Miksi start-stop -autot tarvitsevat erityisiä akkuja

Ydin Syy: Start-Stop -muutos es Mitä Akka Täytyy - Tee se.

Perinteisen auton akku on suunniteltu tekemään yksi tehtävä hyvin: antamaan lyhyt, korkeavirtainen purkaus moottorin käynnistämiseen, minkä jälkeen se pysyy lähes täysilatautuneena, kun vaihtogeneraattori täyttää sen. Koko järjestelmä on suunniteltu tämän yhden tapahtuman perusteella matkaa kohden. Start-stop -ajoneuvot kumoavat tämän ajattelumallin. Aina kun auto pysähtyy, moottori sammuu; aina kun kuljettaja vapauttaa jarrun tai painaa kytkintä, moottori käynnistyy uudelleen. Kaupunkiliikenteessä akun saattaa täytyä käynnistää moottori kymmeniä tai jopa satoja kertoja matkan aikana sen sijaan, että se tehtäisiin vain kerran. Akun täytyy myös pitää kaikki sähköjärjestelmät toiminnassa näiden käynnistysten välillä sekä ottaa vastaan epäsäännöllisiä latauspulsseja vaihtogeneraattorilta ja regeneratiiviselta jarrutusjärjestelmältä. Tavallisen käynnistysakun kemiallinen koostumus, levyjen rakenne, latauskyky ja lämpötilasietoisuus eivät ole suunniteltuja tähän työkuormaan.

Tämä on yksinkertaisesti tärkein syy, miksi start-stop -ajoneuvoissa tarvitaan erityisakkua. Tämä ei ole markkinointiväite. Järjestelmän aiheuttama kuormitussykli on perustavanlaatuisesti erilainen kolmessa suhteessa: kuinka usein akun täytyy antaa käynnistysvirtaa, kuinka usein se purkautuu osittain käynnistysten välillä ja kuinka suuren sähkökuorman sen täytyy kantaa moottorin ollessa pois päältä. Tavallinen nestemäinen lyijy-lyijihappoakku kestää näitä olosuhteita jonkin aikaa, mutta se sulfaattuu, menettää kapasiteettia ja epäonnistuu paljon aiemmin kuin ei-start-stop -ajoneuvossa.

Markkina Piilokuorma tavalliselle Akulle Ei Suunniteltu Käytettäväksi

Akun näkökulmasta kolme kuormitusta muuttuvat heti, kun valmistaja asentaa start-stop -järjestelmän ajoneuvoon. Jokainen näistä yksinään lyhentäisi tavallisen akun elinikää; yhdessä ne vaativat erilaista akkusuunnittelua.

Useammat moottorin uudelleenkäynnistykset

Tiukassa kaupunkiliikenteessä start-stop -ajoneuvo voi käynnistää moottorinsa useita kertoja kilometriä kohden. Tavalliset akut on suunniteltu yhden korkean virran tapahtuman käsittelyyn, jota seuraa pitkä latausaika. Toistuvat käynnistykset nopeasti peräkkäin aiheuttavat lämpöä, kiihdyttävät levyjen korroosiota ja vähentävät akun tehokasta käynnistyskykyä huomattavasti ennen kuin sen kalenteri-ikä viittaisi epäonnistumiseen.

Jatkuva apulaitteiden käyttö kuorma moottorin ollessa pois päältä

Kun moottori pysähtyy punaisella valolla, akku muodostaa ainoan virranlähteen ilmastointipuhaltimelle, viihdejärjestelmälle, mittariston valaisimille, valaistukselle, antureille ja kaikille aktiivisille turvajärjestelmille. Riippuen ajoneuvosta tämä moottorin ollessa pois päältä oleva virranotto voi kestää kerrallaan muutamasta sekunnista useisiin minuutteihin, ja kertyy matkan aikana. Tavallinen akku pystyy tukemaan tätä virranottoa lyhyen aikaa, mutta sitä ei ole suunniteltu käytettäväksi suurina osina päivästä osittaisessa lataustilassa apulaitteiden käytön aikana.

Epäsäännöllinen lataus vaihtovirran generaattorilta tulevat pulssit ja regeneratiivisesta jarrutuksesta

Start-stop -ajoneuvot yhdistävät usein start-stop -toiminnon regeneratiiviseen jarrutukseen. Alternattori ja jarruenergian talteenottosysteemi syöttävät varauksen takaisin akkuun lyhyinä, vaihtelevina pulssina eikä pitkinä, tasaisina täytytysvarauksina, joita perinteiset ajoneuvot tuottavat tasaisella nopeudella. Täytetty lyijy-happoakkuu absorboi nämä pulssit tehottomasti, muodostaa pinnallisesti sulfaattia ja menettää käyttökelpoista kapasiteettia ajan myötä.

