Ресурс любой системы или механизма определяется сроком службы его узлов и деталей. Гибридный автомобиль имеет больше деталей, чем обычный, чего он по определению не может быть надежным? Чтобы понять, меньше и насколько меньший ресурс гибрида по сравнению с транспортным средством классической схемы, нужно найти его уязвимые составляющие и определить их средний срок службы.

Имидж гибридов в Украине

Гибридные автомобили, несмотря на стремительно растущую популярность, до сих пор остаются на украинском рынке чем-то экзотическим. Потенциальные покупатели часто обходят их, опасаясь дорогостоящего ремонта, необходимости замены аккумуляторной батареи или отсутствия квалифицированных мастеров. Основа такого имиджа — слухи.

В целом, неисправности гибридной силовой установки (электрической ее части) встречаются по-настоящему редко. Другое дело, что о таких случаях мгновенно становится известно всем, кого эта тема касается и не касается. Это как ситуация с аварийностью автомобилей Tesla на автопилоте — ДТП случаются гораздо реже, но каждая из них сопровождается огромным оглаской и драматизмом.

слабые места

Неисправность инвертора — одна из типичных проблем гибридных автомобилей, которая случается нечасто, но обсуждается очень активно. Инвертор предназначен для преобразования одного типа тока в другой (постоянный / переменный). Замена инвертора и вполне может оказаться дорогой, но, по словам специалистов, значительно уменьшить вероятность поломки может обычная профилактика его систем питания и охлаждения. Установка неоригинального инвертора позволяет существенно сэкономить на ремонте.

• Аккумуляторная батарея

Нередко производители заявляют, что батареи рассчитаны на весь срок службы автомобиля, хотя в действительности ни один из них не готов отвечать за это материально. Та же Toyota на многих рынках гарантирует исправность батарей в течение восьми лет или до 160 тыс. Км. пробега. Очевидно, что для большинства владельцев этого вполне достаточно.

Известны отдельные случаи вынужденной замены аккумуляторов на новых гибридных автомобилях. Почти всегда они вызваны длительным простоем без подзарядки и критическим уменьшением емкости.

Известно, что Toyota Prius с пробегом более 300 тыс. Км, батарея которых никогда не обслуживалась в сервисе — далеко не исключение из правил. Кроме того, в случае выхода аккумуляторов из строя после окончания гарантийного периода набор новых элементов питания обойдется в сумму около $ 2000-3000, а замена только нескольких элементов питания — еще дешевле.

Статистическая вероятность необходимости досрочной замены элементов питания в гибрида значительно ниже, чем вероятность выхода из строя и стоимостного ремонта современного дизельного авто.

Может гибрид быть надежным обычного авто?

О возможности или невозможности гибридных авто быть надежными обычных можно спорить. Однако, согласно результатам многочисленных исследований, «найгибридниший из всех гибридов», японский Toyota Prius, признан одним из самых надежных автомобилей мира. Об этом говорят и немцы с TUV, и американцы с Consumer Reports, и сами японцы. Модель широко используется как такси, корпоративный транспорт и автомобили полиции. Причина высокой надежности Приусов может заключаться не только в общей высоком качестве модели, но и в том, что электрическая силовая установка берет на себя основную работу в тяжелых и наименее оптимальных для бензинового двигателя режимах. Соответственно, двигатель меньше изнашивается, а общий рабочий ресурс автомобиля увеличивается.

Другие приятные особенности гибрида, связанные с ремонтом и обслуживанием

• Тормозные колодки и диски можно менять реже. Рекуперация тормозной энергии предусматривает создание электромотором-генератором усилия, которое замедляет и останавливает автомобиль без использования основной тормозной системы.
• Моторное масло чище. Это возможно за счет того, что двигатель внутреннего сгорания почти не работает в экстремальных режимах.
• Стабильный запуск в мороз. Емкость батарей гибрида выше, а следовательно их всегда достаточно для запуска ДВС. Такие авто широко используются в Монголии и Якутии, известных своими свирепыми зимами.

