Analiza wybranych awarii akumulatorów trakcyjnych pojazdów hybrydowych i elektrycznych

CIEŚLIK Wojciech 1 BOROWSKI Przemysław 2 GIS Wojciech 3 BUESCHKE Wojciech 4 CZAJKA Jakub 5 Analiza wybranych awarii akumulatorów trakcyjnych pojazdów hybrydowych i elektrycznych WSTĘP Znaczne zmniejszenie emisji dwutlenku węgla z sektora transportu drogowego można osiągnąć przez wprowadzenie elektrycznych i hybrydowych układów napędowych. Pojazdy osobowe ulegają hybrydyzacji [1] przez rozbudowanie układu napędowego o silniki elektryczne i niezbędne do ich działania akumulatory. Uzyskuje się wtedy poprawę osiągów pojazdów i zmniejszenie zużycia paliwa. Zauważalny jest także wzrost produkcji pojazdów w pełni elektrycznych oraz pojazdów typu Range Extender [6], które wyposażone są w niewielki silnik spalinowy napędzający generator. Najbardziej kosztowym podzespołem w budowie takich pojazdów jest akumulator. W produkcji akumulatorów dominują kraje azjatyckie (Japonia, Korea Południowa i Chiny), zarówno pod względem historycznym produkcji różnego typu akumulatorów konsumenckich, jak również dużych akumulatorów specjalnego zastosowania dla rynku motoryzacyjnego. Na rysunku 1 przedstawiono głównych producentów akumulatorów. Ze względu na rodzaj i przeznaczenie pojazdu stosowane są różne ich rodzaje. Najbardziej popularnym rozwiązaniem są obecnie akumulatory: niklowo-wodorkowe (Toyota: Prius, Auris, Yaris, Camry), litowo-jonowe (Toyota: Prius plug-in, Prius +, Tesla Model S, BMW i3, Nissan Leaf, Citroën C-Zero, Renault Fluence Z.E.), sodowo-chlorkowo-niklowe (Peugeot Partner Venturi). USA Europa Chiny Japonia Korea Płd. Rys. 1. Producenci akumulatorów w wybranych regionach świata [2] 1 Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, 60-965 Poznań, ul. Piotrowo 3, tel. 61-224-45-02, fax. 61-665-2204, Wojciech.M.Cieslik@doctorate.put.poznan.pl 2 Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, 60-965 Poznań, ul. Piotrowo 3, tel. 61-665-59-66, fax. 61-665-2204, Przemyslaw.T.Borowski@doctorate.put.poznan.pl 3 Instytut Transportu Samochodowego, Centrum Ochrony Środowiska, 03-301 Warszawa, ul. Jagiellońska 80, tel. 22-43-85-125, fax. 22 43 85 401, Wojciech.Gis@its.waw.pl 4 Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, 60-965 Poznań, ul. Piotrowo 3, tel. 61-665-59-66, fax. 61-665-2204, Wojciech.E.Bueschke@doctorate.put.poznan.pl 5 Politechnika Poznańska, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, 60-965 Poznań, ul. Piotrowo 3, tel. 61-665-59-66, fax. 61-665-2204, Jakub.Czajka@put.poznan.pl 254

Dobór akumulatorów do danego pojazdu jest uwarunkowany przeznaczeniem pojazdu oraz kosztem jego produkcji. Wymagania w stosunku do pojazdów elektrycznych to jak najmniejsze wartości masy i objętości przy zachowaniu jak najlepszych parametrów akumulatorów odpowiedzialnych za zasięg i możliwości jazdy pojazdem. Zasadniczymi wielkościami są pojemność akumulatora oraz napięcie i natężenie prądu. Dodatkowo w napędach hybrydowych wymagane jest dopasowanie wielkości akumulatorów do niewielkiej przestrzeni zabudowy tak, by nie ograniczać powierzchni użytkowej pojazdu. Na rysunku 2 a i d przedstawione są pojazdy elektryczne, których akumulatory umieszczone są głównie w płycie podłogowej czy w pobliżu posadowienia silnika elektrycznego (komora silnika). W pojazdach hybrydowych