Европейцы уже знают, что отключение двигателя при стоп-сигнале может повысить экономию топлива на 15%. Технология «стоп-старт», которая автоматизирует этот процесс, доступна там уже несколько лет. Но «Старт-Старт» легко реализовать с помощью механических коробок передач, которые характеризуют большинство европейских автомобилей, в меньшей степени это касается автоматики, на которую приходится 90% продаж в Северной Америке.
Тем не менее, остановка запускается в США. General Motors станет одним из первых автопроизводителей, сделавших систему остановки запуска, называемую eAssist, стандартной функцией. Он появится на 2012 Buick LaCrosse седан и будет вариант на Regal среднего размера 2012 года.
Но некоторые автомобильные технологии должны измениться, чтобы сделать старт-стоп практичным. Например, для более частого использования необходимо активизировать стартеры. Более проблемными являются автомобильные аккумуляторы; обычные затопленные свинцово-кислотные блоки не выдерживают резкого старта при резко более высоком уровне использования.
Обычные свинцовые кислоты созданы для того, чтобы выдерживать высокие уровни перезарядки и обычно проводят большую часть своего времени при 100% -ной зарядке. Но аккумуляторы в автомобилях, оборудованных start-stop, проводят гораздо больше времени в состоянии частичной разрядки. Это условие способствует накоплению сульфата свинца на отрицательной пластине батареи. Материал получается во время разряда, так как растворимые ионы свинца соединяются с сульфатом с образованием кристаллов сульфата свинца.
Когда обычные свинцово-кислотные батареи генерируют сульфат свинца, большая часть материала растворяется для преобразования растворимых ионов свинца на стадии, называемой растворением. Эти растворимые ионы свинца в конечном итоге получают усиленные электроны и преобразуются обратно, чтобы провести стадию, называемую осаждением.
К сожалению, этот двухстадийный процесс растворения / осаждения ограничивает число циклов зарядки и количество свинцово-кислотных аккумуляторов, которые может принять заряд, поскольку ограничивает доступность промежуточных растворимых ионов свинца в реакции. Кристаллы сульфата свинца в отрицательной пластине изначально малы.
Однако после повторяющихся циклов эти кристаллы становятся больше и в конечном итоге достигают размера, который трудно растворить. Это не только ограничивает количество практических циклов зарядки, но также увеличивает время, необходимое для зарядки аккумулятора.
Производители аккумуляторов придумали различные методы конструирования, чтобы минимизировать влияние частичного разряда, находящегося почти в постоянном состоянии. «Одна из важных вещей, над которой мы работаем, - это принятие платежей. Мы смогли улучшить принятие платежей в три раза, но мы хотим еще больше сократить время зарядки. С этой целью мы увеличили наш бюджет на исследования и разработки на 50%. по сравнению с 2,5 года назад, чтобы сосредоточиться на разработке батарей для рынка старт-стоп », - говорит Пол Чизман, вице-президент Exide Technologies, директор по глобальным исследованиям, разработкам и проектированию Exide недавно произвела свою 250000-ю батарею для автомобилей с автозапуском (называемых микрогибридами) в Европе. Эти батареи используют технологию Absorbent Glass Mat (AGM) в качестве средства обработки высокочастотного останова, пуска и рекуперативного торможения. Мат в AGM относится к сепаратору, который аналогичен губке или швабре, зажатой между отрицательной и положительной пластинами. Компоненты батареи находятся под сжатием.
Cheeseman немного осведомлен о том, как именно структура сжатия уменьшает образование сульфата свинца, но говорит, что это один из факторов, который продлевает срок службы батареи в условиях остановки и запуска.
Axion Power International Inc. назвал еще одну батарею, предназначенную для использования при останове и пуске, батарею PbC. Аксион заявляет, что батарея сочетает в себе обычный положительный электрод из диоксида свинца и свинцово-кислотной батареи с запатентованным отрицательным электродом, подобным суперконденсатору с активированным углем. Положительный электрод включает в себя стандартную реакцию диоксида свинца с сульфатом свинца, в то время как процесс накопления энергии отрицательного электрода основан на сильно обратимой нефарадеевской, электростатической ионной адсорбции на поверхности углерода.
Аксион говорит, что большинство компонентов батареи PcC напоминают компоненты обычной свинцовой кислоты, за исключением запатентованного микропористого отрицательного электрода с активированным углем. Компания сообщает, что стабильное время зарядки составляет менее 50 секунд в течение 100 000 циклов HEV, или восемь лет эквивалентной эксплуатации транспортного средства.
Аккумуляторы Stop-Start на сегодняшний день ориентированы на европейский рынок. Но они могут быть не совсем подходящими для автомобилей США, использующих эту технологию. «Стоп-старт будет выполняться в США иначе, чем в Европе, потому что движение отличается», - говорит Cheeseman из Exide. «Для большей части США« стоп-старт »не будет таким актуальным».
Exide Technologies: http://www.exide.com/
Axion Power International Inc .: http://www.axionpower.com/
Наш дочерний сайт EngineeringTV.com сделал короткое видео о других аспектах технологии start-stop: http://www.engineeringtv.com/video/Densos-Fuel-Saving-Engine-Start;NAIAS-2011-Videos