Déjà près de la moitié des voitures neuves produites dans l'Union européenne sont des micro-hybrides.
Au milieu d'un tas de nouvelles sur le déploiement d'infrastructures pour les nouveaux véhicules électriques et de débats sur les normes de charge, beaucoup ont peut-être manqué la réincarnation de l'ancienne approche, qui s'appelle désormais la technologie Start-Stop. C'est une excellente option pour ne pas gaspiller d'énergie en augmentant l'entropie de l'Univers alors que vous êtes juste debout dans la circulation. Si vous restez debout plus de quelques secondes, le moteur s'arrête automatiquement et ne consomme pas de carburant au ralenti. Maintenant, je vais vous dire plus en détail comment cela fonctionne et pourquoi les batteries conventionnelles mourront très rapidement dans ce mode. En tant qu'ancien ingénieur de centre de service, j'ai vu de nombreuses batteries mourir à cause de charges inappropriées.
Je veux beaucoup de chevaux d'un petit moteur
Smog photochimique à Pékin.
Il existe plusieurs tendances dans l'industrie automobile moderne, même si tout le monde n'en est peut-être pas satisfait.
Premièrement, il s'agit d'un effort honnête ou presque honnête de la part des constructeurs automobiles pour se conformer aux exigences réglementaires afin de créer des voitures plus propres. Malheureusement, les normes environnementales sont mal combinées avec les souhaits des acheteurs en termes de dynamique d'accélération et de puissance moteur. En conséquence, des «portes diesel» émergent , mais les progrès globaux dans ce domaine sont très visibles, ce qui est essentiel pour les grandes villes. La situation du smog photochimique s'améliore progressivement, à moins, bien sûr, que la ville n'utilise des centrales au charbon.
Deuxièmement, il y a une tendance à la baisse des prix. Le consommateur veut avoir plus de «chevaux» pour le même prix. Si auparavant, les moteurs d'un litre et demi de 50 à 70 ch étaient considérés comme normaux. avec., maintenant le même moteur produit souvent 120, voire 150 chevaux. Evidemment, rien n'est donné comme ça. En conséquence, les moteurs nécessitent l'installation de turbines, un meilleur carburant, un contrôle précis de l'injection et deviennent pratiquement irréparables.
En revanche, la réduction du cycle de renouvellement des véhicules conduit à une sorte de transition vers le CICD dans l'industrie automobile. Alors qu'auparavant, la nouvelle technologie était presque invisible dans le contexte d'une grande flotte de voitures anciennes, la rotation est maintenant plus rapide. Les systèmes ABS, ESP et VSC deviennent progressivement la norme pour toutes les voitures, y compris les voitures à petit budget. En fait, le moteur à combustion interne classique n'est plus le même moteur à combustion interne qu'auparavant. Oui, il refuse de conduire avec de l'huile de maïs et du carburant incompréhensible provenant d'un bidon sale. Mais en moyenne, il est devenu beaucoup plus puissant et plus économique, au détriment de la durabilité. Mais les anciens éléments ont dû être considérablement modifiés.
Nous nous tenons au feu
Il s'agit d'un graphique de charge-décharge typique lors de la conduite d'une voiture avec un système start-stop. Les batteries conventionnelles sont tuées à un rythme alarmant.
La partie la plus désagréable du cycle urbain est la contraction constante d'une ligne sans fin lorsque vous êtes dans un embouteillage. Pour économiser du carburant, un système start-stop a été développé pour couper le moteur pendant les pauses forcées. De plus, ils sont installés non seulement sur les hybrides classiques, où un entraînement électrique et un moteur à combustion interne sont combinés, mais également sur des moteurs purement à essence. Les économies sont assez substantielles: 3 à 10% avec un plafond autour de 12%.
Le premier système de ce type a été installé sur la Toyota Crown en 1974, mais depuis lors, beaucoup de choses ont changé dans le fonctionnement du moteur et d'autres systèmes. Le modèle de conduite a radicalement changé. Auparavant, il n'y avait presque pas de système lorsqu'il était nécessaire de démarrer le moteur alors qu'il était encore en marche. Maintenant, étant donné les cycles courts de trafic dans le trafic, cela se produit plusieurs fois par jour. Cela a nécessité le développement d'un démarreur plus sophistiqué avec un solénoïde tandem , ce qui a permis au moteur de redémarrer pendant que le vilebrequin tournait encore. Mais le faire démarrer correctement et synchronisé n'est qu'une partie du problème. Essayons de regarder l'implémentation moderne dans de nombreux hybrides.
