Почему автомобилям со старт-стопной системой требуются специальные аккумуляторы

Основная идея Причина: функция «старт-стоп» это что такое Аккумулятор Должен DO

Традиционный автомобильный аккумулятор должен выполнять одну задачу хорошо: обеспечивать кратковременный импульс тока высокой силы для запуска двигателя, а затем оставаться почти полностью заряженным, пока генератор пополняет его заряд. Вся система спроектирована с учётом этого единственного события за поездку. В автомобилях с функцией «старт-стоп» эта концепция кардинально меняется. Каждый раз, когда автомобиль останавливается, двигатель выключается; каждый раз, когда водитель отпускает педаль тормоза или нажимает сцепление, двигатель снова запускается. Во время городской поездки аккумулятор может запускать двигатель десятки или даже сотни раз вместо одного. Кроме того, он должен поддерживать работоспособность всех электрических систем между этими запусками и принимать нерегулярные импульсы заряда от генератора и системы рекуперативного торможения. Химический состав, конструкция пластин, способность принимать заряд и термостойкость обычного стартерного аккумулятора изначально не рассчитаны на такую нагрузку.

Это самая важная причина, по которой автомобилям с функцией «старт-стоп» требуется специальный аккумулятор. Это не маркетинговое заявление. Режим эксплуатации, который система накладывает на аккумулятор, принципиально отличается в трёх аспектах: частота подачи пусковой мощности, частота частичного разряда между пусками и объём электрической нагрузки, которую аккумулятор должен обеспечивать при выключенном двигателе. Обычный залитый свинцово-кислый аккумулятор может проработать в таких условиях некоторое время, однако на нём образуется сульфатация, он теряет ёмкость и выходит из строя значительно раньше, чем в автомобиле без функции «старт-стоп».

Рынок Скрытая нагрузка на стандартный Аккумулятор был Не Разработан Для

С точки зрения аккумулятора при установке производителем системы «старт-стоп» в автомобиль происходят три изменения нагрузки. Каждое из них по отдельности сократило бы срок службы обычного аккумулятора; в совокупности они требуют иной конструкции аккумулятора.

Более частые перезапуски двигателя

В плотном городском трафике автомобиль с системой «старт-стоп» может запускать двигатель несколько раз на километр. Обычные аккумуляторы рассчитаны на одно событие высокого тока с последующим длительным периодом подзарядки. Повторяющиеся запуски двигателя в быстрой последовательности вызывают нагрев, ускоряют коррозию пластин и снижают эффективную пусковую ёмкость аккумулятора задолго до того, как его календарный срок службы указывает на необходимость замены.

Постоянная нагрузка от вспомогательных устройств нагрузка при выключенном двигателе

Когда двигатель останавливается на красном сигнале светофора, аккумулятор становится единственным источником питания для вентилятора системы климат-контроля, мультимедийной системы, приборной панели, освещения, датчиков и любых активных систем безопасности. В зависимости от автомобиля такая нагрузка при выключенном двигателе может длиться от нескольких секунд до нескольких минут за один цикл и накапливаться в течение поездки. Обычный аккумулятор способен кратковременно обеспечивать такую нагрузку, однако он изначально не проектировался для того, чтобы значительную часть рабочего дня находиться в частично заряженном состоянии при одновременной работе вспомогательных устройств.

Нерегулярная зарядка импульсы от генератора и рекуперативного торможения

В автомобилях с функцией «старт-стоп» эта функция часто сочетается с рекуперативным торможением. Генератор и система рекуперации энергии торможения возвращают заряд в аккумулятор короткими, переменными импульсами, а не длительным, стабильным пополнением заряда, характерным для обычных автомобилей при движении с постоянной скоростью. Залитый свинцово-кислый аккумулятор поглощает такие импульсы неэффективно, на его пластинах образуется поверхностный сульфат и со временем снижается полезная ёмкость.

