Vývoj nových li-ion akumulátorov použiteľných vo výkonných hybridoch Mercedes-AMG sa začal ešte v roku 2016, dnes sú však pripravené na sériovú výrobu a čakajú na svoju aplikáciu v prvých hybridných autách. Ako prezradil Daimler, dostanú sa do hybridov kombinujúcich elektromotor s radovými štvorvalcami 2.0 16V Turbo (M139) aj benzínovými motormi 4.0 V8 (M177). V prípade hybridného pohonu s motormi V8 sa máme pripraviť na systémový výkon presahujúci 600 kW (816 k) a krútiaci moment viac ako 1000 Nm. Aspoň také sú teda jeho technické možnosti, v koľkých verziách a s akými výkonmi sa nakoniec v jednotlivých modeloch dostane do sériovej výroby, Daimler zatiaľ neprezradil. Isté je len to, že vývoj nových technológií beží aj na európskej pôde, čo dáva minimálne koncernu Daimler AG nateraz šancu obhájiť pozíciu technologického lídra aj v časoch expanzie elektrických pohonov.
Pri výkonných hybridoch Mercedes-AMG budú nový akumulátor aj trakčný elektromotor uložené vždy vzadu nad nápravou. Samotná batéria má hmotnosť 89 kg.
Požiadavka znela jasne – často opakovane vyvolávaný výkon
Pri vývoji malého pomocného akumulátora pre hybridné pohony konštruktéri kládli dôraz na nízku hmotnosť a najmä jeho schopnosť poskytovať opakovane vysoký výkon. S tým úzko súvisí aj možnosť rýchleho príjmu energie pri rekuperácii a čo najvyššia hustota energie. Pre všetko toto však bol kľúčový jeden faktor – chladenie.
„Každý akumulátor potrebuje pre optimálny výdaj výkonu definovanú teplotu. Keď je akumulátor energie príliš studený alebo príliš horúci, dočasne citeľne stratí silu alebo sa musí dokonca poddimenzovať, aby pri vysokých teplotných stupňoch nedošlo k poškodeniu. Rovnomerná regulácia teploty akumulátora má preto rozhodujúci vplyv na jeho výkonnosť, životnosť a bezpečnosť,“ konštatuje vo svojej oficiálnej správe Daimler AG.
Ako vysvetľuje Daimler, bežné chladiace systémy používajú na chladenie batérií vzduch alebo nepriamo vodu. Tie však relatívne rýchlo dosiahnu svoju hranicu. S rastúcou energetickou hustotou článkov navyše rastú aj nároky na chladenie. Ak batériu poriadne nechladíme, rýchlo klesá jej výkon aj životnosť.
Daimler však prichádza s tzv. priamym chladením. Celý akumulátor s napätím 400 V sa skladá z 560 článkov, pričom každý z nich teraz Daimler chladí individuálne. Permanentne okolo nich obteká špeciálne chladiace médium na báze elektricky nevodivej kvapaliny. Približne 14 litrov chladiaceho média cirkuluje pomocou špeciálne vyvinutého elektrického vysokovýkonného čerpadla zhora nadol cez celý akumulátor popri každom článku, pričom chladiace médium preteká aj cez výmenník tepla pracujúci s olejom a vodou, ktorý je umiestnený priamo na akumulátore. Tento výmenník odvádza teplo do niektorého z dvoch nízkoteplotných okruhov (NT) vozidla a odtiaľ ďalej do chladiča NT v prednej časti vozidla, ktorý nakoniec vypustí teplo do okolitého vzduchu. Systém je pritom navrhnutý tak, aby bolo v akumulátore zaručené rovnomerné rozloženie tepla.
Daimler priamo chladí všetkých 560 článkov batérie. Odhora smerom nadol a následne chladiace médium preháňa chladičmi. Ani pri maximálnej rekuperácii preto neprekročí teplota batérie hranicu 45 °C.
Rovnomerná teplota
Výsledkom priameho chladenia je schopnosť udržať teplotu batérie na stabilnej úrovni 45 °C bez ohľadu na to, či sa vybíja alebo nabíja rekuperáciou. Tá môže byť navyše poriadne intenzívna a dosahuje až 90 kW. Čo sa týka konkrétnejších údajov, akumulátor s označením HPB80 má kapacitu 6,1 kWh (ide o akumulátor pre hybridné autá, nie čisté elektromobily), jeho maximálny výkon je 150 kW (ten vydrží poskytovať 10 sekúnd), trvalý výkon 70 kW, má hmotnosť 89 kg a dosahuje hustotu výkonu 1,7 kW/kg. Bežné akumulátory bez priameho chladenia článkov dnes dosahujú približne polovicu tejto hodnoty.
zdroj: Daimler AG