Hybrides, micro-hybrides et tout le reste
Le marché actuel a conduit au fait qu'entre une voiture entièrement électrique et la variante habituelle de l'ICE, plusieurs classes intermédiaires se sont formées.
Les moteurs à combustion interne traditionnels sont presque toutes les lignes budgétaires des voitures: transmission classique, la cylindrée du moteur est faible pour répondre aux normes environnementales modernes. Le moteur est démarré à l'aide d'une batterie au plomb-acide conventionnelle de 12 V.
Les microhybrides sont tous les mêmes moteurs à combustion interne, mais avec un système start-stop. La toute première Toyota Crown appartient officiellement à cette classe. La principale différence réside dans le démarreur dont nous avons parlé plus tôt. Pour un fonctionnement correct, il doit avoir une puissance de l'ordre de 3 à 5 kW. Une batterie conventionnelle ne pourra pas servir longtemps dans un mode de fonctionnement déchiré de charges-décharges constantes et de démarrages répétés du moteur avec des courants élevés. Par conséquent, seules les batteries AGM et EFB conviennent à ce type de véhicule. À l'intérieur de l'AGM, il n'y a pas un acide sulfurique liquide traditionnel, mais un électrolyte absorbé spécial sous la forme de structures de fibres de verre poreuses imprégnées. Cela lui permet de résister à de telles conditions de fonctionnement. Et EFB a des plaques plus épaisses, des pribluds spéciaux dans la masse active et un séparateur spécial,et sur l'Exide, en plus de cette masse active très confuse, ils enduisent également une maille en fibre de verre pour plus de stabilité.
Mini-hybrides: Un nouveau système électrique de 48 volts et un petit moteur électrique sont ajoutés à la ligne 12V traditionnelle. Il est de faible puissance, mais il suffit de rouler quelques mètres dans une impasse et de ne pas tirer le moteur à combustion interne principal avec des démarrages constants. Il est généralement alimenté par une batterie au lithium de 48 volts. Une batterie au plomb est toujours utilisée dans le circuit pour démarrer le moteur à froid et au cas où le circuit électrique ne parviendrait pas à y faire face.
Hybride complet: dans ce schéma, une conduite purement électrique sur de courtes distances est plutôt possible. Le plus souvent, il est possible de recharger directement la batterie au lithium de traction à partir du chargeur. Le système de récupération de freinage est activement utilisé. En général, une voiture a une structure beaucoup plus proche d'une voiture électrique. Par exemple, le même moteur à combustion interne est souvent de conception simplifiée, fonctionnant souvent non dans le cadre du cycle Otto classique, mais sur la base des cycles Miller et Atkinson. L'étage électrique représente la partie principale, la plus inefficace du moteur à combustion interne - ramper dans les embouteillages à une vitesse de 5 à 10 km / h, lorsque la première vitesse est enclenchée et que la pédale d'accélérateur n'est pas enfoncée.
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AGM- EFB-
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AGM (Absorbent Glass Mat) est une technologie pour la fabrication de batteries plomb-acide, dans lesquelles l'électrolyte n'éclabousse pas librement à l'intérieur, mais est fixé sur des éponges spéciales en fibre de verre. Dans le même temps, les fibres de verre minces ne réagissent pas du tout avec l'acide sulfurique et, en raison de leur structure fibreuse, elles sont pratiquement insensibles aux vibrations et aux dommages mécaniques. Autrement dit, même si le boîtier est endommagé, l'acide ne coulera pas dans toutes les directions, comme dans une batterie classique, mais restera absorbé dans la fibre de verre, comme une couche fonctionne. Verre seulement. Ne les démontez pas et ne les vérifiez pas vous-même. C'est toujours très dangereux. Certains micropores restent exempts d'électrolyte. Ceci est nécessaire pour créer un espace libre pour la recombinaison de gaz.
Tout à l'intérieur est formé sous la forme d'un paquet de plaques, qui peuvent avoir différentes épaisseurs et zones de la surface active de cette masse très active. Si nous avons besoin d'une batterie de grande capacité et de faibles courants, nous augmentons l'épaisseur, réduisons la surface. Dans l'application automobile de l'AGM, l'option opposée est plus pertinente - une augmentation de la surface des plaques avec une diminution de leur épaisseur. Ces batteries peuvent fournir plus de courant et se recharger plus rapidement, mais ont une capacité inférieure. Les plaques dans les blocs sont pressées beaucoup plus étroitement les unes contre les autres, ce qui contribue à mieux retenir la masse active que les batteries conventionnelles. En outre, un emballage encore plus serré peut être utilisé non pas dans des plaques, mais dans des rouleaux de plomb cylindriques étroitement laminés avec un séparateur d'espacement en fibre de verre.
