, de exemplu, un vehicul hibrid vechi de trei ani cu 65.000 km pe contorul de parcurs, dealerul trebuie să vă transfere soldul garanției originale a bateriei. De asemenea, înseamnă că dealerul trebuie să onoreze soldul rămas în garanție dacă bateria se defectează în perioada de timp rămasă.

Din păcate, nimic în această lume nu este perfect, ceea ce înseamnă că bateriile hibride de înaltă tensiune pot eșua din diverse motive. Astfel, pentru a înțelege ce puteți face pentru a prelungi durata de viață a acumulatorului de înaltă tensiune al vehiculului hibrid, trebuie să discutăm despre ce sunt acumulatorii de hibride, cum funcționează și cum eșuează uneori.

Construcția pachetelor de baterii hibride de înaltă tensiune

În termeni simpli, orice acumulator constă din celule de baterie de joasă tensiune conectate în serie pentru a forma o baterie mai mare și mai puternică. În timp ce unele detalii specifice cu privire la construcția de design și chimia utilizată în celulele individuale ale bateriei variază între diferiți producători și/sau modele, toate pachetele de baterii hibride urmează același model general pe care îl vom analiza folosind un pachet de baterii hibrid tipic Toyota ca exemplu.

Pachetele de baterii din modelele Prius constau de obicei din 128 de celule, fiecare având o tensiune nominală de 1,2 volți. Construirea pachetului de baterii constă din șase celule de baterie conectate în serie, ceea ce înseamnă că polul negativ al unei celule este conectat la polul pozitiv al următoarei celule din serie pentru a crea un modul de baterie cu o tensiune nominală de 7,2 volți. Continuând acest model, modulele sunt conectate în serie pentru a crea un pachet de baterii cu o tensiune nominală de 201,6 volți.

În cazul anumitor tipuri de baterii, cum ar fi cele bazate pe aliaje de nichel-hidrură metalică, unele baterii hibride din unele modele Prius pot conține până la 228 de celule.

La modelele Prius, acumulatorul poate produce, de obicei, până la 20 kW de putere atunci când este descărcat în proporție de 50%. Totuși, în timpul funcționării normale a vehiculului, sistemul de management electronic al bateriei va menține starea de încărcare a bateriei într-un interval cuprins între aproximativ 90% din capacitatea sa maximă la limita superioară și aproximativ 30% din capacitatea sa la limita inferioară.

Detaliile tehnice ale modului în care acumulatorul menține acest nivel de încărcare (cunoscut și sub numele de SOC (State of Charge) al bateriei) nu intră în domeniul de aplicare al acestui articol, dar este suficient să spunem că cea mai mare parte a procesului de încărcare a bateriei are loc în timpul frânării regenerative. Acest proces este inițiat atunci când șoferul elimină presiunea de pe pedala de accelerație. Această acțiune face ca motorul/generatorul din trenul de rulare să nu mai furnizeze putere motrice vehiculului și să înceapă să funcționeze ca un generator pentru a înlocui capacitatea pierdută a bateriei. Forțele magnetice pe care le creează procesul de încărcare sunt suficient de puternice pentru a exercita o forță puternică de frânare asupra vehiculului, de unde și termenul „frânare regenerativă”.

Cum și de ce eșuează pachetele de baterii hibride?

Din perspectiva unui proprietar mediu al unui vehicul hibrid, cei mai importanți doi factori care determină longevitatea, durabilitatea și performanța unui acumulator hibrid sunt SOC (Starea de încărcare) a bateriei și SOH (Starea de sănătate) a bateriei. Dar ce înseamnă acești termeni, mai exact?

Starea de încărcare

Starea de încărcare este pur și simplu o expresie cu privire la energia electrică stocată în baterie în raport cu tensiunea sa nominală, care în cazul unui model tipic Prius este de 201,6 volți. Relația dintre tensiunea măsurată a unei baterii și capacitatea acesteia de a furniza muncă utilă nu este neapărat liniară. Este doar un limbaj tehnic care înseamnă că o baterie care este, să zicem, 70% descărcată, poate furniza până la aproximativ 40% (sau mai mult, în funcție de condițiile de funcționare și de nivelul necesar de energie) din puterea pe care ar furniza-o dacă ar fi încărcată la 100% din capacitatea sa maximă.

Starea de sănătate 

În timp ce SOC-ul unei baterii hibride este de o anumită importanță în ceea ce privește performanța unei baterii pe termen scurt, starea de sănătate a unei baterii este mult mai importantă pentru cât de bine (sau altfel) funcționează un pachet de baterii hibride pe termen mediu și lung. Iată și motivul!

În orice sistem electric, energia electrică va curge întotdeauna de la un potențial ridicat la un potențial scăzut (sau mai mic). Practic, aceasta înseamnă că, dacă două baterii sunt conectate și o baterie se descarcă din orice motiv, energia electrică din bateria cu cea mai mare încărcare va curge către bateria cu cea mai mică încărcare în încercarea de a îndeplini mai multe legi ale fizicii.