Очевидно, что в плане ресурса гибридный автомобиль не уступает или незначительно уступает классическому. Многочисленные же преимущества делают его более привлекательным для покупателя. Чтобы оценить все преимущества современного гибрида, закажите его аренду во Львове, обращайтесь в LeoDrive.

Все, что вам нужно знать

Boonchai wedmakawandGetty Images

Гибридный автомобиль использует как бензин, так и электричество. Эта технология кардинально изменила представление об экологически безопасных вариантах вождения.

Что такое гибридный автомобильный аккумулятор?

Согласно Hybrid Cars, гибридный автомобиль сочетает в себе функциональность бензинового двигателя и электрического гибридного аккумулятора. Он перезаряжаемый и обеспечивает достаточную мощность для перемещения большого транспортного средства.

Основные сведения о гибридных аккумуляторах

Гибридные автомобили стали более совершенными, но они все еще отстают в доступности и доступности. Гибридные автомобили предлагают лучшую альтернативу автомобилям с двигателями внутреннего сгорания. Гибридные автомобили ликвидируют разрыв между электрическими и бензиновыми силовыми агрегатами.

Гибридные автомобили предлагают очевидные преимущества, такие как гладкие электронные датчики и выдающаяся экономия топлива, но многие потребители не знают, как работают эти двигатели и что делает их такими полезными для окружающей среды.

Двигатели, работающие исключительно на электричестве, эффективно ускоряются и развивают максимальную мощность при ускорении с места. К сожалению, эти батареи должны быть большими и дорогими, чтобы иметь возможность путешествовать на большие расстояния. Согласно Consumer Reports, автомобили с аккумулятором имеют ограниченный запас хода от 70 до 250 миль.

В сочетании с бензиновым двигателем электрические двигатели становятся намного более функциональными. Автопроизводители могут установить небольшой высокоэффективный газовый двигатель в дополнение к мощности своего электрического аналога.Имея резервную мощность от двигателя внутреннего сгорания, можно использовать меньший и более доступный электродвигатель. Сочетание этих двух систем обеспечивает максимальную эффективность и надежность.

Недостатком этой установки является то, что общая конструкция по-прежнему является дорогостоящей из-за двойных двигателей. Хотя каждый отдельный двигатель меньше по размеру, в том числе и то, и другое увеличивает вес автомобиля и занимает много места.

Как работают гибридные батареи

В гибридных автомобилях технологии электромобилей сочетаются с технологиями традиционных автомобилей.Гибридный автомобиль использует 12-вольтовую свинцово-кислотную батарею и бензин, как и традиционный автомобиль, а также получает энергию от электрической батареи. Автомобиль может плавно переключаться между источниками питания, поэтому водитель даже не подозревает о переходе.

Электрическая батарея заряжается посредством процесса, известного как рекуперативное торможение. Энергия, вырабатываемая при нажатии водителем на педаль тормоза, заряжает электрическую батарею. Переключение между электричеством и газом — ключ к выдающейся энергоэффективности гибридного автомобиля.Гибридные автомобили работают на газе только часть времени, что делает их на 20–35 процентов более экономичными, чем у традиционных автомобилей. Это также снижает выбросы автомобиля, делая гибридный автомобиль менее вредным для окружающей среды.

Одним из недостатков гибридной батареи является ограниченный срок службы. По данным Bumblebee Batteries, на большинство гибридных аккумуляторов распространяется восьмилетняя или 100000-километровая гарантия, но некоторые выходят из строя раньше этого времени. Гибридный автомобиль не может работать без гибридной батареи, поэтому владельцы транспортных средств должны периодически вкладывать средства в новые гибридные батареи, что может сделать обслуживание автомобиля дорогим.

К счастью, гибридные технологии постоянно развиваются. Современные батареи более устойчивы, чем их старые аналоги. Сторонние производители также выходят на сцену, предоставляя водителям больше возможностей, когда пришло время заменить батарею. Эти сторонние гибридные батареи часто дешевле, чем те, которые продаются в дилерских центрах.

