Bereits fast die Hälfte der in der Europäischen Union produzierten Neuwagen sind Mikro-Hybride.
Inmitten zahlreicher Neuigkeiten über die Bereitstellung der Infrastruktur für neue Elektrofahrzeuge und Debatten über Ladestandards haben viele möglicherweise die Reinkarnation des alten Ansatzes verpasst, der jetzt als Start-Stopp-Technologie bezeichnet wird. Dies ist eine großartige Option, um keine Energie für die Erhöhung der Entropie des Universums zu verschwenden, während Sie nur im Verkehr stehen. Wenn Sie länger als ein paar Sekunden stehen, schaltet sich der Motor automatisch aus und frisst keinen Leerlaufkraftstoff. Jetzt werde ich Ihnen genauer erklären, wie es funktioniert und warum herkömmliche Batterien in diesem Modus sehr schnell leer werden. Als ehemaliger Servicetechniker habe ich gesehen, wie viele Batterien aufgrund unangemessener Belastungen leer waren.
Ich möchte viele Pferde von einem winzigen Motor
Photochemischer Smog in Peking.
Es gibt verschiedene Trends in der modernen Autoindustrie, obwohl vielleicht nicht jeder darüber glücklich ist.
Erstens ist es eine ehrliche oder nahezu ehrliche Anstrengung der Autohersteller, die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen, um sauberere Autos zu schaffen. Leider sind Umweltstandards in Bezug auf Beschleunigungsdynamik und Motorleistung schlecht mit den Wünschen der Käufer verbunden. Infolgedessen entstehen „Dieseltore“ , aber die allgemeinen Fortschritte in diesem Bereich sind sehr spürbar, was für Großstädte von entscheidender Bedeutung ist. Die Situation mit photochemischem Smog verbessert sich allmählich, es sei denn, die Stadt nutzt natürlich Kohlekraftwerke.
Zweitens gibt es einen Abwärtstrend bei den Preisen. Der Verbraucher möchte mehr "Pferde" für das gleiche Geld bekommen. Wenn früher, wurden eineinhalb Liter Motoren mit 50 bis 70 PS als normal angesehen. mit., jetzt produziert der gleiche Motor oft 120 oder sogar 150 PS. Offensichtlich wird nichts einfach so gegeben. Infolgedessen erfordern die Motoren den Einbau von Turbinen, besseren Kraftstoff, eine präzise Einspritzsteuerung und werden praktisch nicht mehr reparierbar.
Andererseits führt die Verkürzung des Fahrzeugerneuerungszyklus zu einer Art Übergang zu CICD in der Automobilindustrie. Während früher die neue Technologie vor dem Hintergrund einer großen Flotte alter Autos fast unsichtbar war, ist die Rotation jetzt schneller. ABS-, ESP- und VSC-Systeme werden nun allmählich zum Standard für jedes Auto, einschließlich preisgünstiger Autos. Tatsächlich ist der klassische Verbrennungsmotor nicht mehr derselbe Verbrennungsmotor wie zuvor. Ja, er weigert sich, mit Maisöl und unverständlichem Kraftstoff aus einem schmutzigen Kanister zu fahren. Im Durchschnitt ist es jedoch deutlich leistungsfähiger und wirtschaftlicher geworden, allerdings auf Kosten der Haltbarkeit. Die alten Elemente mussten jedoch erheblich modifiziert werden.
Wir stehen an der Ampel
Dies ist eine typische Lade- / Entladetabelle beim Fahren eines Autos mit einem Start-Stopp-System. Herkömmliche Batterien werden mit alarmierender Geschwindigkeit getötet.
Der unangenehmste Teil des städtischen Zyklus ist das ständige Zucken in einer endlosen Linie, wenn Sie sich im Stau befinden. Um Kraftstoff zu sparen, wurde ein Start-Stopp-System entwickelt, um den Motor während erzwungener Pausen abzustellen. Darüber hinaus werden sie nicht nur bei klassischen Hybriden eingebaut, bei denen ein elektrischer Antrieb und ein Verbrennungsmotor kombiniert werden, sondern auch bei reinen Benzinmotoren. Die Einsparungen sind beträchtlich: 3-10% bei einer Obergrenze von 12%.
Das erste System dieser Art wurde bereits 1974 auf dem Toyota Crown installiert, aber seitdem hat sich im Betrieb des Motors und anderer Systeme viel geändert. Das Fahrmuster hat sich dramatisch verändert. Bisher gab es fast kein System, bei dem der Motor gestartet werden musste, während er noch lief. Angesichts der kurzen Verkehrszyklen im Verkehr geschieht dies nun mehrmals täglich. Dies erforderte die Entwicklung eines anspruchsvolleren Anlassers mit einem Tandem- Magneten , der es dem Motor ermöglichte, neu zu starten, während sich die Kurbelwelle noch drehte. Der ordnungsgemäße Start der Synchronisierung ist jedoch nur ein Teil des Problems. Versuchen wir, die moderne Implementierung in zahlreichen Hybriden zu betrachten.