En raison de leur structure, ces batteries présentent plusieurs avantages:
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La principale différence avec les EFB AGM est que les EFB sont plus simples et moins chers à fabriquer. En eux, l'électrolyte n'est pas lié, comme dans l'AGM, mais est sous forme libre. Mais contrairement aux batteries au plomb-acide classiques, elles ont des plaques de plomb plus épaisses. Leurs plaques positives sont empilées dans du molleton de fibre de verre, ce qui empêche la substance active de se répandre. Par conséquent, bien qu'ils aient un courant de charge-décharge plus faible que l'AGM, ils peuvent supporter environ deux fois plus de cycles de charge que les batteries classiques. En bref, c'est un tel produit intermédiaire en termes de caractéristiques, qui coûte moins cher que l'AGA.
Cependant, ils ont tous les mêmes difficultés en commun avec les batteries plomb-acide classiques. À des températures élevées, leur auto-décharge augmente, et en cas de gel, leur capacité diminue. Par conséquent, si vous avez moins 30 à la mer, vous devriez penser à un parking chauffé. La capacité a déjà chuté en raison de l'électrolyte surfondu, de sorte que le moteur à glace avec de l'huile épaisse nécessite également plus de tours pour démarrer.
Ce que nous avons intéressant
Je vais vous parler un peu de notre entreprise. Chez Exide, nous fabriquons de nombreuses batteries uniquement pour les micro-hybrides - elles représentent aujourd'hui environ 30 à 40% de l'ensemble du parc automobile européen. C'est la batterie de notre production qui entre le plus souvent dans les voitures neuves. Aujourd'hui, environ 70% des marques automobiles européennes proposent nos gammes, mais avec leur propre image de marque.
Nous avons plusieurs types de batteries: AGM, EFB, Premium, Excell et Classic. Les trois derniers sont classiques. Excell est une option fiable de base avec un bon prix.
Excell a un courant de démarrage plus élevé, qui est particulièrement ressenti en hiver. Le courant est environ 15% plus élevé que le Classic. Et CLassic est pour ceux qui ont une voiture plus simple, pas de cloches et de sifflets, et le prix compte.
Premium aura les courants de démarrage à froid les plus élevés - environ 30% plus élevés que Classic. De plus, la vitesse de chargement est plus élevée grâce à notre technologie Carbon Boost 2.0. Un additif spécial au carbone est introduit dans la masse active des plaques négatives, ce qui permet également d'augmenter la chargeabilité, notamment à partir de l'état de décharge profonde, d'environ deux fois. Initialement, ils ont été développés spécifiquement pour les systèmes start-stop, mais plus tard, ils ont été inclus dans la ligne classique.
Toutes les batteries de la série Classic ont un autocollant avertissant qu'elles ne seront pas adaptées aux systèmes marche-arrêt. Le cycle de fonctionnement typique des micro-hybrides les détruira rapidement, tout comme les autres batteries conventionnelles. Pour de tels systèmes, nous suggérons d'installer AGM ou EFB. Ces deux types sont presque identiques dans leurs paramètres, mais dans l'AGM, l'électrolyte est complètement immobilisé en raison de l'imprégnation de structures spéciales en fibre de verre, et dans l'EFB, il est liquide. En fait, l'EFB est plutôt une option intermédiaire entre la batterie plomb-acide classique et l'AGA plus chère.
À propos, s'il y a quelque chose à utiliser comme source d'alimentation de secours, ce sont les batteries start-stop, et non les habituelles, qui tombent en panne plus rapidement en raison du plus petit nombre de cycles de charge-décharge possibles.
Les funérailles sont temporairement reportées
Nous allons évoluer vers un remplacement complet des voitures à moteur thermique par des véhicules électriques pendant longtemps: il y a plus qu'assez de lithium sur notre planète. Mais seule une petite partie de ses gisements est commercialement viable. Dans le même temps, les voitures électriques représentent déjà environ 50% de la demande totale, avec une tendance à la croissance allant jusqu'à 75% au cours des 10 prochaines années. Et aussi des problèmes amusants avec les lignes dédiées des centrales électriques aux stations-service, où chaque charge peut consommer jusqu'à 150 kW.
Très probablement, dans un proche avenir, nous verrons l'épanouissement de solutions hybrides intermédiaires qui prolongeront la durée de vie des batteries au plomb-acide sous de nouvelles formes efficaces et des moteurs à combustion interne. Et là, peut-être, en général, nous passerons aux éléments hydrogène au lieu du lithium.