De ce au mașinile cu sistem start-stop nevoie de baterii speciale

Principala Motiv: Pornire-oprire schimbare ce anume este un Baterie Trebuie DO

O baterie tradițională de autoturism are o singură sarcină importantă: să furnizeze o scurtă descărcare de înaltă intensitate pentru a porni motorul, apoi să rămână în stare aproape complet încărcată, în timp ce alternatorul o reîncarcă. Întregul sistem este conceput în jurul acestei singure evenimente pe parcursul unei călătorii. Vehiculele cu funcție de pornire-oprire inversează complet acest model mental. De fiecare dată când autoturismul se oprește, motorul se oprește; de fiecare dată când șoferul eliberează pedala de frână sau apasă ambreiajul, motorul pornește din nou. În cadrul unei deplasări urbane, bateria poate porni motorul de zeci sau chiar sute de ori, în loc de o singură dată. De asemenea, trebuie să mențină în funcțiune toate sistemele electrice între aceste porniri și să accepte impulsuri neregulate de încărcare provenite de la alternator și de la sistemul de frânare regenerativă. Compoziția chimică, designul plăcilor, capacitatea de acceptare a încărcării și toleranța termică ale unei baterii obișnuite de pornire nu au fost niciodată concepute pentru o astfel de sarcină de lucru.

Aceasta este singura și cea mai importantă cauză pentru care mașinile cu sistem start-stop necesită o baterie specială. Nu este o afirmație de marketing. Ciclul de funcționare impus bateriei de către sistem este fundamental diferit în trei aspecte: frecvența cu care trebuie să furnizeze putere de pornire, frecvența descărcărilor parțiale între porniri și volumul sarcinii electrice pe care trebuie să-l suporte în timp ce motorul este oprit. O baterie obișnuită cu electrolit lichid poate rezista acestor condiții pentru o perioadă, dar se va sulfa, își va pierde capacitatea și va ceda mult mai devreme decât într-o mașină fără sistem start-stop.

Piața Sarcină ascunsă standard Baterie a fost Nu Proiectat Pentru

Din punctul de vedere al unei baterii, trei modificări ale sarcinii apar imediat ce un producător instalează un sistem start-stop într-un vehicul. Fiecare dintre acestea, luată separat, ar scurta durata de viață a unei baterii convenționale; combinate, ele impun o concepție diferită a bateriei.

Reporniri mai frecvente ale motorului

În traficul urban dens, un vehicul cu sistem start-stop poate reporni motorul de mai multe ori pe kilometru. Bateriile convenționale sunt concepute pentru un singur eveniment de curent ridicat, urmat de o perioadă lungă de reincărcare. Pornirile repetate în succesiune rapidă generează căldură, accelerează coroziunea plăcilor și reduc capacitatea efectivă de pornire a bateriei mult înainte ca vârsta calendaristică să indice o posibilă defecțiune.

Accesorii în funcționare continuă încărcare cu motorul oprit

Când motorul se oprește la un semafor roșu, bateria devine singura sursă de energie pentru ventilatorul sistemului HVAC, sistemul de infotainment, tabloul de bord, iluminat, senzori și orice sisteme active de siguranță. În funcție de vehicul, acest consum cu motorul oprit poate dura de la câteva secunde până la mai minute întregi de fiecare dată și se acumulează pe parcursul unei călătorii. O baterie obișnuită poate susține acest consum doar pe termen scurt, dar nu a fost proiectată să funcționeze o mare parte din zi la o stare parțială de încărcare, alimentând în același timp accesorii.

Încărcare neregulată pulsuri de la alternator și frânare regenerativă

Vehiculele cu funcție start-stop asociază adesea această funcție cu frânarea regenerativă. Alternatorul și sistemul de recuperare a energiei de frânare încarcă bateria cu impulsuri scurte și variabile, în locul încărcării lungi și constante pe care vehiculele convenționale o furnizează la viteză de croazieră. O baterie cu electrolit lichid (flooded) absoarbe aceste impulsuri în mod ineficient, formează sulfat de suprafață și își pierde treptat capacitatea utilă.