akumulatory znajdują się zazwyczaj w przestrzeni bagażnika, pod tylnym siedziskiem pasażerów lub w tunelu między siedzeniami przedstawione na rysunku 2 b i c. a) b) c) d) Rys. 2. Przykładowe rozmieszczenie akumulatorów w pojazdach hybrydowych i elektrycznych: a) Tesla model S, b) Chevrolet Volt, c) Toyota Yaris, d) Fisker Karma [3, 12] Pojazdy o napędzie hybrydowym na rynku są od 1997 roku, kiedy sprzedano pierwsze Toyoty Prius w Stanach Zjednoczonych. Również obecnie w Ameryce Płn. znajdują one głównych odbiorców. W roku 2012 sprzedano tam 434,5 tys. pojazdów hybrydowych (około 50% stanowiła Toyota Prius). Udział napędów hybrydowych w rynku sprzedaży USA w 2012 roku wyniósł 3% [7]. Ze względu na obecne możliwości dodatkowego ładowania akumulatorów pojazdów hybrydowych ze źródeł zewnętrznych (tzw. systemy plug-in) napędy te są coraz bardziej popularne. W roku 2012 w USA 70% napędów hybrydowych wyposażone było w system plug-in, przy największym udziale Chevroleta Volt. W Japonii dominowała natomiast Toyota Prius plug-in. W Polsce w sprzedaży napędów hybrydowych firma Toyota osiągnęła poziom 1352 sztuk w roku 2013, mając ponad trzystuprocentowy wzrost sprzedaży w porównaniu do roku poprzedniego [11]. Celem niniejszych analiz jest wskazanie przyczyn uszkodzeń i awarii akumulatorów, popartych praktycznymi przykładami wynikającymi z ich eksploatacji. 1. PORÓWNANIE KONSTRUKCJI AKUMULATORÓW WYSOKONAPIĘCIOWYCH Badania układów akumulatorów wysokonapięciowych prowadzono na stanowisku wyposażonym w napęd Toyoty Prius I generacji w Laboratorium Silników Spalinowych Politechniki Poznańskiej. 255

Przedstawiony na rysunku 3 akumulator składa się z 38 modułów (o napięciu spoczynkowym 7,2 V), z których każdy zawiera 6 cel niklowo-wodorkowych (1,2 V) połączonych szeregowo. Oznacza to, że każdy zestaw akumulatora wysokonapięciowego zawiera 228 celi niklowo-wodorkowych. Każda z cel jest narażona na uszkodzenie, które w efekcie ma wpływ na efektywność działania całego akumulatora. W pracy [9] wykazany został wpływ uszkodzonych cel na zasięg pojazdu. Pojazd, który został przystosowany przy użyciu 37 modułów 2,4 A h i jednego modułu 1,2 A h osiągnął zasięg jedynie 1,3 km w trybie elektrycznym, w odróżnieniu do 38 modułów 2,4 A h, które pozwoliły osiągnąć zasięg 2,6 km. a) b) Moduł akumulatora 7,2 V Cela 1,2 V Rys. 3. Akumulator wysokonapięciowy Toyoty Prius: a) system chłodzenia, b) pojedyncza cela [5, 12] W przeprowadzonych badaniach oceniono wpływ awarii akumulatorów na parametry osiągane przez samochód, zmodyfikowany pojazd elektryczny Peugeot Partner VENTURI. Pojazd napędzany jest za pomocą asynchronicznego silnika elektrycznego o mocy maksymalnej 42 kw i maksymalnym momencie obrotowym wynoszącym 175 N m. Jako źródło zasilania wykorzystano akumulator sodowo-chlorkowo-niklowy ZEBRA o pojemności 23,5 kw h, którego widok przedstawiono na rysunku 4, a jego parametry w tabeli 1. Rys. 4. Akumulator sodowo-chlorkowo-niklowy ZEBRA [12] Podstawową cecha akumulatorów tego typu jest wykorzystanie elektrolitu w postaci stopionej soli. Aby utrzymać elektrolit w postaci cieczy jonowej należy utrzymywać jego temperaturę powyżej 245ºC. Aby natomiast ograniczyć wydzielanie się ciepła oddawanego przez akumulator, umieszczono 256

