Nowe rozwiązania techniczne – układy akumulatorów

Nawet 550 kilometrów przejechanych po jednokrotnym naładowaniu akumulatora – Volkswagen ID.3 wyposażony wyłącznie w napęd elektryczny robi wrażenie zarówno pod względem dynamiki jazdy, jak i zasięgu. Jest to pierwszy z serii modeli skonstruowanych w oparciu o modułową platformę do budowy samochodów elektrycznych (MEB). Dzięki możliwości szybkiego ładowania prądem o mocy 100 kW akumulator Volkswagena ID.3 można w ciągu 30 minut zasilić do poziomu wystarczającego do przejechania 290 km (WLTP). Jest to możliwe dzięki najważniejszemu elementowi elektrycznego samochodu – akumulatorowi. W nowym ID.3 zastosowano akumulator wysokiego napięcia, przypominający kształtem tabliczkę czekolady. Wewnątrz akumulatora znajduje się nawet 12 połączonych ze sobą modułów. Fabryka w Brunszwiku należąca do Volkswagen Group Components będzie wytwarzać w przyszłości do 500.000 akumulatorów rocznie. Jak działa akumulator?

Budowa akumulatora: cela-moduł-układ

W układzie wysokonapięciowym wykorzystuje się cele litowo-jonowe, stosowane również w telefonach komórkowych czy laptopach. Pojedyncza cela jest najmniejszym elementem układu – gromadzi energię, a następnie ją oddaje. W jednym module akumulatora znajdują się 24 cele. Liczba modułów, które tworzą układ może być różna. Modułowa konstrukcja daje wiele możliwości – zależnie od liczby modułów zasięg auta może być mniejszy lub większy, stosownie do życzenia klientów. Zasadnicza struktura układu akumulatora jest jednak zawsze taka sama. Układ zastosowany w ID.3 składa się z 12 modułów. W systemie tym panuje napięcie 408 V – znacznie wyższe niż w domowym gniazdku prądu, w którym napięcie wynosi tylko 230 woltów.

Moduł wysokiego napięcia steruje przepływem energii pomiędzy akumulatorem a silnikiem elektrycznym zamieniając przy tym prąd stały (DC) zgromadzony w akumulatorze w przemienny (AC) służący do zasilania silnika. Jednocześnie instalacja elektryczna prądu stałego 12V za pomocą przetwornika DC/DC jest zaopatrywana w niskie napięcie. Akumulator może być ładowany prądem zmiennym o maksymalnej mocy 11 kW lub stałym o mocy do 125 kW.

Centralny dystrybutor energii

Platforma MEB pozwala wykorzystać wszystkie możliwości techniczne, jakie stwarza elektryczny układ napędowy. W zasadzie samochód elektryczny jest konstruowany wokół centralnego elementu jaki stanowi akumulator, dzięki temu w pojeździe zawsze jest dostatecznie dużo miejsca, by zamontować „baterię” żądanej wielkości. Taki sposób konstrukcji ma liczne zalety ze względu na usytuowanie akumulatora i towarzyszących mu urządzeń. Płaski kształt i umieszczenie akumulatora w podłodze pojazdu sprawiają, że kabina elektrycznego auta może być dużo większa niż w konwencjonalnych samochodach. Aluminiowa obudowa „baterii”, której elementem jest rama wzmacniająca, chroni akumulator przed skutkami zderzenia pojazdu i zapewnia autu stabilność; jest przy tym lekka. Właściwości aerodynamiczne samochodu poprawia z kolei – także aluminiowa – płyta chroniąca akumulator od strony podwozia.

Nowe centrum kompetencyjne w zakresie budowy akumulatorów

W zakładzie Volkswagen Group Components w Brunszwiku, w którym już od 2013 roku wytwarza się seryjnie akumulatory do aut elektrycznych, skonstruowano cały układ akumulatorów do aut powstających na platformie MEB, łącznie z hardwarem i oprogramowaniem. Na obszarze równym powierzchni dziewięciu boisk do piłki nożnej powstał nowy budynek wyposażony w najnowocześniejsze urządzenia techniczne do produkcji akumulatorów. W przyszłości w fabryce w Brunszwiku należącej do Volkswagen Group Components będzie powstawać każdego roku do 500.000 akumulatorów.

Źródło: Volkswagen Polska