În practică, un acumulator hibrid poate funcționa conform intenției numai dacă toate celulele și modulele din pachetul de baterii împart în mod egal sarcinile de încărcare și de descărcare. Deoarece pachetele de baterii hibride conțin zeci de celule individuale, orice defecțiune în orice celulă are o legătură directă și imediată cu cât de bine funcționează celulele de pe fiecare parte a celulei sau a modulului defecte.

Prin urmare, pentru a proteja electronica de putere și alte sisteme de control de pe vehicul, un modul dedicat de control al bateriei monitorizează fiecare celulă și modul din pachetul de baterii în mod individual. Să presupunem că acest modul de control detectează o celulă sau un modul a cărui tensiune nominală, rezistență, temperatură sau alt parametru monitorizat se abate de la cele ale tuturor celorlalte celule sau module cu mai mult de o marjă maximă admisă. În acest caz, va limita capacitatea de încărcare/descărcare a întregului pachet de baterii la cea a celulei sau modulului deteriorat, ca măsură de protecție.

Există multe motive posibile pentru care orice celulă sau modul individual poate eșua. În practică, totuși, cele mai frecvente cauze includ:

• Defecte de fabricație în celulele bateriei.
• Diferențele de fabricație între celule.
• Conexiuni electrice slabe între celule și/sau module.
• Temperaturi anormal de ridicate sau scăzute ale bateriei.
• Deteriorări mecanice ale bateriei în timpul întreținerii de rutină.
• Și, într-o măsură mai mică, proceduri de servire necorespunzătoare.

Indiferent de cauzele reale ale diferenţelor parametrilor monitorizaţi, efectele unor astfel de diferenţe pot varia de la uşoare, la abia sesizabile, la dramatice, în sensul că unul sau mai multe module de control ar putea imobiliza autovehiculul ca măsură de siguranţă.

Ce puteți face pentru a proteja acumulatorul vehiculului hibrid?

Pachetele de baterii hibride sunt în mod inerent periculos de fabricat și, prin urmare, aceste baterii nu pot fi reparate de utilizator. Cu toate acestea, există un lucru esențial pe care îl puteți face pentru a vă proteja bateria vehiculului, care nu implică să lucrați singur la ea.

Nu ignora luminile de avertizare!

Sistemul de monitorizare a bateriei setează coduri de eroare și aprinde lumini de avertizare pe tabloul de bord al vehiculului dacă detectează una sau mai multe dintre o mare varietate de posibile probleme, defecte, defecțiuni sau defecțiuni ale acumulatorului de înaltă tensiune și ale sistemelor aferente acestuia. Aceste tipuri de probleme includ de obicei:

• Temperaturi anormale ale bateriei cauzate de defecțiuni sau probleme ale sistemului dedicat de răcire a bateriei controlat de computer: țineți cont de faptul că temperatura bateriei afectează direct mai multe aspecte ale performanței sale.
• Dezechilibre între celulele bateriei și/sau modulele bateriei: Rețineți că defecțiunea unei singure celule a bateriei poate și va degrada performanța întregului pachet de baterii, ceea ce poate crește consumul de combustibil al vehiculului ca efect secundar.
• Rate de încărcare anormal de ridicate sau scăzute: există diverse cauze posibile ale acestor tipuri de probleme, dar în unele cazuri, este posibil să nu fie direct legate de defecțiuni sau defecte ale acumulatorului de înaltă tensiune în sine. Uneori este vorba de o defecțiune de alt fel, cum ar fi sistemele conexe care ar putea include sistemul de monitorizare a bateriei, electronica de putere, precum și sistemele care controlează și/sau monitorizează ansamblul motor/generator.

Rezumat
În unele cazuri, bateriile hibride pot fi reparate prin îndepărtarea și înlocuirea celulelor și/sau modulelor bateriei deteriorate. Acesta este un domeniu de reparații foarte specializat care ar trebui efectuat numai de personal calificat corespunzător care are acces la informații de service la nivel de OEM și la echipamente de testare, diagnosticare și încărcare aprobate de OEM.

În practică, dealerii vor înlocui de obicei un pachet de baterii de înaltă tensiune care prezintă dezechilibre electrice în condiții de garanție, în loc să îl repare, dar nu este întotdeauna cazul. Cu toate acestea, dacă o garanție nu acoperă un pachet de baterii de înaltă tensiune, inspectarea regulată a bateriei și efectuarea reparațiilor necesare în timp util oferă proprietarilor de vehicule hibride o metodă extrem de rentabilă de a restabili performanța unei baterii „leneșe”.

În cele mai multe cazuri, combinația dintre inspecțiile semestriale ale bateriei și procedurile de întreținere a bateriilor aprobate de OEM efectuate (dacă este necesar) de un furnizor de servicii calificat corespunzător poate prelungi durata de viață utilă a unui pachet de baterii hibride cu câțiva ani.

Sursa:https://autochelu.ro/blog/baterii-hibride-durata-de-viata-a-bateriilor-hibride/