go w izolowanej obudowie, która w przypadku zbyt dużych temperatur chłodzona jest przez wewnętrzny obieg powietrza. Zestaw czujników stale monitoruje stan cieplny akumulatora powodując dogrzewanie go w czasie braku działania pojazdu oraz chłodząc podczas maksymalnych obciążeń w czasie jazdy. Teoretyczna możliwa maksymalna temperatura pracy akumulatora wynosi 350ºC. W dalszej części artykułu zostały przedstawione zależności mocy napędu (silnika elektrycznego) od temperatury akumulatora oraz teoretyczny zasięg pojazdu w funkcji jego prędkości wyznaczony na podstawie badań pojazdu w testach 30-minutowych. Tab. 1. Parametry akumulatora ZEBRA [12] Podzespoły Dane techniczne Jednostka Wartość 1 skrzynka rozdzielcza, 2 listwa mocująca, Pojemność A h 76 3 akumulator trakcyjny, 4 BMI moduł sterujący Napięcie znamionowe V 310 akumulatora, 5 ładowarka akumulatora Z37, Max napięcie regeneracyjne V 372 6 ładowarka DC-DC, 7 falownik, 8 zespół wentylatorów GMP reduktor, 9 stycznik inercyjny, Minimalne napięcie V 206 10 nagrzewnica WEBASTO, 11 wentylator układu Energia kw h 23,5 trakcyjnego, 12 wentylator akumulatora Moc maksymalna kw 33,5 Zakres temperatury wewnętrznej C 245-350 2. ROZŁADOWANIE AKUMULATORA Określenie uszkodzenia akumulatora ma ścisły związek z jego rozładowaniem. Ze względu na zróżnicowane wartości tego rozładowania w przypadku pojazdów elektrycznych i hybrydowych, przedstawiono poniżej główne aspekty tego zagadnienia. Stopień naładowania akumulatora jest jednym z wyznaczników zasięgu pojazdu. Porównując moc i pojemność akumulatorów dla pojazdów elektrycznych i hybrydowych na rysunku 5, należy zauważyć kilkukrotnie większą wartość pojemności akumulatora dla pojazdów elektrycznych. Dostępną pojemność rozładowuje się prądem 1C (oznacza prąd równy jednej pojemności akumulatora). W przypadku napędów hybrydowych istnieje kilka możliwości rozładowania akumulatorów w zależności od mocy układu. Systemy o dużej mocy mają prąd rozładowania równy 10C. W takim przypadku dolny i górny margines ładowania akumulatora jest znacznie większy. Oznacza to, że dostępny zakres rozładowania akumulatora wynosi 40 80% SOC (state of charge stopień naładowania akumulatora). W przypadku akumulatorów o wydłużonym czasie cykli życia zakres jego rozładowania jest mniejszy (ograniczone pełne rozładowanie do 40% SOC). W przypadku napędów plug-in obserwuje się większą wartość mocy i dużą pojemność akumulatora. Wynika ona z możliwości doładowania akumulatora w czasie postoju pojazdu. Zakres dostępnego rozładowania jest największy ze wszystkich przypadków akumulatorów w napędach hybrydowych. 257

pojemność akumulatora próg do ładowania odzyskowego (ryzyko przeładowania) prąd 1 C 95% SOC zakres pracy (pojemność) 90% SOC 3 C margines bezpieczeństwa < 10% pojemności 20% SOC > 10 C 75% 60% 80% 40% 7 C 20% akumulator EV duża pojemność, mała moc akumulator HEV mała pojemność, duża moc HEV long life, redukcja stopnia rozładowania HEV plug-in Rys. 5. Wymagania dotyczące pojemności i mocy akumulatorów do zastosowań w napędach elektrycznych i hybrydowych [10] Obecnie istnieje wiele możliwości zwiększenia zakresu rozładowania akumulatorów. Przyjmuje się, że zastosowanie w układzie napędu elektrycznego (lub hybrydowego) ultrakondensatorów przyczyni się do zwiększania o 20% zakresu rozładowania akumulatora. 