Гибридные батареи оснащены двумя электродами, находящимися в растворе электролита, поясняет HybridGeek. Как сообщает компания Hybrid Cars, эти электроды разделены полимерной пленкой, предотвращающей короткое замыкание.Электроды замыкаются при включении устройства, в данном случае гибридного автомобиля. Стоит отметить, что аккумулятор в гибридном автомобиле на самом деле представляет собой аккумуляторную батарею, состоящую из нескольких ячеек, которые работают вместе, чтобы создать огромный заряд, необходимый для питания автомобиля.

В каждой ячейке батареи есть положительный электрод и отрицательный электрод. Ионы от положительно заряженного электрода движутся к отрицательному электроду. Там положительные ионы принимают электроны, отданные отрицательным электродом.Этот сложный процесс создает электрический заряд.

Энергия, вырабатываемая гибридной батареей, определяет запас хода, на который способен автомобиль. Доступная мощность от аккумулятора в данный момент определяет ускорение автомобиля.

Toyota Prius Hybrid Battery

Toyota Prius второго поколения оснащена никель-металлогидридным аккумулятором, который:

• Имеет 28 модулей Panasonic
• Включает в себя 168 1,2-вольтовых элементов (по шесть в каждом модуле)
• Производит 201 .6 вольт
• Сидит за задним сиденьем
• Весит 53,5 кг (около 118 фунтов)
• Обеспечивает разрядную мощность 20 кВт при 50-процентном уровне заряда

Возможности аккумулятора уменьшаются при более низких температурах и увеличиваются при более высоких температурах . Prius оснащен специальным компьютером, который поддерживает оптимальную температуру и уровень заряда аккумулятора. Вентилятор на 12 В, установленный вдоль задней шины, при необходимости подает в аккумулятор прохладный воздух из кабины.

Toyota Highlander Hybrid Battery

Никель-металлогидридная батарея Highlander Hybrid:

• Имеет металлический корпус батареи
• Имеет 240 ячеек
• Подает 288 вольт при высоком напряжении
• Обеспечивает переменное напряжение от 280 до 650 вольт с помощью повышающий преобразователь
• На 18 процентов меньше, чем аккумулятор Prius.
• Находится под задними сиденьями

Каждый аккумуляторный модуль имеет собственную систему управления для контроля заряда аккумулятора и управления охлаждением.Это управляет процессом разрядки и подзарядки, чтобы обеспечить автомобиль постоянным уровнем энергии.

Гибридная батарея Ford Escape

Для гибридных автомобилей, аккумуляторная батарея в Ford Escape:

• Характеристики 250 отдельных никель-металлогидридных ячеек в корпусах из нержавеющей стали
• Подводит 1,3 В от каждой ячейки
• Располагает ячейки по 50 модули, состоящие из пяти ячеек каждый
• Вырабатывает общее напряжение 220 вольт

Honda Insight Battery

Аккумуляторная батарея в Honda Insight:

• Характеристики 120 никель-металлогидридных D-элементов Panasonic
• Выход 1.2 В на каждую ячейку
• Обеспечивает разряд 100 А и заряд 50 А.
• Обеспечивает общую мощность 144 В
• Находится под полом грузового отсека

Технология управления аккумуляторной системой такая же, как и разработанная для электромобиль EV Plus.

Гибридная батарея Saturn Vue

Никель-металлогидридная батарея Saturn Vue Green Line:

• Выдает 36 Вольт
• Может доставлять и принимать более 14.Пиковая мощность 5 кВт
• Обеспечивает мощность для зарядки аккумуляторной батареи и 12-вольтового вспомогательного оборудования.
• Находится под грузовым отсеком вместо запасного колеса

Понимание различий в технологии гибридных автомобилей может помочь вам наилучшим образом использовать гибридная мощность для вашего следующего автомобиля.

Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным специалистом ASE Дуэйн Саялун из YourMechanic.ком . Для любых отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону [email protected] .

Источники:

https://www.thehybridgeek.com/hybrid-batteries-vs-standard-batteries/

https://www.consumerreports.org/hybrids-evs/hybrids-101-guide-to -hybrid-cars /

https://www.hybridcars.com/hybrid-car-battery/

https://bumblebeebatteries.com/blog/three-basic-things-about-hybrid-batteries/

https : // www.caranddriver.com/news/a28858602/ford-explorer-hybrid-vs-toyota-highlander/

https://www.caranddriver.com/news/a2

15/2020-toyota-prius-pricing/

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Аккумуляторы для гибридных автомобилей и электромобилей

В большинстве подключаемых к электросети гибридов и полностью электрических транспортных средств используются подобные литий-ионные батареи.

Системы накопления энергии, обычно аккумуляторы, необходимы для гибридных электромобилей (HEV), гибридных электромобилей (PHEV) и полностью электрических транспортных средств (EV).

Типы систем хранения энергии

Следующие системы накопления энергии используются в автомобилях HEV, PHEV и электромобилях.

Литий-ионные батареи

Литий-ионные батареи в настоящее время используются в большинстве портативных бытовых электронных устройств, таких как сотовые телефоны и ноутбуки, из-за их высокой энергии на единицу массы по сравнению с другими системами хранения электроэнергии.Они также обладают высоким удельным весом, высокой энергоэффективностью, хорошими высокотемпературными характеристиками и низким саморазрядом. Большинство компонентов литий-ионных аккумуляторов можно переработать, но стоимость рекуперации материалов остается проблемой для отрасли. Министерство энергетики США также поддерживает премию за переработку литий-ионных аккумуляторов, чтобы найти решения для сбора, сортировки, хранения и транспортировки использованных и выброшенных литий-ионных аккумуляторов для последующей переработки и восстановления материалов.В большинстве современных PHEV и электромобилей используются литий-ионные батареи, хотя точный химический состав часто отличается от химического состава батарей для бытовой электроники. Продолжаются исследования и разработки для снижения их относительно высокой стоимости, увеличения срока их полезного использования и решения проблем безопасности в отношении перегрева.

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металлогидридные батареи, обычно используемые в компьютерном и медицинском оборудовании, предлагают разумную удельную энергию и удельные мощности.Никель-металлогидридные батареи имеют гораздо более длительный срок службы, чем свинцово-кислотные, и безопасны и устойчивы к неправильному обращению. Эти батареи широко используются в HEV. Основными проблемами никель-металлгидридных батарей являются их высокая стоимость, высокий саморазряд и тепловыделение при высоких температурах, а также необходимость контролировать потери водорода.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные аккумуляторы

могут быть разработаны с учетом высокой мощности, при этом они недороги, безопасны и надежны. Однако низкая удельная энергия, плохие характеристики при низких температурах, а также короткий календарный и циклический срок службы препятствуют их использованию.В настоящее время разрабатываются современные высокомощные свинцово-кислотные батареи, но эти батареи используются только в коммерчески доступных транспортных средствах с электрическим приводом для вспомогательных нагрузок.

ионисторы

Ультраконденсаторы хранят энергию в поляризованной жидкости между электродом и электролитом. Емкость накопления энергии увеличивается с увеличением площади поверхности жидкости. Ультраконденсаторы могут обеспечить транспортным средствам дополнительную мощность во время разгона и подъема на холм, а также помочь восстановить энергию торможения.Они также могут быть полезны в качестве вторичных накопителей энергии в транспортных средствах с электрическим приводом, поскольку помогают электрохимическим аккумуляторам выравнивать мощность нагрузки.