De ce un Electrolit lichid obișnuit Acidul plumb Baterie Nu îndeplinește cerințele

Tehnologia cu electrolit lichid rămâne cea mai ieftină chimie pentru baterii auto de 12 V de pe piață, motiv pentru care este încă punctul de referință implicit atunci când cumpărătorii întreabă «de ce au nevoie mașinile start-stop de baterii speciale?». Răspunsul sincer este că problema nu este marca, ci chimia. Trei caracteristici structurale ale bateriilor cu electrolit lichid intră în conflict direct cu regimul de funcționare start-stop:

•Durată de viață limitată în regim de sarcină parțială. Acumulatorul cu plumb-acid inundat este conceput pentru a funcționa în apropierea stării de încărcare de 100%. Ciclurile repetitive de descărcare superficială, fără reîncărcare completă, provoacă sulfatare progresivă, care este doar parțial reversibilă.

•Acceptare mai lentă a încărcării. Rezistența internă ridicată a plăcilor inundate face ca acumulatorul să nu poată absorbi eficient impulsurile scurte și de înaltă tensiune provenite de la frânarea regenerativă.

•Stratificarea acidului și pierderea de apă datorită căldurii din compartimentul motor. Ciclarea repetată superficială perturbă electrolitul, iar starea medie mai ridicată de încărcare utilizată în vehiculele cu sistem start-stop accelerează pierderea de apă în celulele neetanșe.

Rezultatul nu este o defecțiune bruscă în prima zi. Este o scurtare treptată a duratei de funcționare, adesea asociată cu derivarea stării de încărcare și, în cele din urmă, cu un eveniment de tip „nu pornește”. Pentru un vehicul care poate porni motorul de mii de ori pe an, în loc de câteva sute, calculele nu mai sunt avantajoase pentru acumulatorul cu plumb-acid inundat.

Ce înseamnă de fapt «Special» Înseamnă i n Start-Stop Baterie Proiectare

Cumpărătorii și echipele de achiziții aud adesea cuvântul „special” fără o definiție clară. În practică, o baterie start-stop trebuie să ofere patru proprietăți inginerești pe care o baterie obișnuită de pornire le oferă doar într-o măsură limitată:

Ciclu mai mare durată de viață la stare parțială de încărcare

Bateriile start-stop sunt proiectate și testate pentru un număr mult mai mare de cicluri superficiale la stare parțială de încărcare decât bateriile de pornire. În termeni inginerești, acest lucru se reflectă în ratingurile de durată a ciclurilor măsurate la o adâncime de descărcare mult sub 100 %, adesea specificate în raport cu un profil de sarcină de referință, cum ar fi secvența micro-hibrid EN 50342-1.

Acceptare mai bună a încărcării dinamice acceptare

Acceptarea încărcării descrie câtă curent poate absorbi o baterie într-o fereastră de încărcare dată. Bateriile start-stop necesită o acceptare mai mare a încărcării decât bateriile obișnuite de pornire, astfel încât impulsurile scurte provenite din frânarea regenerativă și din alternator să fie efectiv captate, nu transformate în căldură și degajare de gaze.

Funcționare robustă pe o gamă largă de temperaturi fereastra de încărcare

În timp ce o baterie inundată funcționează cel mai bine la un nivel de încărcare de peste aproximativ 80%, o baterie pentru sistemul start-stop trebuie să rămână sănătoasă în timp ce petrece mare parte din viața sa între aproximativ 60% și 90% din starea de încărcare. Acest lucru necesită o consistență mai strânsă între celule, materiale active mai stabile și, în majoritatea compozițiilor chimice, un sistem de management al bateriei care monitorizează tensiunea, curentul și temperatura.

Toleranță termică și vibrațională îmbunătățită toleranță la vibrații

Repornirile frecvente și sarcina accesoriilor în timpul opririi motorului generează căldură suplimentară în interiorul celulelor. Carcasa bateriei, ancorarea plăcilor și sistemul de ventilare trebuie să suporte această ciclare termică suplimentară, precum și vibrațiile unui motor care se repornește de multe ori pe parcursul unei călătorii.