3. ANALIZA PRZYCZYN AWARII AKUMULATORÓW Wśród awarii akumulatorów wysokonapięciowych przedstawionych na rysunku 6 można wyodrębnić dwa zasadnicze rodzajów: chwilowe i trwałe. Chwilowe awarie to takie, w przypadku których warunki pracy wymagają ograniczenia mocy napędu, np. ze względu na wysoką temperaturę lub mały poziom naładowania. Awarie trwałe powodują uszkodzenie pojedynczych cel, co wpływa na sprawność całego akumulatora. Awarie akumulatorów trakcyjnych (wysokonapięciowych) Trwałe Chwilowe Uszkodzenie pojedynczych cel Przegrzanie Rozładowanie Przeładowanie Rys. 6. Systematyka awarii akumulatorów wysokonapięciowych [4, 5, 12] Pierwszą część badań dotyczących awarii akumulatorów przeprowadzono na stanowisku demonstracyjnym hybrydowego zespołu napędowego Toyoty Prius I generacji, których celem było określenie wpływu rozładowania poszczególnych modułów akumulatora na jego parametry pracy. Widok układu hybrydowego przedstawiono na rysunku 7. Jest to stanowisko zbudowane w oparciu o podzespoły oryginalnego pojazdu. Posiada kompletny układ napędowy składający się z silnika spalinowego, silnika elektrycznego i generatora, a także seryjną wiązkę elektryczną wraz z układami sterującymi i czujnikami. Całość zespolona z zewnętrznym silnikiem elektrycznym umożliwia symulację hamowania regeneracyjnego. Dzięki temu jest możliwe symulowanie rzeczywistych warunków jazdy, w których dochodzi do rozładowania lub ładowania akumulatorów przy 258

Napięcie modułu [V] wykorzystaniu silnika spalinowego lub odzyskiwania energii kinetycznej pojazdu. Tryby pracy pojazdu hybrydowego w warunkach rzeczywistych opisano w pracy [8]. 5 1 2 3 4 6 Rys. 7. Mobilne stanowisko demonstracyjne hybrydowego zespołu napędowego samochodu Toyota Prius (Politechnika Poznańska): 1 panel pojazdu (informacje o trybie jazdy hybrydowego układu napędowego), 2 prędkościomierz, 3 dźwignia wyboru trybu jazdy, 4 system akwizycji danych diagnostycznych, 5 gniazdo OBD, 6 akumulator wysokonapięciowy układu napędowego Do badań wykorzystano układ diagnostyczny umożliwiający odczyt parametrów z tzw. monitora napędu hybrydowego i akumulatora wysokonapięciowego. Dane te zostały wykorzystane do analizy. Pierwsza część badań dotyczy awarii trwałej akumulatora polegającej na uszkodzeniu dwóch modułów. Rysunek 8 przedstawia zmiany napięcia na modułach akumulatora. Podział od 1 do 19 (przedstawiony na rysunku 8) wynika z łączenia modułów w pary, których napięcie podczas obciążenia wynosi średnio 16,5 V. W wyniku pomiarów zostały wykazane rozbieżności w napięciach na blokach nr 6 i 10, których wartości współczynnika zmienności wyniosły powyżej 29% w przeciwieństwie do sprawnych modułów, dla których współczynnik ten jest poniżej 1%. Na podstawie wartości napięcia na modułach akumulatora układ sterujący oblicza chwilowe wartości SOC i przez sterowanie trybami pracy napędu umożliwia zmienność tych wartości w czasie, w zakresie właściwego ładowania i rozładowywania akumulatora, co przedstawiono na rysunku 9. 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Min 15.79 15.71 15.70 15.69 15.87 2.93 16.15 16.12 16.04 7.16 16.01 15.94 15.14 15.97 16.30 16.26 16.20 16.26 16.26 Mean 16.58 16.51 16.50 16.49 16.54 15.21 16.54 16.52 16.54 15.19 16.58 16.52 16.54 16.55 16.61 16.56 16.52 16.55 16.56 Max 16.99 16.94 16.96 16.95 17.00 20.00 17.03 17.00 16.93 19.37 16.99 16.93 17.11 16.96 17.04 16.98 16.93 16.96 16.97 CoV% 0.921 0.928 0.911 0.908 0.892 29.06 0.832 0.828 0.843 27.61 0.848 0.855 1.56 0.868 0.847 0.823 0.808 0.809 0.804 Rys. 8. Zmiany napięcia na pakietach modułów akumulatora wysokonapięciowego 259