Почему Обычный залитый Кислотно-свинцовые Аккумулятор Не соответствует требованиям

Залитый свинцово-кислый аккумулятор остаётся самой дешёвой химией 12 В для автомобильных аккумуляторов на рынке, поэтому он по-прежнему служит стандартной отправной точкой, когда покупатели задают вопрос: «Почему автомобилям с функцией «старт-стоп» требуются специальные аккумуляторы?». Честный ответ заключается в том, что проблема связана не с брендом, а именно с химией. Три конструктивные особенности залитого свинцово-кислого аккумулятора напрямую противоречат условиям эксплуатации в режиме «старт-стоп»:

•Ограниченный срок службы при частичном заряде. Залитые свинцово-кислые аккумуляторы рассчитаны на эксплуатацию при состоянии заряда, близком к 100 %. Повторяющиеся циклы неглубокого разряда без полной перезарядки вызывают постепенную сульфатацию, которая лишь частично обратима.

•Более медленное принятие заряда. Высокое внутреннее сопротивление залитых пластин означает, что аккумулятор не может эффективно поглощать короткие импульсы высокого напряжения от рекуперативного торможения.

•Расслоение электролита и потеря воды под воздействием тепла моторного отсека. Повторяющиеся циклы неглубокого разряда нарушают однородность электролита, а более высокий средний уровень заряда, характерный для автомобилей с функцией «старт-стоп», ускоряет потерю воды в негерметичных элементах.

В результате не происходит резкого отказа в первый день. Вместо этого наблюдается постепенное сокращение срока службы, часто сопровождаемое дрейфом состояния заряда и в конечном итоге — невозможностью запуска двигателя. Для автомобиля, который может запускать двигатель тысячи раз в год вместо нескольких сотен, расчёты уже не складываются в пользу залитых свинцово-кислых аккумуляторов.

Что на самом деле означает «специальный» Средство i n Start-Stop Аккумулятор Дизайн

Покупатели и закупочные команды часто слышат слово «специальный» без чёткого определения. На практике аккумулятор для систем «старт-стоп» должен обеспечивать четыре инженерных свойства, которые обычный стартерный аккумулятор обеспечивает лишь в ограниченной степени:

Более высокий цикл срок службы при частичном уровне заряда

Аккумуляторы для систем «старт-стоп» разработаны и испытаны на значительно большее количество мелких циклов при частичном уровне заряда по сравнению со стартерными аккумуляторами. С инженерной точки зрения это проявляется в рейтингах циклического ресурса, измеряемых при глубине разряда значительно ниже 100 %, зачастую с указанием эталонного рабочего цикла, например последовательности микрогибридных требований стандарта EN 50342-1.

Усиленная динамическая способность к зарядке принятие

Способность к приёму заряда описывает, какой ток аккумулятор может поглотить в течение заданного интервала зарядки. Аккумуляторы для систем «старт-стоп» требуют более высокой способности к приёму заряда по сравнению с обычными стартерными аккумуляторами, чтобы короткие импульсы от рекуперативного торможения и генератора действительно улавливались, а не превращались в тепло и газообразование.

Устойчивая работа в широком диапазоне температур окно уровня заряда

В то время как затопленная батарея работает наиболее эффективно при уровне заряда выше примерно 80 %, батарея системы «старт-стоп» должна сохранять работоспособность при большей части своего жизненного цикла в диапазоне примерно от 60 % до 90 % уровня заряда. Для этого требуется более высокая однородность характеристик элементов между собой, более стабильные активные материалы и, в большинстве химических систем, система управления батареей, контролирующая напряжение, ток и температуру.

Улучшенная тепловая и вибрационная устойчивость

Частые перезапуски и нагрузка на вспомогательные устройства при выключенном двигателе приводят к дополнительному нагреву внутри элементов. Корпус батареи, крепление пластин и система вентиляции должны выдерживать этот повышенный тепловой цикл, а также вибрацию двигателя, который многократно перезапускается за одну поездку.

