Современный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания невероятно эволюционировал за несколько десятков лет. Начиная от стандартов безопасности и экологичности выхлопа, и заканчивая разной хитрой электроникой, облегчающей жизнь водителя. Но остаётся одна вещь, которая практически не менялась. И стартап Ohm намеревается произвести улучшение в этой области.
Речь идёт об автомобильных аккумуляторах. Загляните под капот – и вы найдёте там свинцовую батарею (владельцы Tesla, опустите руки – я сейчас говорю про автомобили с ДВС). Старый добрый свинцово-кислотный аккумулятор изобретён ещё в середине 19-го века. С тех пор он с небольшими изменениями служит для запуска автомобилей и поддержания работы его электрических систем.
Свинец, диоксид свинца, вода и серная кислота – недорогой рецепт успеха. Аккумулятор может отдавать большие токи для старта двигателя. Он незначительно снижает свои характеристики при температурах меньше 0°C (на 1% для каждого градуса менее +20°C), что для суровых северных стран особенно актуально.
В СССР дети с удовольствием плавили свинцовые внутренности аккумуляторов на кострах, а по мере роста обеспокоенности состоянием окружающей среды становится всё больше возможностей сдать старый аккумулятор в переработку. Обычно автовладельцы при покупке нового аккумулятора сдают старый, и получают скидку. Сейчас в мире на повторную переработку сдаётся более 90% аккумуляторов.
Казалось бы, зачем что-то менять? Но у всего есть недостатки. Например, свинцовый аккумулятор для легковушки весит килограмм 15. Несмотря на возможности переработки, он всё-таки содержит токсичные вещества, которые могут нанести вред окружающей среде. Количество циклов заряда-разряда до состояния, когда аккумулятор становится невозможно нормально использовать, не превышает 1000.
Количество циклов у свинца
Не так давно на горизонте появилась новая разновидность литий-ионных аккумуляторов: литий-железо-фосфатный аккумулятор (LiFePO4, или LFP). Его характеристики превосходят таковые у свинцово-кислотных. Например, количество циклов заряда-разряда до 20% потери ёмкости исчисляется несколькими тысячами.
Циклы у LFP
Также у него довольно небольшой саморазряд, при этом он может как отдавать большие токи, так и заряжаться сравнительно большими токами, что позволяет заряжать аккумулятор до 100% за несколько минут). И он даже меньше, чем свинцово-кислотный, теряет ёмкости на морозе.
Стартап Ohm хочет поменять аккумуляторы в наших автомобилях на LFP. Кроме всех прочих преимуществ, они ещё и весят гораздо меньше. Аккумулятор от Ohm использует двухслойный электрохимический конденсатор (EDLC) для отдачи больших токов в момент старта. И потому аккумулятор для легкового автомобиля, по заверениям изобретателей, будет весить всего три килограмма.
Недостаток LFP аккумуляторов – необходимость в «умной» зарядке и цена. Ohm пока предлагает предпродажную версию устройства по стоимости в $200 (в США), что довольно неплохо, учитывая обещание компании об увеличении срока службы аккумулятора в два раза.
Касательно зарядки компания пошла ещё дальше. Поскольку LFP-аккумуляторы занимают гораздо меньше места, а автомобили пока ещё предназначены для стандартных размеров батарей, Ohm разместили свой аккумулятор в корпусе типоразмера 35 (23,6 х 17,3 х 19,9 см). Кроме него в корпус уместилась как умная зарядка, так и система отключения питания, которая должна не дать аккумулятору разрядиться в ноль. Если вы забудете выключить фары, то Ohm, разрядившись до определённого момента, просто отключит питание электросети автомобиля. Но при включении зажигания он снова воспрянет и позволит вам завести двигатель.
Недостатки есть и тут. Во-первых, Ohm может запасти меньше энергии, чем свинцовый аккумулятор. По оценкам компании, с выключенным двигателем на нём можно будет слушать радио всего минут 40, а не несколько часов, как на свинцовом. Кроме того, нет уверенности, что электроника современных автомобилей будет легко относиться к внезапному полному отключению питания.