SOC [%] Napięcie modułu [V] SOC Obszar przeładowania Górna granica kontrolna SOC Obszar kontrolny Dolna granica kontrolna SOC Obszar niedoładowania Czas Rys. 9. Zakres poprawnego ładowania akumulatora poziom SOC [9] Podczas przeprowadzonych badań zasymulowano dwa podstawowe tryby ładowania akumulatora przedstawione na rysunku 10: Ładowanie przez silnik spalinowy w badaniach zarejestrowano 3-krotne ładowanie do poziomu około 55% SOC (pojedynczy tryb ładowania zakres I silnik spalinowy wyłączony po naładowaniu). Średni czas doładowania akumulatorów przez silnik spalinowy o 1% SOC wyniósł 20 s podczas postoju pojazdu. Ładowanie przez odzysk energii z kół pojazdu (rekuperacja, zjazd ze wzniesienia) zakres II przez okres 85 s ładowanie akumulatora do poziomu 77% SOC, następnie przez kolejne 12 s poziom SOC wzrósł do 100% wskazując na przejście w zakres przeładowania. 21 18 15 12 9 6 Nr N t Napięcie modułu nr 6 Napięcie modułu nr 10 Napięcie modułu nr 19 SOC s V V V % 1 108,965 9,040 8,670 16,470 54,500 2 130,712 18,170 18,690 16,450 55,500 2-1 21,747 9,130 10,020-0,020 1,000 3 154,922 4,930 7,710 16,310 55,000 4 251,747 19,050 18,760 16,720 100,000 4-3 96,825 14,120 11,050 0,410 45,000 1 2 3 4 3 0 100 80 60 I 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 t [s] Rys. 10. Symulacja trybów ładowania akumulatorów na stanowisku demonstracyjnym II 40 20 Drugi etap badań został przeprowadzony przy użyciu pojazdu elektrycznego Peugeot Partner VENTURI na stanowisku hamowni podwoziowej wykorzystującej hamulec Zoellner z pojedynczą rolką o średnicy 48. Stanowisko przedstawiono na rysunku 11. Umożliwia ono zadawanie obciążenia, a także symulowanie rzeczywistych oporów ruchu pojazdu, co pozwala na wykonanie dowolnego przejazdu lub testu, np. testu jezdnego homologacyjnego lub testu 30-minutowego. 260

1 2 3 4 Rys. 11. Hamownia podwoziowa (Instytut Transportu Samochodowego): 1 pojazd elektryczny Peugeot Partner VENTURI, 2 rolka hamowni, 3 pasy mocujące, 4 nawiew Badania na hamowni podwoziowej polegały na wykonaniu testów 30-minutowych, umożliwiających uzyskanie maksymalnej prędkości pojazdu elektrycznego, utrzymywanej w stałym przedziale czasu. Największe obciążenia akumulatora występują podczas przyspieszeń, które trwają stosunkowo krótko (do kilkudziesięciu sekund) oraz podczas jazdy z maksymalną prędkością pojazdu. Podczas przejazdu przy zadanej prędkości maksymalnej akumulatory trakcyjne osiągnęły wartość temperatury 313ºC. Pomimo dopuszczalnej maksymalnej temperatury wynoszącej 350ºC moduł sterowania akumulatora zaczął ograniczać moc pojazdu przy temperaturze 301ºC. Moc maksymalna została ograniczona w celu zmniejszenia poboru energii i jednoczesnego nagrzewania akumulatora w 9 minucie co przedstawiono na rysunku 12. Moc napędu została ograniczona z 30 kw do około 7,5 kw. Towarzyszył temu spadek maksymalnej prędkości jazdy, zależny bezpośrednio od mocy. Maksymalna prędkość zmniejszyła się ze 120 km/h do 62 km/h. Taki tryb awaryjny pracy jest szczególnie niepożądany w sytuacji, gdy pojazd porusza się po drogach szybkiego ruchu. Po zmniejszeniu temperatury akumulatorów do 305ºC system zaczął stopniowo zwiększać moc napędu do około 15 kw co pozwoliło na zwiększenie prędkości do około 95 km/h. Stan awaryjny wywołany zbyt wysoką temperaturą w znacznym stopniu ograniczył możliwości funkcjonalne i użytkowe pojazdu. Ograniczenie mocy wywołane przegrzaniem akumulatorów powoduje także pogorszenie przyspieszenia pojazdu. Rys. 12. Test 30-minutowy na hamowni podwoziowej, dla zadanej ustalonej prędkości V max = 121,5 km/h 261