Утилизация аккумуляторов

Транспортные средства с электрическим приводом являются относительно новыми для автомобильного рынка США, поэтому лишь небольшое количество из них подошло к концу своего срока службы. В результате доступно небольшое количество бывших в употреблении аккумуляторов для электромобилей, что ограничивает масштабы инфраструктуры по переработке аккумуляторов. Поскольку электромобили становятся все более распространенными, рынок утилизации аккумуляторов может расшириться.

Широко распространенная переработка аккумуляторов предотвратит попадание опасных материалов в поток отходов как в конце срока службы аккумулятора, так и во время его производства. В настоящее время ведется работа по разработке процессов утилизации аккумуляторов, которые минимизируют влияние на жизненный цикл литий-ионных и других типов аккумуляторов в транспортных средствах. Но не все процессы переработки одинаковы:

• Плавка : В процессе плавки восстанавливаются основные элементы или соли. Эти процессы в настоящее время используются в больших масштабах и могут работать с различными типами аккумуляторов, включая литий-ионные и никель-металлгидридные.Плавка происходит при высоких температурах, и органические материалы, включая электролит и угольные аноды, сжигаются в качестве топлива или восстановителя. Ценные металлы извлекаются и отправляются на аффинаж, чтобы продукт был пригоден для любого использования. Остальные материалы, в том числе литий, содержатся в шлаке, который теперь используется в качестве добавки в бетон.
• Прямое восстановление : С другой стороны, некоторые процессы переработки напрямую восстанавливают материалы, пригодные для аккумуляторов. Компоненты разделяются различными физическими и химическими процессами, и все активные материалы и металлы могут быть восстановлены.Прямое восстановление — это низкотемпературный процесс с минимальными энергозатратами.
• Промежуточные процессы : Третий тип процесса находится между двумя крайностями. В таких процессах можно использовать несколько типов батарей, в отличие от прямого восстановления, но извлекать материалы дальше по производственной цепочке, чем при плавке.

Разделение различных материалов аккумуляторных батарей часто является камнем преткновения при извлечении ценных материалов. Таким образом, конструкция аккумуляторной батареи, учитывающая разборку и переработку, важна для успеха электромобилей с точки зрения устойчивости.Стандартизация батарей, материалов и конструкции элементов также упростит переработку и сделает ее более рентабельной.

См. Отчет: «Технико-экономическая целесообразность использования отработанных аккумуляторов электромобилей в стационарных установках».

Дополнительная информация

Узнайте больше о исследованиях и разработках аккумуляторов на страницах Национальной лаборатории возобновляемой энергии, посвященных хранению энергии, и на странице Управления автомобильных технологий Министерства энергетики США.

Как работают гибридные электромобили?

Гибридные электромобили приводятся в движение двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем, который использует энергию, запасенную в батареях.Гибридный электромобиль нельзя подключить для зарядки аккумулятора. Вместо этого аккумулятор заряжается за счет рекуперативного торможения и от двигателя внутреннего сгорания. Дополнительная мощность, обеспечиваемая электродвигателем, потенциально может позволить использовать двигатель меньшего размера. Аккумулятор также может питать вспомогательные нагрузки и снижать холостой ход двигателя при остановке. Вместе эти особенности приводят к лучшей экономии топлива без ущерба для производительности. Узнайте больше о гибридных электромобилях.

Изображение в высоком разрешении

Ключевые компоненты гибридного электромобиля

Аккумулятор (вспомогательный): В транспортном средстве с электроприводом вспомогательная аккумуляторная батарея обеспечивает электричеством для запуска автомобиля до включения тягового аккумулятора, а также обеспечивает питание аксессуаров транспортного средства.

Преобразователь постоянного тока в постоянный: Это устройство преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность постоянного тока низкого напряжения, необходимую для работы аксессуаров автомобиля и зарядки вспомогательной аккумуляторной батареи.

Электрогенератор: Вырабатывает электричество от вращающихся колес во время торможения, передавая эту энергию обратно в блок тяговых аккумуляторов. В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как приводную, так и регенеративную функции.