Iei Trei Baterie Familii Proiectată pentru sistemele start-stop Funcție

Când cumpărătorii analizează astăzi produsele din segmentul aftermarket, trei familii de baterii sunt promovate în mod special pentru utilizarea în sistemele start-stop. Fiecare dintre ele abordează ciclul de funcționare într-un mod diferit, motiv pentru care răspunsul la „de ce sistemele start-stop „mașinile au nevoie de baterii speciale” este aceeași afirmație, iar bateria potrivită pentru un anumit vehicul depinde de sistemul pe care trebuie să-l susțină.

Îmbunătățită Inundat Baterie (EFB)

EFB este o evoluție a bateriei cu electrolit lichid pe bază de plumb-acid. Aceasta folosește o structură de plăci întărite, un aditiv de carbon în materialul activ negativ și o pânză din poliester care menține masa activă în poziție. Rezultatul este o durată de viață în ciclu de aproximativ dublul celei ale unei baterii standard cu electrolit lichid, la starea parțială de încărcare, cu o acceptare a încărcării ușor îmbunătățită. EFB este de obicei specificată pentru vehiculele de intrare cu funcție start-stop, fără frânare regenerativă sau cu recuperare ușoară a energiei.

Sticlă absorbantă Mat (AGM)

AGM este alegerea premium tradițională pentru sistemele de pornire-oprire. Electrolitul este reținut într-o matrice din fibră de sticlă, ceea ce conferă bateriei o compresiune superioară, o rezistență internă mai scăzută, o reincărcare mai rapidă și o durată de viață ciclică semnificativ îmbunătățită la starea parțială de încărcare, comparativ cu construcțiile inundate. AGM este soluția standard pentru vehiculele echipate cu frânare regenerativă activă, sarcină accentuată de accesorii și cerințe electrice superioare ale sistemelor moderne de asistență a șoferului.

Baterii auto cu ion sodiu baterii

Tehnologia cu ion sodiu este o noutate care a început să apară pe piața auxiliară auto de 12 V și pe segmentul de pornire-oprire. Compoziția chimică este structural diferită de cea a bateriilor cu plumb-acid: ionii de sodiu se deplasează între catod și un anod din carbon dur prin intermediul unui electrolit pe bază de sodiu, iar colectoarele de curent sunt din aluminiu pe ambele părți. Bateriile cu ion sodiu concepute pentru utilizare auxiliară auto includ, de obicei, un sistem integrat de management al bateriei și sunt oferite sub formă de module de 12 V, compatibile cu suporturile existente pentru baterii.

Ionii de sodiu nu reprezintă o soluție de înlocuire directă pentru fiecare vehicul cu sistem start-stop din uzul actual, iar un cumpărător ar trebui întotdeauna să verifice dacă bateria este compatibilă cu arhitectura electrică a vehiculului și cu specificațiile echipamentului original. Totuși, acolo unde este oferită ca baterie start-stop cu montare directă, aceasta constituie una dintre soluțiile credibile la întrebarea „de ce au mașinile cu sistem start-stop nevoie de baterii speciale”, atât pentru flote, cât și pentru cumpărători care caută alternative la acumulatorii cu plumb-acid.

Unde chimia ionilor de sodiu Se potrivește Iintră în joc Imagine

Ionii de sodiu sunt uneori descriși ca fiind „doar o altă baterie start-stop”. O descriere obiectivă este că aceasta este o chimie care prezintă un set diferit de avantaje structurale și constrângeri, comparativ cu bateriile AGM și EFB. Trei proprietăți sunt cele mai importante pentru cumpărători care doresc să afle dacă această chimie răspunde cerințelor ciclului de funcționare start-stop:

• Comportament stabil la descărcare în condiții de frig. Chimia ionilor de sodiu suportă temperaturi sub zero grade Celsius în timpul descărcării, fără pierderi semnificative de capacitate, cum se observă la unele alte chimii; acest aspect este esențial pentru pornirea motorului în condiții de frig.