Prędkość pojazdu [km/h] Przeprowadzone badania przy różnych nastawach stałej prędkości pojazdu umożliwiły wyznaczenie teoretycznego zasięgu pojazdu, co przedstawiono na rysunku 13. Wraz ze zwiększeniem prędkości rośnie moc oporów ruchu, a więc akumulatory rozładowują się szybciej. Dlatego zasięg przy maksymalnej prędkości pojazdu jest najmniejszy i wynosi 61 km. Zasięg zmienia się nieliniowo w funkcji prędkości i wynosi 143 km dla prędkości 40 km/h. Jest to spowodowane nieliniowością mocy oporów ruchu, a także zmienną sprawnością akumulatora w funkcji jego SOC. 140 120 100 80 60 40 20 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Zasięg [km] Rys. 13. Teoretyczny zasięg pojazdu elektrycznego Peugeot Partner VENTURI wynikający z testów na hamowni podwoziowej Akumulatory sodowo-chlorkowo-niklowe ZEBRA, wymagają podwyższonej temperatury ze względu na ich sprawność oraz mają ograniczoną maksymalną temperaturę pracy ze względu na przegrzanie. Posiadają obudowę, która pełni funkcję ochronną i izolacyjną. Jednak umieszczenie akumulatorów z przodu pojazdu powoduje narażenie na poważne ewentualne uszkodzenia w przypadku kolizji. Zwiększone ryzyko uszkodzenia akumulatora nie powoduje zwiększenia zagrożenia dla otoczenia. Jego uszkodzenie spowoduje rozładowanie oraz zneutralizowanie elektrolitu. WNIOSKI Pojazd elektryczny w przeciwieństwie do pojazdu hybrydowego zapewnia wykorzystanie energii zgromadzonej wyłącznie w akumulatorach. W sytuacji, gdy akumulator pracuje w niekorzystnych warunkach lub przy małym stopniu naładowania, dynamika, prędkość maksymalna, jak i zasięg pojazdu ulegają pogorszeniu. W badaniach przedstawionych w artykule awarii akumulatora wysokonapięciowego w przypadku napędu hybrydowego dochodzi do zwiększenia udziału pracy silnika spalinowego w napędzie pojazdu. Poruszanie się pojazdem w takich warunkach nie jest znacząco utrudnione, jak ma to miejsce w pojazdach elektrycznych. Przedstawione sytuacje związane z awariami akumulatorów pozwalają na stwierdzenie: konieczności monitorowania ich stanu naładowania, okresowego kontrolowania SOC nie tylko całego akumulatora, lecz także kontrolowania napięcia poszczególnych cel lub modułów ogniw, przymusu kontroli temperatury akumulatorów, która wpływa bezpośrednio na pracę elektrycznego układu napędowego. Publikacja powstała w ramach realizacji projektu "Inżynier Przyszłości. Wzmocnienie potencjału dydaktycznego Politechniki Poznańskiej", nr POKL.04.03.00-00-259/12, współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. 262

