Stellantis si ve Spojených státech nechal zapsat patent na řešení, které má v kritické chvíli zabránit vznícení trakční baterie, případně požár alespoň včas udusit. Princip stojí na tom, že se přímo uvnitř bateriového packu vytvoří hasicí pěna. Ta má zastavit nejnebezpečnější scénář, který se u lithium-iontových baterií skloňuje nejčastěji: takzvané tepelné ujíždění článků.
Dvě kapaliny, jedna pěna a rychlá reakce
V blízkosti samotných článků má být umístěný zásobník se speciální kapalinou. Jakmile systém vyhodnotí, že hrozí problém, zásobník se mechanicky naruší (propíchne) a obsah se uvolní. Současně se otevře i okruh běžného kapalinového chlazení baterie, kde obvykle koluje směs vody a glykolu. Ve chvíli, kdy se obě tekutiny potkají, začnou vytvářet pěnu – a právě ta má fungovat jako „vnitřní hasič“: omezí šíření tepla a přeruší řetězec událostí vedoucí k ohni.
Senzory hlídají baterii a spouštěč jedná za vás
Klíčovou roli tu nehrají jen kapaliny, ale i elektronika. Patent popisuje síť senzorů, které průběžně sledují teplotu baterie. Pokud některý článek začne vykazovat nebezpečné hodnoty, nastoupí elektrické či elektromagnetické spouštěče. Ty v krátkém sledu prorazí zásobník se speciální směsí a zároveň uvolní i chladicí potrubí. Celé to má být automatické, bez zásahu řidiče, a hlavně dost rychlé na to, aby se situace nerozjela do fáze, kdy už je pozdě.
Co je „thermal runaway“ a proč je to takový problém
Nekontrolovatelný nárůst teploty v článku – tedy thermal runaway – je v podstatě lavina. Stačí výrobní vada, vnitřní zkrat nebo mechanické poškození, a článek se začne prudce zahřívat. Teplo může rozkládat materiály v článku, uvolní se kyslík a ten se dostane do kontaktu s hořlavým elektrolytem. Výsledkem je další růst teploty, který zvyšuje riziko dalšího poškození – a reakce se pak sama „přikrmí“. Pokud se to nezastaví, může dojít až k požáru celé baterie.
Cíl Stellantisu je právě v tomhle bodě jednoduchý: zabrzdit kaskádu dřív, než se rozjede naplno. Pěna vytvořená z dvojice kapalin má oheň udusit, ochladit problémové místo a nedovolit, aby se teplo šířilo dál.
Ventily a tlak: jak udržet pěnu uvnitř, ale nezavřít „pokličku“
Patent myslí i na tlak, který může uvnitř bateriového pouzdra při krizovém ději narůstat. Bateriové pouzdro má proto obsahovat ventily, které se při zvýšení tlaku automaticky otevřou. Zároveň se počítá s chytrým režimem, kdy by se ventily mohly střídavě otevírat a zavírat: cílem je vypustit přebytečný tlak bezpečně ven, ale nenechat hasicí pěnu zbytečně rychle „utéct“ z baterie.
Patent není sériová výroba – zatím
Důležité je, že jde zatím jen o patentové krytí nápadu, ne o potvrzení, že se systém opravdu dostane do aut. Automobilky si podobně chrání spoustu konceptů, které se do reality nikdy nepřetaví. Na druhou stranu, myšlenka jako taková působí přímočaře: kombinace speciální kapaliny a běžného chladiva vytvoří pěnu, která má umět rychle zasáhnout proti požáru v místě vzniku.
Pěny nejsou žádná sci-fi – otázka je, jak dobře to bude fungovat v baterii
Hasicí pěny chemický průmysl zná dlouho. Pokud by se podařilo podobný princip efektivně přenést do uzavřeného prostoru bateriového packu tak, aby pěna skutečně dokázala „udusit“ problém ještě v zárodku – nebo mu dokonce předcházet – mohlo by to bezpečnost elektromobilů posunout o kus dál.
Požáry baterií sice nejsou každodenní jev, ale občas se (i když spíš výjimečně) objeví. Právě proto dává smysl hledat řešení, která dokážou riziko ještě víc stáhnout – ideálně tak, aby případná závada neskončila dramatickou podívanou, ale jen interním „zásahovým“ procesem, o kterém řidič možná ani nebude vědět.
Nabízím jednu historickou paralelu. V 90. letech 19. století Benz vyrobil první automobil. A jeho manželka se rozhodla, že auto využije k návštěvě přítelkyně, která slavila narozeniny. Do auta si dala dort a kanystry s benzínem (neexistovaly pochopitelně žádné pumpy). Na cestě k přítelkyni se vyděšené ženy křižovaliy když viděly auto, které jelo rychlostí 40 km v hodině, což mírně převyšovalo rychlost splašeného koňského povozu. Ale někteří pokrokoví kněží žehnaly autu jako budoucnosti dopravy. S přítelkyní to oslavily, paní Benzová dolila benzín pro zpáteční cestu a odjela. Rychle se to rozkřiklo a na zpáteční cestě už musela paní Benzová odpovídat na dotazy zvědavých novinářů a jeden starosta města jí dokonce jmenoval čestnou občankou svého města. Spalovací auta potřebovala téměř 100 let vývoje a teprve zdokonalení motorů a nové prvky jako ABS a automatická převodovka dostaly auta na současnou úroveň. Když budeme předpokládat, že elektromobily reálně vstoupily na scénu kolem roku 2015, tak za jedenáct let už překonávají spalovací motory. Už jezdí elektromobily s bateriemi v pevné fázi, asistenti řidičů se implementují daleko snadněji než u spalovacích motorů, auto má menší proozní náklady a prodeje i v Evropě v době ropné kriza už překonávají rekordy. Navíc automobilky dlouhodobě spoléhaly na kartelovou dohodu s ropnými těžeři a prakticky vůbec nevyvíjely splalovací motory. Naopak výrobci elektromobilů způsobiliy i revoluci ve spalovacích motorech plugin hybridů a dosáhly dříve nevídanou účinnost spalovacího motoru 43%.A na závěr bych připomněl citát Alberta Einsteina. „Nové věci se neprosazují tak, že přesvědčí své odpůrce, ale tak že odpůrci odejdou do penze a další generace je považuje za samozřejmé“
V počátcích automobilismu byla většina aut na elektrický pohon, spalovací auta se ale vyvíjela rychleji a elektromobily skončily na nepraktické baterii, to se změnilo nástupem li-ion baterií. Dnes jsou oba pohony na trhu vedle sebe a každý má své výhody a nevýhody, protlačovat ale něco silou žádné technologii nikdy neprospělo. Chápu zákaz spalovacích vozů ve velkých městech ale spalováky by mohly jezdit po silnicích ještě dlouhé desítky let. Dnes stejně nikdo neví, jak bude doprava vypadat za dalších 100 let, je dost možné, že (sdílená, autonomní, …) auta ošéfují dopravu jen v okolí uzlů nadzvukových hyperloopů, které obstarají dopravu na delší vzdálenosti po státu, kontinentu, nebo planetě. Auta (a letadla) pak budou mít podobné využití, jako dnes motorky, které v drtivé většině slouží především k zábavě.