В данный момент проходит закрытое тестирование продукта. Выполнят ли в компании Ohm все свои обещания, и удастся ли им действительно сделать хорошую замену привычным батареям – скоро узнаем.
Комментарии (24)
qbertych
13.08.2015 21:11К слову о птичках, говорят давным-давно ходили слухи о щелочных аккумуляторах — мол, им не страшен холод и дикое количество зарядов-разрядов. Вроде в авиации использовали. Правда ли?
sergku1213
14.08.2015 09:25Посмотрите железо-никелевые аккумуляторы. Щелочные. Дикое количество. Насчёт авиации не думаю. Видел массово возле троллейбусного парка, они там использовались — в 80-е годы. В ответственных местах применялись серебрянные аккумуляторы. У них большой ток.
qbertych
14.08.2015 12:09А в чем принципиальное отличие кислоты от щелочи в аккумуляторе?
sergku1213
14.08.2015 14:33Просто другой химизм. И вообще из кислотных почитай одни свинцовые и используются. Лучше говорить — никель-кадмиевые, железо-никелевые, металлогидридные, литий-ионные. Это конкретно характеризует. А то получается «у меня красненькая машинка». Не путайте с батареями: там тип электролита щелочной или хлоридный здорово говорит о технологии и свойствах.
ConstSe
13.08.2015 22:09+4«Кроме того, нет уверенности, что электроника современных автомобилей будет легко относиться к внезапному полному отключению питания.»
Фигня это. На подавляющем большинстве современных авто ничего критического не произойдет. Почти на всех сбросятся всякие часы и радио. На некоторых сбросятся всякие адаптации и обучения (научится сам через небольшой пробег). Считанные единицы попросят доехать до сервиса. А если учесть, что аккум вырубился не просто так, а по причине нештатного разряда, то значит есть утечка или лишний потребитель — он и так сядет в ноль, только позже. С описанным в статье «умным» аккумом машина практически гарантированно заведется и доедет до сервиса сама. Уж простите меня, но у меня автосервис — я эти забытые фары, глючащие сигналки, прочие замыкания и севшие в ноль аккумы на большом количестве разных авто вижу почти каждый день, особенно зимой.
Bluewolf
13.08.2015 22:26+3Всегда казалось странным, почему практически ни на одной машине нет полного отключения аккумулятора, когда он разряжается слишком сильно. Так, чтобы оставшегося заряда хватило на пару попыток запуска и не больше. Ведь все равно, раз уж такой момент наступил, аккумулятор бы и так сел в ноль через еще небольшое время. Многие машины отключают часть потребителей, но габаритами все равно можно высадить аккум в ноль.
Какое-нибудь электромеханическое устройство, похожее на защитный автомат, которое отщелкивает аккумулятор по команде электроники, когда уже почти всё. Большой ток стартера не является проблемой, ведь непосредственно в момент прохождения этого тока нет необходимости отключать\включать аккумулятор.
Alex59
14.08.2015 07:47+5Это как раз не странно: аккумулятор должен до самого конца поддерживать работу охранной системы (сигнализации). Это задача обычно важнее, чем гарантированная возможность завести двигатель.
lost55
14.08.2015 07:56+2При забытых фарах или радио я бы предпочел срабатывание сигнализации с последующим отключением главного аккумулятора.
А при такой важности охранной системы, она должна иметь свою мини-аккуму, которой бы хватило на посыл сигнала тревоги при отключении бортовой сети.
mblp
14.08.2015 11:25в очень многих моделях авто нет механического замка двери под ключ. Так что да, считается, что работа сигнализации (центрального замка, мозгов) важнее возможности завести двигатель.
unn
18.08.2015 15:51
В каких это нет?