Streszczenie Ciągły postęp w zwiększeniu sprawności energetycznej pojazdów doprowadził do wdrażania w coraz większym stopniu napędów elektrycznych. Napędy takie ograniczają koszty podróżowania i zyskują coraz większe zainteresowanie. Najważniejszą rolę w takich układach pełnią akumulatory, które są nośnikami energii. W artykule przedstawiono podział światowej produkcji akumulatorów, omówiono sposoby rozmieszczenia akumulatorów w pojeździe. Opisano budowę dwóch typów akumulatorów: niklowo-metalowowodorkowego oraz sodowo-chlorkowo-niklowego. Przedstawiono badania dwóch różnych napędów podczas ładowania oraz rozładowania akumulatorów. Wskazano sposób podziału trybów awaryjnych akumulatorów oraz ich wpływ na pracę układu. Wykazano zależność awarii poszczególnych cel na pracę całego zestawu akumulatorów. Przedstawiono zależności generowanej mocy akumulatorów od ich temperatury oraz związaną z tym zależność zasięgu od prędkości pojazdu. Analysis of selected failures of traction batteries in hybrid and electric vehicles Abstract Continuous progress in increase of the energy efficient of vehicles has led to increasing implementation of electric drives. They appear both in electric vehicles and hybrid vehicles. These drives through low travel cost have more and more interest in. The most important in these systems are batteries which are energy carrier. The article presents the world distribution of battery production. The arrangement batteries in vehicles is discussed. The construction of two types of battery: nickel-metal-hydride battery and sodium-nickel-chloride battery. the paper presents the study of two different drives using discussed batteries on charge mode and discharge mode. The distribution of battery failure modes and their effects on operating parameters are presented. The relation of failure single cells on work all battery is demonstrated. The relation of battery temperature on its generated power and the relation of vehicle speed on its range are presented. 1. BIBLIOGRAFIA 1. Borowski P., Pielecha I., Cieślik W., Bueschke W., Czajka J., Hybrydyzacja układów napędowych pojazdów samochodowych. Logistyka 2014, nr 6. 2. Cost and performance of EV batteries. Final report 2012. www.element-energy.co.uk (dostęp z dnia 12.08.2014) 3. Hybrid Cars. www.hybridcars.com (dostęp z dnia 01.09.2014). 4. Leijen P., Scott J., Failure analysis of some Toyota Prius battery packs and potential for recovery. SAE Technical Paper 2013-01-2561. doi: 10.4271/2013-01-2561. 5. Mark L., Hybrid high voltage battery pack testing and analysis: a roadmap for reconditioning, rebuilding & remanufacturing opportunities in the automotive aftermarket. APRA, 2012. 6. Merkisz J., Pielecha I., Borowski P., Parametry eksploatacyjne silników spalinowych w pojazdach typu Range Extender. Autobusy 2013, nr 4. 7. Nordan M., The very curious hybrid boom. mnordan.com/2013/02/28/the-very-curious-hybridboom (dostęp z dnia 10.01.2014). 8. Pielecha I., Czajka J., Borowski P., Wisłocki K., Operational parameters of hybrid drive system of Toyota Yaris on urban traffic conditions. Prace Naukowe. Transport. Środki i infrastruktura transportu. z. 98. Politechnika Warszawska, 2013. 9. Prius chat. 2014 Prius convention. priuschat.com (dostęp z dnia 21.08.2014). 10. Traction batteries for EV and HEV applications. www.mpoweruk.com/trac-tion.htm#startstop (dostęp z dnia 11.06.2014). 11. Toyoyta Motor Poland, Wyniki sprzedaży. www.toyota.pl (dostęp z dnia 29.08.2014). 12. Toyota Prius battery. www.toyotapriusbattery.com (dostęp z dnia 12.08.2014). 13. Zebra electric energy storage system: from R&D to market. HTE hi.tech.expo Milan 25-28.11.2008. 263