Hybriden, Mikrohybriden und alles andere
Der aktuelle Markt hat dazu geführt, dass sich zwischen einem vollelektrischen Auto und der üblichen ICE-Variante mehrere Zwischenklassen gebildet haben.
Herkömmliche Verbrennungsmotoren sind fast alle Budgetlinien von Autos: klassisches Getriebe, Hubraum ist klein, um modernen Umweltstandards zu entsprechen. Der Motor wird mit einer herkömmlichen 12-V-Blei-Säure-Batterie gestartet.
Mikrohybride sind alle die gleichen Verbrennungsmotoren, jedoch mit einem Start-Stopp-System. Der allererste Toyota Crown gehört offiziell zu dieser Klasse. Der Hauptunterschied liegt in dem Starter, über den wir zuvor gesprochen haben. Für einen ordnungsgemäßen Betrieb muss die Leistung in der Größenordnung von 3 bis 5 kW liegen. Eine herkömmliche Batterie kann nicht lange in einem zerrissenen Betriebsmodus mit konstanten Lade- und Entladevorgängen und wiederholtem Motorstart mit hohen Strömen betrieben werden. Daher sind für diesen Fahrzeugtyp nur AGM- und EFB-Batterien geeignet. In der Hauptversammlung befindet sich keine herkömmliche flüssige Schwefelsäure, sondern ein speziell absorbierter Elektrolyt in Form von imprägnierten porösen Glasfaserstrukturen. Dies ermöglicht es, solchen Betriebsbedingungen standzuhalten. Und EFB hat dickere Platten, spezielle Pribluds in der aktiven Masse und einen speziellen Separator.und auf der Exide, zusätzlich zu dieser sehr verwirrten aktiven Masse, schmieren sie auch ein Glasfasernetz für Stabilität.
Mini-Hybride: Die neue 12-V-Leitung wird um ein neues 48-Volt-Bordnetz und einen kleinen Elektromotor erweitert. Es ist stromsparend, aber es reicht aus, ein paar Meter in einem Deadlock zu fahren und den Hauptverbrennungsmotor nicht mit konstanten Starts zu ziehen. Es wird normalerweise von einer 48-Volt-Lithiumbatterie gespeist. Eine Blei-Säure-Batterie wird immer noch im Stromkreis verwendet, um den Motor in einem kalten Zustand zu starten, und falls der Stromkreis plötzlich nicht mehr damit fertig wird.
Vollhybrid: In diesem Schema ist ein rein elektrischer Antrieb über kurze Strecken eher möglich. Meistens ist es möglich, die Traktionslithiumbatterie direkt über das Ladegerät aufzuladen. Das Bremsrekuperationssystem wird aktiv genutzt. Im Allgemeinen ist ein Auto in seiner Struktur einem Elektroauto viel näher. Beispielsweise ist derselbe Verbrennungsmotor häufig vereinfacht aufgebaut und arbeitet häufig nicht im Rahmen des klassischen Otto-Zyklus, sondern auf der Grundlage von Miller- und Atkinson-Zyklen. Die elektrische Stufe ist der wichtigste, unwirksamste Teil des Verbrennungsmotors - das Kriechen mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 10 km / h durch Staus, wenn der erste Gang eingelegt ist und das Gaspedal nicht gedrückt wird.
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AGM- EFB-
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AGM (Absorbent Glass Mat) ist eine Technologie zur Herstellung von Blei-Säure-Batterien, bei der der Elektrolyt nicht frei im Inneren spritzt, sondern auf speziellen Glasfaserschwämmen fixiert ist. Gleichzeitig reagieren dünne Glasfasern überhaupt nicht mit Schwefelsäure und sind aufgrund ihrer Faserstruktur praktisch unempfindlich gegen Vibrationen und mechanische Beschädigungen. Das heißt, selbst wenn das Gehäuse beschädigt ist, fließt die Säure nicht wie bei einer klassischen Batterie in alle Richtungen, sondern bleibt wie bei einer Windel in Glasfaser absorbiert. Nur Glas. Zerlegen Sie sie einfach nicht und überprüfen Sie sie selbst. Es ist immer noch sehr gefährlich. Einige der Mikroporen bleiben elektrolytfrei. Dies ist notwendig, um einen freien Raum für die Gasrekombination zu schaffen.
Alles im Inneren ist in Form eines Plattenpakets geformt, das unterschiedliche Dicken und Bereiche der aktiven Oberfläche dieser sehr aktiven Masse aufweisen kann. Wenn wir eine Batterie mit großer Kapazität und geringen Strömen benötigen, erhöhen wir die Dicke und verkleinern die Fläche. Bei der Automobilanwendung von Hauptversammlungen ist die entgegengesetzte Option relevanter - eine Vergrößerung der Fläche der Platten mit einer Abnahme ihrer Dicke. Solche Batterien können mehr Strom liefern und schneller aufladen, haben jedoch eine geringere Kapazität. Die Platten in den Blöcken werden viel fester zusammengedrückt, was dazu beiträgt, die aktive Masse besser zu halten als herkömmliche Batterien. Eine noch engere Packung kann auch nicht in Platten verwendet werden, sondern in dicht gewalzten zylindrischen Bleirollen mit einem Glasfaser-Abstandshalter.