Miksi Tavallinen täytetty Lyijyäsiini Akka Ei riitä

Täytetty lyijy-happoakkuu on edelleen markkinoilla halvin 12 V:n autoakkuja tuottava kemiallinen ratkaisu, mikä selittää, miksi sitä käytetään edelleen oletusvertailukohtana, kun ostajat kysyvät: "Miksi start-stop -ajoneuvot tarvitsevat erityisiä akkuja?" Rehellinen vastaus on, että ongelmana on kemiallinen koostumus, ei merkki. Kolme täytetyn lyijy-happoakun rakenteellista ominaisuutta ristii suoraan start-stop -käytön vaatimuksia:

•Rajoitettu käyttöikä osittaisessa lataustilassa. Täytetty lyijy-happoakku on suunniteltu toimimaan lähes 100 %:n lataustilassa. Toistuvat pintasyöttöiset purkaukset ilman täyttä uudelleenlatausta aiheuttavat edistyvää sulfaatiota, joka on vain osittain käänteistä.

•Hidas lataushyväksyntä. Täytettyjen levyjen korkea sisäinen vastus tarkoittaa, että akku ei pysty ottamaan tehokkaasti vastaan regeneratiivisen jarrutuksen lyhyitä, korkeajännitteisiä pulssia.

•Happojen kerrostuminen ja veden häviäminen moottoritilassa aiheutuvan lämmön vaikutuksesta. Toistuvat pintasyöttöiset syklyt häiritsevät elektrolyyttiä, ja start-stop-ajoneuvoissa käytetty korkeampi keskimääräinen lataustila nopeuttaa veden häviämistä tiukentamattomissa soluissa.

Tuloksena ei ole dramaattista vikaa ensimmäisenä päivänä. Sen sijaan käyttöikä lyhenee hitaasti, usein yhdessä lataustilan poikkeaman kanssa ja lopulta ei-käynnistyvyystilanteen kanssa. Ajoneuvolle, joka saattaa käynnistää moottorinsa tuhansia kertoja vuodessa sen sijaan, että vain sadan kerran, matematiikka ei enää toimi täytetyille lyijy-happoakkuille.

Mitä "erityinen" todellakin tarkoittaa Tarkoittaa minä n Start-Stop Akka Suunnittelu

Ostajat ja hankintatiimit kuulevat usein sanan "erityinen" ilman selkeää määritelmää. Käytännössä start-stop-akku täytyy tarjota neljä teknistä ominaisuutta, joita tavallinen käynnistysakku tarjoaa vain rajallisesti:

Korkeampi kierros elinkaari osittaisessa lataustilassa (partial state of charge)

Start-stop-akut on suunniteltu ja testattu paljon useammalle pintalliselle sykliä osittaisessa lataustilassa kuin käynnistysakut. Teknisesti tämä näkyy syklielinkäyttöarvoina, jotka mitataan selvästi alle 100 %:n purkasyvyyden tasolla, usein viitaten viitekäyttöprofiiliin kuten EN 50342-1:n mikrohybridi-järjestelmään.

Vahvempi dynaaminen latauskyky hymyhyväksyntä

Lataushyväksyntä kuvaa, kuinka paljon virtaa akku voi ottaa vastaan annetun latausikkunan aikana. Start-stop-akkujen täytyy olla parempia lataushyväksyntäominaisuuksiltaan kuin tavallisten käynnistysakkujen, jotta lyhyet regeneratiivisen jarrutuksen ja vaihtovirtageneraattorin pulssit todella tallentuvat eivätkä muutu lämmöksi ja kaasuksi.

Kehittyneet toimintaominaisuudet laajalla lämpötila- te-of-charge-ikkuna

Kun tulvintunut akku toimii parhaiten noin 80 %:n lataustasolla, start-stop -akun on pysyttävä terveenä suurimman osan elämästään noin 60–90 %:n lataustasolla. Tämä edellyttää tiukempaa solusta soluun -yhtenäisyyttä, vakaimpia aktiivimateriaaleja ja useimmissa kemiallisissa ratkaisuissa akkujenhallintajärjestelmää, joka seuraa jännitettä, virtaa ja lämpötilaa.

Parantunut lämmön- ja vi brointisuorituskyky

Useat käynnistykset ja moottorin ollessa pois päältä toimivat lisäkuormat tuottavat lisälämpöä solujen sisälle. Akkukotelo, levyjen kiinnitys ja ilmanvaihto on suunniteltava käsittämään tämä lisäinen lämpötilan vaihtelu sekä moottorin värähtely, joka käynnistyy useita kertoja matkan aikana.