Тяговый электродвигатель: Этот электродвигатель приводит в движение колеса автомобиля, используя питание от тягового аккумулятора. В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как приводную, так и регенеративную функции.

Выхлопная система: Выхлопная система направляет выхлопные газы из двигателя через выхлопную трубу. Трехкомпонентный катализатор предназначен для уменьшения выбросов выхлопной системы при выходе из двигателя.

Заливная горловина: Форсунка топливораздаточной колонки присоединяется к резервуару на транспортном средстве для заправки топливного бака.

Топливный бак (бензин): В этом баке хранится бензин на борту транспортного средства до тех пор, пока он не понадобится двигателю.

Двигатель внутреннего сгорания (с искровым зажиганием): В этой конфигурации топливо впрыскивается либо во впускной коллектор, либо в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом, а топливно-воздушная смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. .

Контроллер силовой электроники: Этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой тяговой батареей, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.

Тепловая система (охлаждение): Эта система поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур двигателя, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов.

Тяговый аккумулятор: Накапливает электроэнергию для использования тяговым электродвигателем.

Трансмиссия: Трансмиссия передает механическую мощность от двигателя и / или электрического тягового двигателя для привода колес.

Как долго прослужат гибридные батареи?

Некоторые из основных моментов сопротивления потребителей гибридным транспортным средствам включают представления о том, что дорогостоящие высоковольтные аккумуляторные батареи в этих транспортных средствах ненадежны и подвержены частым или преждевременным выходам из строя. Однако правда в том, что все производители гибридных автомобилей на внутреннем рынке США по закону обязаны давать гарантию на высоковольтные гибридные аккумуляторные батареи на срок не менее восьми лет или 100 000 миль использования.Однако десятилетний гарантийный срок в десять лет или 150 000 миль обслуживания в настоящее время является нормой для некоторых гибридов японского производства, одним из примеров которых являются автомобили Toyota Prius последней модели.

Кроме того, производители на внутреннем рынке США юридически обязаны передавать и соблюдать баланс гарантийных обязательств гибридных аккумуляторов. Это требование означает, что если вы покупаете, например, трехлетний гибридный автомобиль с 40000 миль пробега на одометре, дилер должен передать вам остаток первоначальной гарантии на аккумулятор.Это также означает, что дилер должен соблюдать оставшийся гарантийный баланс, если батарея выйдет из строя в течение оставшегося периода времени.

К сожалению, в этом мире нет ничего идеального, а это означает, что высоковольтные гибридные аккумуляторные батареи могут выходить из строя по разным причинам и действительно выходят из строя. Таким образом, чтобы понять, что вы можете сделать, чтобы продлить срок службы высоковольтной аккумуляторной батареи вашего гибридного автомобиля, нам необходимо обсудить, что такое гибридные аккумуляторные батареи, как они работают и как иногда выходят из строя.

Конструкция высоковольтных гибридных аккумуляторных батарей

Проще говоря, любой аккумуляторный блок состоит из низковольтных аккумуляторных элементов, соединенных последовательно, чтобы сформировать более крупную и более мощную батарею.Хотя некоторые конкретные детали, касающиеся конструкции и химического состава отдельных аккумуляторных элементов, различаются у разных производителей и / или моделей, все гибридные аккумуляторные блоки следуют одному и тому же общему шаблону, который мы обсудим ниже на примере типичного гибридного аккумуляторного блока Toyota.

Батарейные блоки в моделях Prius обычно состоят из 128 * ячеек, каждая из которых имеет номинальное напряжение 1,2 вольт. Конструкция аккумуляторной батареи состоит из шести последовательно соединенных аккумуляторных ячеек, что означает, что отрицательный полюс одного элемента подключается к положительному полюсу следующего элемента в серии для создания аккумуляторного модуля с номинальным напряжением 7.2 вольта. Продолжая эту схему, модули также соединяются последовательно, чтобы создать аккумуляторную батарею с номинальным напряжением 201,6 вольт.