Solche Batterien haben aufgrund ihrer Struktur mehrere Vorteile:
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Der Hauptunterschied zu AGB-EFBs besteht darin, dass EFBs einfacher und billiger herzustellen sind. In ihnen ist der Elektrolyt nicht wie in der Hauptversammlung gebunden, sondern in freier Form. Im Gegensatz zu klassischen Blei-Säure-Batterien haben sie jedoch dickere Bleiplatten. Ihre positiven Platten sind in Glasfaservlies gestapelt, wodurch ein Ablösen des Wirkstoffs verhindert wird. Obwohl sie im Vergleich zur Hauptversammlung einen geringeren Lade- / Entladestrom haben, können sie daher im Vergleich zu klassischen Batterien etwa doppelt so viele Ladezyklen aushalten. Kurz gesagt, es ist ein solches Zwischenprodukt in Bezug auf seine Eigenschaften, das weniger kostet als die Hauptversammlung.
Sie alle haben jedoch die gleichen Schwierigkeiten wie klassische Blei-Säure-Batterien. Bei hohen Temperaturen nimmt ihre Selbstentladung zu und bei Frost nimmt ihre Kapazität ab. Wenn Sie also minus 30 über Bord haben, sollten Sie an einen beheizten Parkplatz denken. Die Kapazität ist aufgrund des unterkühlten Elektrolyten bereits gesunken, sodass der Eismotor mit dickem Öl zum Starten auch mehr Umdrehungen benötigt.
Was wir interessant haben
Ich werde Ihnen ein wenig über unser Unternehmen erzählen. Bei Exide stellen wir viele Batterien nur für Mikro-Hybride her - jetzt sind es etwa 30-40% der gesamten europäischen Fahrzeugflotte. Es ist die Batterie unserer Produktion, die am häufigsten in neue Autos gelangt. Mittlerweile setzen rund 70% der europäischen Automarken unsere Linien ein, jedoch mit einem eigenen Branding.
Wir haben verschiedene Batterietypen: AGM, EFB, Premium, Excell und Classic. Die letzten drei sind klassisch. Excell ist eine zuverlässige Grundoption zu einem guten Preis.
Excell hat einen höheren Anlaufstrom, was besonders im Winter zu spüren ist. Der Strom ist ca. 15% höher als beim Classic. Und CLassic ist für diejenigen, die ein einfacheres Auto haben, keine Schnickschnack, und der Preis ist wichtig.
Premium hat die höchsten Kaltstartströme - etwa 30% höher als Classic. Darüber hinaus ist die Ladegeschwindigkeit aufgrund unserer Carbon Boost 2.0-Technologie höher. In die aktive Masse der Negativplatten wird ein spezielles Kohlenstoffadditiv eingebracht, das es auch ermöglicht, die Aufladbarkeit, insbesondere aus dem Zustand der Tiefenentladung, um etwa das Zweifache zu erhöhen. Anfangs wurden sie speziell für Start-Stopp-Systeme entwickelt, später jedoch in die klassische Linie aufgenommen.
Alle Batterien der Classic-Serie sind mit einem Aufkleber versehen, der darauf hinweist, dass sie nicht für Start-Stopp-Systeme geeignet sind. Der für Mikro-Hybride typische Betriebszyklus zerstört sie schnell, genau wie andere herkömmliche Batterien. Für solche Systeme empfehlen wir die Installation von AGM oder EFB. Diese beiden Typen sind in ihren Parametern nahezu identisch, aber in der Hauptversammlung ist der Elektrolyt aufgrund der Imprägnierung spezieller Glasfaserstrukturen vollständig immobilisiert und in der EFB ist er flüssig. Tatsächlich ist der EFB eher eine Zwischenoption zwischen der klassischen Blei-Säure-Batterie und der teureren Hauptversammlung.
Übrigens, wenn etwas als Notstromquelle verwendet werden soll, sind es die Start-Stopp-Batterien und nicht die üblichen, die aufgrund der geringeren Anzahl möglicher Lade- / Entladezyklen schneller ausfallen.
Die Beerdigung wird vorübergehend verschoben
Wir werden uns lange Zeit für einen vollständigen Ersatz von Autos mit Verbrennungsmotoren durch Elektrofahrzeuge einsetzen: Es gibt mehr als genug Lithium auf unserem Planeten. Aber nur ein kleiner Teil seiner Lagerstätten ist wirtschaftlich rentabel. Gleichzeitig machen Elektroautos bereits rund 50% der Gesamtnachfrage aus, mit einem Wachstumstrend von bis zu 75% in den nächsten 10 Jahren. Und auch lustige Probleme mit Standleitungen von Kraftwerken zu Tankstellen, bei denen jede Ladung bis zu 150 kW verbrauchen kann.
In naher Zukunft werden höchstwahrscheinlich Hybrid-Zwischenlösungen aufblühen, die die Lebensdauer sowohl von Blei-Säure-Batterien in neuen effektiven Formen als auch von Verbrennungsmotoren verlängern. Und dort werden wir vielleicht im Allgemeinen auf Wasserstoffelemente anstelle von Lithium umsteigen.