The Three Akka Perheet Suunniteltu start-stop -käyttöön Velka

Kun ostajat tarkastelevat tänä päivänä jälkimarkkinoita, kolme akkuperhettä mainostetaan erityisesti start-stop -käyttöön. Jokainen niistä ratkaisee kuormitussyklit eri tavoin, mikä selittää sen, miksi kysymykseen "miksi start-stop" autojen tarvitsemat erityisparistot” ovat samanlaisia, mutta tiettyyn ajoneuvoon sopivan pariston valinta riippuu siitä järjestelmästä, jota se tukee.

Parannettu Täynnä Paristo (EFB)

EFB on kehittynyt kastetusta lyijyhaparistosta. Se käyttää vahvistettua levyrakennetta, hiililisäainetta negatiiviseen aktiiviseen aineeseen ja polyesteeriverkkoa, joka pitää aktiivisen massan paikoillaan. Tuloksena on noin kaksinkertainen syklielämä verrattuna tavalliseen kastettuun paristoon osittaisessa lataustilassa sekä kohtalaisesti parantunut lataushyväksyntä. EFB:tä käytetään yleensä alaluokan start-stop-ajoneuvoissa ilman regeneratiivista jarrutusta tai vain lievällä energian talteenottolla.

Imukykyinen lasi Mat (AGM)

AGM on nykyinen premiumvalinta start-stop -sovelluksiin. Elektrolyytti on pidetty lasikuitumatsassa, mikä antaa akulle korkeamman puristuksen, alhaisemman sisäisen resistanssin, nopeamman latauksen ja merkittävästi paremman käyttöiän osittaisessa lataustilassa verrattuna nestemäisiin akkuihin. AGM on standardiratkaisu ajoneuvoihin, joissa on aktiivinen regeneratiivinen jarrutus, suuri lisävarusteiden kuorma ja modernien kuljettajan tukijärjestelmien korkeat sähkötehon vaatimukset.

Natrium-ioniautoma kkujen paristot

Natrium-ioniparistot ovat uudempi teknologia, joka on alkanut ilmetä 12 V:n automaalisissa apuparistoissa ja start-stop -sovelluksissa. Kemiallinen rakenne eroaa lyijy-happoakkuista: natrium-ionit liikkuvat katodin ja kovahiilianodin välillä natriumpohjaisen elektrolyytin läpi, ja molemmissa päissä käytetään alumiinisia virtajohtimia. Automatiikan apuparistoihin suunnitellut natrium-ioniparistot sisältävät yleensä upotetun paristonhallintajärjestelmän ja niitä tarjoillaan 12 V:n moduuleina, jotka sopivat olemassa oleviin akkupanoksiin.

Natrium-ion-akku ei ole suoraan vaihdettavissa kaikkiin tällä hetkellä käytössä oleviin start-stop-ajoneuvoihin, ja ostajan tulee aina varmistaa, että akku vastaa ajoneuvon sähköarkkitehtuuria ja alkuperäisen valmistajan määrittämiä vaatimuksia. Jos se kuitenkin tarjoillaan suorana vaihtoehtona start-stop-akkuksi, se on yksi uskottavia vastauksia kysymykseen “miksi start-stop-ajoneuvot tarvitsevat erityisiä akkuja” laajemmalle käyttäjäryhmälle ja ostajille, jotka harkitsevat lyijy-happoakkuja edistyneempiä vaihtoehtoja.

Kun natrium-ion-kemia Sopii Minä tulee kyseeseen, Kuva

Natrium-ion-akkuja kuvataan joskus ”vain toisena start-stop-akkuina”. Rehellinen kuvaus on kuitenkin, että kyseessä on kemiallinen koostumus, jolla on erilainen rakenteellisten etujen ja rajoitusten joukko verrattuna AGM- ja EFB-akkuun. Kolme ominaisuutta on tärkeintä ostajille, jotka pohtivat, täyttääkö akku start-stop-käyttötaakkaa:

• Vakaa purkautumis- käyttäytyminen kylmässä sävässä. Natrium-ion-kemia kestää nollan alapuolisia lämpötiloja purkautumisen aikana ilman jyrkkää kapasiteetin menetystä, jota muut kemiat voivat näyttää, mikä on tärkeää kylmäkäynnistyksessä.

