sunnuntai 21. lokakuuta 2018

Puhutaanpas vähän akuista



Kyseessä ei siis ole Aku-ankka, tai Hirviniemi. Sähköauton yksi tärkeimpiä osia on akusto, joka koostuu useasta eri osakokonaisuudesta. Myös eri akkukemioita on useita, mutta kaikki eivät ole helposti saatavilla. Akuston hallinta on myös tärkeässä osassa, jotta akuston ikä on mahdollisimman pitkä.

Akun kemia määrittelee akuston jännitteen, kapasiteetin, turvallisuuden yms. Eli oikean akkutyypin valinta on tärkeähköä. Tärkeähköä siksi, että monessa tyypissä on omat hyvät ja huonot puolet. Eli pitää valita itselle parhaiten sopiva akkutyyppi. Valintaan vaikuttavia asioita minulla on, turvallisuus, pitkäikäisyys ja hinta. Kapasiteetti on tietysti tärkeää, jotta ajomatka on sopiva. Kapasiteettia saa kasvattamalla, kun hankkii enemmän akkuja, tai valitsee suurempi Ah kennot, mutta tässä hinta aina nousee. Kupla kuluttaa sähköä arvion mukaan noin 10-15kWh/100km, joten 100 kilometrin ajomatkaan akuston energian pitää olla vähintään 15kWh. Koostan laskelmia yhteen taulukkoon jutun loppuun. En käy tässä läpi kaikkia tekniikoita tarkasti, koska kuka sitä jaksaisi lukea? Ja jos jaksaa, niin tietoa saa esimerkiksi täältä https://batteryuniversity.com/ tai muualta internetistä. Ja voihan se olla että palaan vielä tähän asiaan useaan kertaan. Olkoot tämä tämmöinen päänavaus akustoon.

Lyijyakut


Lyijyakut ovat kaikille eniten tuttuja, koska niitä on käytetty erittäin kauan. Autojen starttiakut ovat esimerkiksi lyijyyn perustuva. Näistäkin löytyy jonkun verran eri variaatoita, ja tyyppejä eri käyttötarkoituksiin. Lyijyakun yhden kennon jännite on 2V, eli kaksi volttia. Sen takia auton akuissa kennoja on kuusi kappaletta, jotta saadaan tuttu 12V. Akkukennojen kapasiteetti määräytyy aika suoraan kennon pinta-alasta, joten isompikapasiteettiset akut ovat isompi ja painavampia. Ylläri. Ja lyijyhän painaa, joten lyijyakku ei ole ihanteellinen sähköautoille. Halpa se kyllä olisi, suhteutettuna muihin, muuta myös lyhyt ikäinen. Syklikesto no 300-600 kertaa, eli akusto kestää ajossa muutaman vuoden. No rahalla saa kyllä kestävämpiäkin akkuja, mutta paino on isoin hyi hyi, ja lyijy on muutenkin pahasta. 


Litium 


Litium ja litiumioni yms. akkuja on reilusti yli 20(riippuu laskentatavasta) eri kemiaa saatavilla. Valintaa helpottamassa on puhtaasti eri tekniikoiden saatavuus. Eli erikoisempia kemioita ei vaan ole vielä saavilla, tai ne maksaa ihan liikaa. Siksi en kasaa kaikkia tähän alle, vaan muutamia tärkeimpiä.


LiPo

Yleisin joka löytyy melkein jokaisesta puhelimesta nykypäivänä. Näiden kapasiteetti suhteessa painoon ja tilavuuteen on aika korkea. Mutta turvallisuus ei ole hyvällä tasolla, jonka johdosta kannettavia laitteita syttyy aika-ajoin palamaan. Joissain sähköautoissa näitä kennoja on kyllä käytetty, mutta itse en viitsi omatekemään laittaa. Pakkasenkesto on myös huono. Käyttäkääpä puhelinta pakkasella, niin huomaatte asian itse. 


LiFePO4

litium-rauta-fosfaatti on minun mielestäni sopiva valinta sähköautoon, jos kennoston tekee itse. Kennoja löytyy sopivassa kokoluokassa helposti ja turvallisuus on ok. Yksi miinus on kemian huono kapasiteetti/paino suhde. Eli akustosta tulee vähän painavampi, kun vertaa tosiin. Akuston kesto on hyvällä tasolla, ja valmistajat lupaavat 2000–4000 syklin, eli latauksen kestoa. 


LTO

Litium titaanioksidi olisi erittäin mielenkiintoinen akkutekniikka, vaikkakin sen kapasiteetti/painosuhde on huonohko. Kemia kestää kylmää ja on erittäin pitkäikäinen käytössä. Valmistajat lupaavat jopa yli 10 000 lataus/purku sykliä. Eli akustoa ei tarvitse vaihtaa pitkään aikaan. Mutta hinta ja saatavuus rajaavat tämän akkukemian pois valinnasta. Suomalainen Linkker käyttää omissa busseissaan LTO akkuja joiden kapasiteetti on 55kWh/63.5kWh ja takaavat vähintään 15.000 latauskertaa.


Muut

NCA-kemia (LiNiCoAlO2) eli alumiiniä, tai NCM-kemia (LiNiMnCoO2) mangaania sisältävät akut ovat kaupallisten sähköautojen yleisimmät akkukemiat. NCA akkuja löytyy esimerkiksi tesloista, joiden kennot ovat 18650 kokoa. Eli samoja joita käytetään nykyään taskulampuissa ja sähkötupakoissa.

Teslan akustot ovat siitä kiinnostavia, koska niitä löytyy käytettynä paketteina. Esimerkiksi kolariautoista saa täysin kunnossa olevia kennopaketteja. Hintakaan ei ole mikään älyttömän suuri, kun vertaa itse tehtyyn kennopakettiin. Itse meinaan tutkia tätä vaihtoehtoa vakavasti, koska valmiista paketista saisi helpoiten tehtyä luotettavan kokonaisuuden. Valmiissa paketissa on kaikki suojauselektroniikka, jäähdytys yms. valmiina. Pitää vielä mittailla sopiiko kyseiset akut miten hyvin kuplan rakenteisiin.

Tässä on vähän laskettuna parista paikasta otettuja akkuhintoja.

HUOM. tuossa minun exelissä on virhe. Jätän sen vielä tuohon, mutta ammattilaiset huomaa kyllä. Kiitos Sähköautot - Nyt! aktiiville :)