* Обратите внимание, что с некоторыми химическими составами аккумуляторов, например на основе никель-металлогидридных сплавов, некоторые гибридные аккумуляторные блоки в некоторых моделях Prius могут содержать до 228 ячеек.

В моделях Prius аккумуляторная батарея обычно может производить до 20 кВт мощности, когда она разряжена на 50%. Однако во время нормальной работы автомобиля электронная система управления аккумулятором будет поддерживать уровень заряда аккумулятора в диапазоне от примерно 90% от его максимальной емкости на верхнем пределе и примерно на 30% от его емкости на нижнем пределе.

Технические подробности того, как аккумуляторная батарея поддерживает этот уровень заряда (также известный как SOC (State of Charge) аккумулятора), выходят за рамки данной статьи, но достаточно сказать, что основная часть процесса зарядки аккумулятора происходит во время рекуперативное торможение. Этот процесс запускается, когда водитель снимает давление с педали акселератора. Это действие приводит к тому, что двигатель / генератор в трансмиссии перестает подавать движущую силу на транспортное средство и начинает работать как генератор для замены потерянной емкости аккумулятора.Магнитные силы, которые создает процесс зарядки, достаточно сильны, чтобы оказывать на автомобиль сильное тормозное усилие, отсюда и термин «рекуперативное торможение».

Как и почему гибридные аккумуляторные блоки выходят из строя

С точки зрения среднего владельца гибридного автомобиля, двумя наиболее важными факторами, определяющими долговечность, долговечность и производительность гибридного аккумуляторного блока, являются SOC (состояние заряда) и SOH (состояние здоровья) батареи, но что именно означают эти термины? его номинальное напряжение, которое в случае типичной модели Prius составляет 201.6 вольт. Обратите внимание, что зависимость между измеренным напряжением батареи и ее способностью обеспечивать полезную работу не обязательно является линейной. Это просто технический язык, который означает, что батарея, которая, скажем, разряжена на 70%, может обеспечивать до 40% (или более, в зависимости от условий эксплуатации и уровня энергопотребления) той мощности, которую она обеспечила бы, если бы была заряжена. до 100% от его максимальной емкости.

Состояние здоровья

В то время как SOC гибридной батареи имеет определенное значение с точки зрения того, насколько хорошо батарея работает в краткосрочной перспективе, состояние здоровья батареи гораздо более важно для того, насколько хорошо (или иначе) гибридная батарея pack работает в среднесрочной и долгосрочной перспективе, и вот почему:

В любой электрической системе электрическая энергия всегда будет течь от высокого потенциала к низкому (или более низкому).По сути, это означает, что если две батареи подключены, и одна батарея разряжается по какой-либо причине, электрическая энергия от батареи с самым высоким зарядом будет течь к батарее с самым низким зарядом в попытке удовлетворить нескольким законам физики, которые нам не нужно здесь углубляться.

Таким образом, на практике гибридный аккумуляторный блок может работать должным образом только в том случае, если все элементы и модули в аккумуляторном блоке поровну разделяют как зарядку, так и разрядку. Но поскольку гибридные аккумуляторные блоки содержат десятки отдельных ячеек, любой отказ, дефект и / или сбой в любой ячейке имеет прямое и непосредственное отношение к тому, насколько хорошо работают ячейки по обе стороны от дефектного элемента или модуля.

Таким образом, для защиты силовой электроники и других систем управления на транспортном средстве специальный модуль управления аккумуляторной батареей контролирует каждую ячейку и модуль в аккумуляторной батарее по отдельности. Предположим, этот модуль управления обнаруживает одну ячейку или модуль, номинальное напряжение, сопротивление, температура или другой контролируемый параметр которых отличается от всех других ячеек или модулей более чем на максимально допустимый предел. В этом случае в качестве защитной меры он ограничит возможности зарядки / разрядки всего аккумуляторного блока до уровня поврежденного элемента или модуля.