Три Аккумулятор Семьи Создано для систем «старт-стоп» Обязанность

Когда покупатели сегодня рассматривают продукцию вторичного рынка, три линейки батарей позиционируются специально для применения в системах «старт-стоп». Каждая из них решает задачи, связанные с циклом эксплуатации, по-своему, поэтому ответ на вопрос «почему нужны системы «старт-стоп»» «Автомобилям требуются специальные аккумуляторы» — это верно, однако правильный аккумулятор для конкретного транспортного средства зависит от системы, которую он должен поддерживать.

Усиленный Окружена Аккумулятор (EFB)

EFB представляет собой эволюцию залитого свинцово-кислотного аккумулятора. Он использует усиленную конструкцию пластин, углеродную добавку в отрицательный активный материал и полиэстеровую сетку, удерживающую активную массу на месте. В результате циклический ресурс EFB примерно вдвое превышает ресурс стандартного залитого аккумулятора при частичном заряде, а способность к приёму заряда умеренно повышена. Обычно EFB применяется в базовых автомобилях со старт-стопной системой без рекуперативного торможения или с умеренной рекуперацией энергии.

Абсорбирующее стекло Мат (AGM)

AGM — это устоявшийся премиальный выбор для систем «старт-стоп». Электролит удерживается в стекловолоконном мате, что обеспечивает более высокую степень сжатия аккумулятора, меньшее внутреннее сопротивление, более быструю перезарядку и значительно более длительный цикл жизни при частичном заряде по сравнению с залитыми конструкциями. AGM является стандартным решением для транспортных средств с активной рекуперативной тормозной системой, высокой нагрузкой от вспомогательного оборудования и повышенными электрическими требованиями современных систем помощи водителю.

Натрий-ионные автомобильные аккумуляторы

Натрий-ионные аккумуляторы — это новая технология, которая начала появляться в сегменте 12 В для вспомогательных автомобильных систем и систем «старт-стоп». Химический состав принципиально отличается от свинцово-кислотных: ионы натрия перемещаются между катодом и анодом из твёрдого углерода через электролит на основе натрия, а токосъёмники с обеих сторон выполнены из алюминия. Натрий-ионные аккумуляторы, предназначенные для вспомогательных автомобильных задач, как правило, оснащаются встроенной системой управления батареей и выпускаются в виде модулей на 12 В, совместимых с существующими посадочными местами для аккумуляторов.

Натрий-ионные аккумуляторы не являются прямой заменой для всех автомобилей со старт-стоп-системой, эксплуатируемых сегодня, и покупатель всегда должен убедиться, что аккумулятор совместим с электрической архитектурой автомобиля и соответствует спецификациям оригинального оборудования. Однако там, где он предлагается как прямая замена для старт-стоп-аккумуляторов, он представляет собой один из достоверных ответов на вопрос «Почему автомобили со старт-стоп-системой требуют специальных аккумуляторов?» — для автопарков и покупателей, рассматривающих варианты, выходящие за рамки свинцово-кислых решений.

Где натрий-ионная химия Подходит Iвходит в Картинка

Натрий-ионные аккумуляторы иногда называют «ещё одним старт-стоп-аккумулятором». Более точное описание: это химическая система, обладающая иным набором конструктивных преимуществ и ограничений по сравнению с AGM и EFB. Три свойства имеют наибольшее значение для покупателей, оценивающих, подходит ли она для цикла старт-стоп:

• Стабильное поведение при разряде в холодную погоду. Натрий-ионная химия допускает разряд при температурах ниже нуля без резкого падения ёмкости, характерного для некоторых других химических систем, — это критически важно для запуска двигателя на морозе.

•Толерантность к нерегулярным импульсам заряда. Химический состав элемента способен поглощать нерегулярный профиль заряда, характерный для рекуперативного торможения, который обеспечивает система «старт-стоп» — это один из инженерных пробелов, которые свинцово-кислые аккумуляторы с жидким электролитом не в состоянии преодолеть.

