akkujärjestelmissä

Akkujärjestelmät ovat energian tallentamisen kokonaisuuksia, joissa useita akkukennostoja kootaan moduuleiksi ja pakkauksiksi sekä yhdistetään hallinta-, jäähdytys- ja suojajärjestelmiin sekä liitäntöihin. Niitä käytetään laajasti sähköajoneuvoissa, uusiutuvan energian varastoinnissa sekä varavoima- ja keskuskäytössä.

Järjestelmä muodostuu soluista, moduuleista ja akkupaketista sekä BMS:stä, lämpöjohtimista ja tehonsiirtoyksiköistä. BMS seuraa jännitteitä, virtoja ja lämpötiloja, tasapainottaa solut ja suojaa ylikuormitukselta sekä yli- tai alijännitteeltä. Jäähdytys voi olla neste- tai kaasujäähdytystä riippuen järjestelmästä.

Kemialliset ratkaisut: yleisimmät akut ovat litium-ioni ja lyijyakut; käytössä on myös NiMH-, litium-sulfur- sekä kiinteä elektrolyyttiin perustuvia vaihtoehtoja. Eri kemiat tuottavat erilaisia energiatiheyttä, elinikää ja lämpötilakestoja. Litium-ioni -järjestelmät ovat yleisiä kannettavissa ja sähköajoneuvoissa; lyijyakut ovat halvempia mutta raskaampia ja niillä on lyhyempi kesto.

Toiminta ja haasteet: akkujärjestelmät tallentavat energiaa lataamalla ja vapauttamalla sitä. Kapasiteetti ja elinikä riippuvat käyttötavasta, syklien määrästä sekä lämpötilasta. Turvallisuutta edistetään tasapainoituksella, oikealla lämpöjohtamisella ja asianmukaisilla suojauksilla sekä standardien noudattamisella.

Sovellukset ja ympäristö: järjestelmien rooli kasvaa energiavarastoinnissa, vakauden ja varavoiman turvaamisessa sekä liikenteessä. End-of-life -kysymykset ja kierrätys ovat tärkeitä ympäristön ja resurssien kannalta; kierrätyksessä palautetaan litiumia, kobolttia ja muita arvokkaita materiaaleja.