•Epäregularien latauspulssien sietokyky. Kennojen kemiallinen koostumus kestää epäsäännölistä, jarrutusenergian talteenottoon perustuvaa latausprofiilia, joka lähtee start-stop-järjestelmästä – tämä on yksi niistä teknisistä puutteista, joita perinteiset lyijy-happokennot eivät pysty korjaamaan.

•Resurssien ja toimitusketjun profiili. Natrium on laajalti saatavilla, kennoissa voidaan käyttää alumiinista valmistettuja virtakuljettimia molemmille elektrodeille, ja toimitusketju on maantieteellisesti monipuolisempi kuin joissakin muissa kennojen kemiallisissa ratkaisuissa. Monivuotisissa hankintaprogrammeissa tämä profiili kuuluu “miksi erityiskenno”-laskelmaan.

Nämä rakenteelliset ominaisuudet eivät kuitenkaan muuta natriumioniakkuuta universaaliseksi ratkaisuksi. Energiantiukkuus kennotasolla on alhaisempi kuin joissakin litiumperusteisissa kennoissa, ja autoalan natriumioniakkuiden valmistus on kaupallisesti vähemmän kypsä kuin AGM-akkuja. Ostajille ja huoltoliikkeille käytännön kysymys ei ole natriumioni- vai ei”, vaan soveltuuko akku vastaa ajoneuvon määrittelyjä, ilmastoa ja käyttösykliä?” Tämä on sama kysymys, jonka autoteollisuus on esittänyt jokaiselle start-stop-akulle siitä lähtien, kun järjestelmä ensimmäisen kerran ilmestyi.

Mitä tämä Ostajille ja korjaamoille

Hankintatiimeille, jakelijoille ja korjaamoille vastauksen käytännöllinen seuraus kysymykseen “miksi tarvitsevatko start-stop-autot erityisiä akkuja?” on lyhyt huolellisuusluettelo, joka on sovellettava aina, kun määritellään vaihtoakku:

•Sovita kemiallinen koostumus alkuperäiseen varusteeseen. Ajoneuvoa, joka on suunniteltu AGM-akulle, ei saa hiljaa alaspäin muuntaa EFB- tai tavalliseksi akuksi, eikä akkua, joka on hyväksytty tiettyyn start-stop-arkkitehtuuriin, saa vaihtaa mielivaltaiseen vaihtoehtoon ilman yhteensopivuuden varmistamista.

• Tarkista käyttöikä ja latauskykyarvot, ei pelkästään CCA-arvoja. Kylmäkäynnistysampeerit ovat tärkeitä, mutta ne eivät ole rajoittava tekijä start-stop-käytössä. Pyydä toimittajalta käyttöikäarvoja osittaisessa lataustilassa sekä dynaamisia latauskykyarvoja.

• Vahvista akun hallintajärjestelmä. Nykyaikaiset start-stop-akut, mukaan lukien useimmat natrium-ionisuunnittelut, sisältävät upotetun BMS:n, joka kommunikoi ajoneuvon kanssa. Yhteensopivuus ajoneuvon sähköarkkitehtuurin ja latausprofiilin kanssa on vahvistettava ennen hankintaa.

•Suunnittele takuuta ja toista toimittajaa. Koska start-stop-akut toimivat vaativammassa käyttöalueessa, takuuehdot ja toisen toimittajan järjestelyt ovat tärkeämpiä kuin tavallisille käynnistysakulle.

Start-stop-järjestelmät ovat nyt vakiovarusteita suurimmassa osassa maailmanlaajuisesti myytävistä uusista bensiini- ja dieselajoneuvoista. Tämän järjestelmän alla oleva akku ei ole enää sivutuote. Se on komponentti, joka päättää, säästääkö start-stop-toiminto polttoainetta koko ajoneuvon elinkaaren ajan vai estetäänkö se auton ohjausjärjestelmässä akun suojelemiseksi, kun akku ei enää kestä tehtävää. Tämä on perimmäinen vastaus kysymykseen, jonka ostajat, huoltoliikkeet ja flottapäälliköt todellisuudessa esittävät.

Usein kysytyt kysymykset

K. Voiko Minä asentaa tavallisen auton akun akun in start-stop-ajoneuvoon? ?

Hätätilanteessa voit käynnistää moottorin kerran tavallisella nestemäisellä akulla, mutta se ei ole kestävä korvaus. Akku sulfaattuu nopeammin kuin perinteisessä ajoneuvossa osittaisen lataustason ja epäsäännölisten latauspulssien vuoksi, ja useimmat ajoneuvot poistavat käyttöön automaattisen käynnistys- ja pysäytystoiminnon suojatakseen liian heikosti määritellyn akun.