•Профиль ресурсов и производственной цепочки поставок. Натрий широко доступен; в элементе можно использовать алюминиевые токосъёмники на обоих электродах; цепочка поставок географически более диверсифицирована по сравнению с некоторыми другими химическими системами. Для многолетних программ закупок такой профиль является частью «Почему расчёта «специального аккумулятора».

Эти структурные свойства не превращают натрий-ионный аккумулятор в универсальное решение. Удельная энергоёмкость на уровне элемента ниже, чем у некоторых литиевых химических систем, а промышленное производство натрий-ионных аккумуляторов для автомобилей находится на более ранней стадии коммерческого развития по сравнению с AGM. Для покупателей и автосервисов практический вопрос заключается не в том, «натрий-ионный или нет», а в том, «подходит ли соответствует ли аккумулятор техническим характеристикам транспортного средства, климатическим условиям и циклу эксплуатации?" Этот же вопрос автопром задаёт каждому аккумулятору для систем «старт-стоп» с момента появления таких систем.

Что это Для покупателей и сервисных мастерских

Для отделов закупок, дистрибьюторов и сервисных мастерских практическим следствием ответа на «Почему нуждаются ли автомобили с системой «старт-стоп» в специальных аккумуляторах?" является краткий перечень обязательных проверок, который необходимо применять при подборе каждого заменяемого аккумулятора:

•Соответствие химического состава оригинальному оборудованию. Транспортное средство, спроектированное для использования аккумуляторов AGM, не должно без объяснения причин заменяться на аккумуляторы EFB или залитые (flooded), а аккумулятор, сертифицированный для конкретной архитектуры системы «старт-стоп», не должен заменяться произвольной альтернативой без подтверждения совместимости.

• Проверка цикла срока службы и показателей приёма заряда, а не только CCA. Пусковой ток при низких температурах важен, однако он не является ограничивающим фактором при эксплуатации в режиме «старт-стоп». Запросите у поставщика данные по цикловой стойкости при частичном заряде и значения динамического приёма заряда.

• Подтверждение система управления аккумулятором. Современные аккумуляторы для систем «старт-стоп», включая большинство конструкций на основе натрий-ионных технологий, оснащены встроенной системой управления аккумулятором (BMS), которая взаимодействует с транспортным средством. Перед закупкой необходимо подтвердить совместимость с электрической архитектурой транспортного средства и профилем зарядки.

•Запланируйте гарантийные условия и наличие альтернативного поставщика. Поскольку аккумуляторы для систем «старт-стоп» работают в более жёстком режиме, условия гарантии и наличие альтернативного поставщика имеют большее значение, чем для обычных стартерных аккумуляторов.

Системы «старт-стоп» сегодня являются стандартом для большинства новых бензиновых и дизельных транспортных средств, продаваемых по всему миру. Аккумулятор, используемый в такой системе, больше не является второстепенным компонентом. Именно он определяет, будет ли функция «старт-стоп» действительно экономить топливо на протяжении всего срока службы транспортного средства или же бортовая система отключит её для защиты аккумулятора, который уже не соответствует предъявляемым требованиям. Это и есть фундаментальный ответ на вопрос, который на самом деле задают покупатели, автосервисы и менеджеры автопарков.

Часто задаваемые вопросы

В. Можно ли I установить обычный автомобильный аккумулятор в в транспортное средство с системой «старт-стоп»? транспортное средство с системой «старт-стоп»?

В чрезвычайной ситуации можно запустить двигатель один раз с помощью обычной залитой аккумуляторной батареи, однако это не является устойчивой заменой. Батарея будет сульфатироваться быстрее, чем в традиционном транспортном средстве, из-за частичного состояния заряда и нерегулярных импульсов зарядки, а большинство автомобилей отключат функцию «старт-стоп» для защиты батареи, характеристики которой ниже требуемых.