•Toleranța la impulsurile de încărcare neregulate. Chimia celulei absoarbe profilul de încărcare neregulat, de tip frânare regenerativă, furnizat de un sistem start-stop, ceea ce reprezintă una dintre lacunele ingineresti pe care acumulatorii cu plumb-acid nu le pot acoperi.

•Profilul resurselor și al lanțului de aprovizionare. Sodiul este larg disponibil, celula poate utiliza colectoare de curent din aluminiu pe ambele electrozi, iar lanțul de aprovizionare este geografic mai diversificat decât cel al unor alte chimii. Pentru programele de aprovizionare pe mai mulți ani, acest profil face parte din „de ce calculul «unui acumulator special».

Aceste proprietăți structurale nu transformă acumulatorul cu ion sodiu în răspunsul universal. Densitatea energetică la nivelul celulei este mai mică decât cea a unor chimii pe bază de litiu, iar producția auto de acumulatori cu ion sodiu se află la un stadiu de maturitate comercială mai incipient decât cea a acumulatorilor AGM. Pentru cumpărători și ateliere, întrebarea practică nu este «ion sodiu sau nu», ci «funcționează bateria corespunde specificațiilor vehiculului, climatului și ciclului de funcționare?" Aceasta este aceeași întrebare pe care industria auto și-a pus-o despre fiecare baterie start-stop, începând cu apariția sistemului.

Ce înseamnă acest lucru Modalități pentru cumpărători și ateliere

Pentru echipele de achiziții, distribuitori și ateliere, consecința practică a răspunsului la „de ce „Au mașinile start-stop nevoie de baterii speciale?" este o listă scurtă de verificări care trebuie aplicată de fiecare dată când se specifică o baterie de înlocuire:

•Potriviți tipul de chimie cu specificația echipamentului original. Un vehicul proiectat pentru baterii AGM nu trebuie să fie, în mod tăcut, retrogradat la baterii EFB sau inundate, iar o baterie omologată pentru o anumită arhitectură start-stop nu trebuie înlocuită cu o alternativă arbitrară fără a verifica compatibilitatea.

• Verificați ciclul de viață și datele privind acceptarea încărcării, nu doar CCA. Amperii de pornire la rece sunt importanți, dar nu reprezintă factorul limitant în serviciul start-stop. Solicitați furnizorului date privind ciclul de viață la starea parțială de încărcare și valori dinamice ale acceptării încărcării.

• Confirmați sistem de gestionare a bateriei. Bateriile moderne cu funcție start-stop, inclusiv majoritatea concepțiilor cu ion sodiu, includ un BMS integrat care comunică cu vehiculul. Compatibilitatea cu arhitectura electrică a vehiculului și cu profilul de încărcare trebuie confirmată înainte de achiziționare.

•Planificați garanția și furnizorul alternativ. Deoarece bateriile cu funcție start-stop funcționează într-un domeniu mai solicitant, termenii de garanție și aranjamentele privind furnizorul alternativ sunt mai importanți decât în cazul bateriilor obișnuite de pornire.

Sistemele start-stop sunt acum standard pe majoritatea autovehiculelor noi cu motor pe benzină și diesel vândute la nivel global. Bateria din spatele acestui sistem nu mai este o componentă secundară. Este componenta care decide dacă funcția start-stop economisește efectiv combustibil pe întreaga durată de viață a vehiculului sau dacă este dezactivată automat de sistemul de bord pentru a proteja o baterie care nu mai este capabilă să îndeplinească sarcina. Aceasta este răspunsul fundamental la întrebarea pe care cumpărătorii, atelierele și managerii de flotă o pun de fapt.

Întrebări frecvente

Întrebare: Se poate I instala o baterie obișnuită de autoturism în într-un vehicul cu funcție start-stop? vehicul?

Într-o situație de urgență, puteți porni motorul o singură dată cu o baterie obișnuită umedă, dar aceasta nu reprezintă o soluție durabilă. Bateria se va sulfata mai rapid decât într-un vehicul convențional din cauza stării parțiale de încărcare și a impulsurilor neregulate de încărcare, iar majoritatea vehiculelor vor dezactiva funcția start-stop pentru a proteja o baterie subdimensionată.