Во всех автомобилях бесключевой доступ продублирован возможностью открыть машину аварийно, вынув из брелока традиционное «жало».
Bluewolf
14.08.2015 11:45Так ли важно продлить работу охранной системы на полчаса-час? (предполагаем, что что-то вроде габаритов или неисправности ускоренно разряжает аккумулятор, иначе до отключения аккумулятора не дойдет)
unn
18.08.2015 15:46есть, во-первых на современных на нормальных машинах стоят датчики и водитель сам ничего не включает (даже дальний свет), во вторых защита от разряда срабатывает и отключает потребляющие источники
BalinTomsk
14.08.2015 17:15+1У меня машина Chevy Venture пережила аккамулятор на 1 год — умерла трансмиссия на 12 году. Стоил ли теперь 70 долларовый аккамулятор менять на 200 долларовый?
f5623
15.08.2015 23:11При хорошей эксплуатации и «умной» зарядке свинцовые аккумуляторы могут жить очень долго. На весь срок службы автомобиля может хватить одного аккумулятора.
Хорошая это значит не допускать глубокого разряда в течение длительного времени. Т.е. не оставлять машину без движения на пару недель в мороз. И держать аккумулятор всегда заряженным.
А «умная» зарядка это подбор напряжения/тока заряда в зависимости от температуры аккумулятора. Чтобы в жару электролит не кипел, а в мороз, не было недозаряда.
Вроде во всех современных автомобилях напряжение в сети корректируется в зависимости от температуры воздуха. Но измерять температуру надо именно на аккумуляторе. И не у всех коррекция напряжения достаточная. Но при желании можно устанавливать отдельные девайсы, которые будут регулировать как надо.
Ну а масса аккумулятора, это да, аргумент. Но только для тех автомобилей, которые за каждый килограмм борются.
anmi
17.08.2015 19:38И потому аккумулятор для легкового автомобиля, по заверениям изобретателей, будет весить всего три килограмма.
Ohm может запасти меньше энергии, чем свинцовый аккумулятор. По оценкам компании, с выключенным двигателем на нём можно будет слушать радио всего минут 40, а не несколько часов, как на свинцовом.
Т.е. он весит в несколько раз меньше, но и энергии хранит в несколько раз меньше? Но зачем?
Я так понимаю удельная плотность энергии всего в 2 раза выше чем у свинцового. Профит вообще не очевиден.
BTW сейчас выпускают неплохие гелевые кислотные аккумуляторы и AGM, которые лишают классические кислотные аккумуляторы ряда недостатков (повышают температурный диапазон, устойчивы к вибрации, дают выше силу тока и так далее).
Shapeshifter
Цена еще не упала до конкурентного со свинцом уровня, но динамика снижения хорошая. Насчет «может запасти меньше энергии» — при сравнимых объемах LiFePO по емкости несколько выигрывает, разве не так?
15432
Именно. У них
но при этом жалуются, что онНа деле, сопоставимый по размерам LiFePO4 аккум будет стоить сильно дорого.
Bluewolf
Но и сопоставимый по емкости литиевый аккумулятор все равно будет меньше занимать места и весить меньше. Но в $200 не уложится, да.
GAS_85
Да ладно! Вот цены на аккумуляторы в Германии, так что цена в 200$ за вес в 5 раз меньше уже вполне себе преимущество.
Mad__Max
Так, но там же не сравнимый объем, а используют аккумулятор меньшей емкости и поэтому более компактный и намного более легкий.
Вообще не понял зачем там ионистор-буфер. Хорошие LiFePO4 легко могут отдавать токи до 20 номиналов (20С), а кратковременно (как при старте движка) и до 30-50. В результате скажем 20 А*ч литиевый аккумулятор без проблем может выдавать токи в 400А необходимые для завода легковушек без всяких промежуточных буферов. А высвободившиеся деньги(силовые ионисторы совсем не дешево стоят) и объем лучше пустить на увеличение емкости, ну или снижение цены.