Существует множество возможных причин отказа любой отдельной ячейки или модуля. Однако на практике наиболее частыми причинами являются:

• Производственные дефекты аккумуляторных элементов
• Производственные различия между элементами
• Плохое электрическое соединение между элементами и / или модулями
• Аномально высокая или низкая температура аккумулятора
• Механическое повреждение аккумулятора аккумулятор во время планового обслуживания
• И, в меньшей степени, неправильные процедуры обслуживания

Независимо от реальных причин различий в контролируемых параметрах, последствия таких различий могут варьироваться от незначительных, до едва заметных, до драматических, в том смысле, что один или несколько модулей управления могут обездвижить автомобиль в качестве меры предосторожности.

Что вы можете сделать, чтобы защитить аккумуляторную батарею гибридного автомобиля

Аккумуляторная батарея гибридного автомобиля изначально опасна для работы, и поэтому эти батареи не подлежат обслуживанию пользователем. Тем не менее, есть одна важная вещь, которую вы можете сделать для защиты аккумуляторной батареи вашего автомобиля, которая не требует самостоятельной работы с ней.

Не игнорируйте сигнальные лампы

Система мониторинга аккумулятора устанавливает коды неисправностей и включает сигнальные лампы на приборной панели автомобиля, если обнаруживает одну или несколько из большого количества возможных проблем, дефектов, неисправностей или отказов в высоковольтный аккумулятор и связанные с ним системы.К таким проблемам обычно относятся:

• Ненормальная температура батареи, вызванная сбоями или проблемами в выделенной системе охлаждения батареи, управляемой компьютером. Помните, что температура батареи напрямую влияет на несколько аспектов ее производительности.
• Дисбаланс между аккумуляторными элементами и / или аккумуляторными модулями: имейте в виду, что выход из строя только одного аккумуляторного элемента может и будет ухудшать производительность всего аккумуляторного блока, что может привести к увеличению расхода топлива автомобилем в качестве вторичного эффекта.
• Аномально высокий или низкий уровень заряда: Существуют различные возможные причины проблем такого рода, но в некоторых случаях они могут не быть напрямую связаны с отказами, неисправностями или дефектами самого высоковольтного аккумуляторного блока. Иногда это отказ или неисправность другого рода, например, связанные системы, которые могут включать в себя систему контроля аккумуляторной батареи, силовую электронику, а также системы, которые управляют и / или контролируют узел двигатель / генератор.
Резюме

В некоторых случаях гибридные аккумуляторные блоки можно отремонтировать, удалив и заменив поврежденные аккумуляторные элементы и / или аккумуляторные модули.Однако это узкоспециализированная область ремонта, которая должна выполняться только квалифицированным персоналом, имеющим доступ к сервисной информации на уровне OEM и одобренному OEM-производителями испытательному, диагностическому и зарядному оборудованию.

На практике, однако, дилеры обычно заменяют высоковольтный аккумуляторный блок, который показывает электрический дисбаланс в условиях гарантии, вместо того, чтобы ремонтировать его, но это не всегда так. Тем не менее, если гарантия не распространяется на высоковольтный аккумулятор, регулярный осмотр аккумулятора и своевременное выполнение необходимого ремонта предлагают владельцам гибридных автомобилей чрезвычайно экономичный метод восстановления производительности «ленивого» аккумулятора.

В большинстве случаев сочетание полугодовых проверок аккумуляторов и утвержденных OEM-производителей процедур обслуживания аккумуляторов, выполняемых (при необходимости) соответствующим квалифицированным поставщиком услуг, может продлить срок службы гибридного аккумуляторного блока на несколько лет.

Аккумуляторы для гибридных автомобилей | HowStuffWorks

Водители, заботящиеся об окружающей среде, покупают гибридные автомобили и другие экономичные автомобили из-за более низких выбросов. Сочетание бензинового двигателя меньшего размера для мощности, электродвигателя для экономии топлива и обещания так называемого экологически чистого вождения оказалось успешным стимулом для потребителей, стремящихся сэкономить на топливе и внести свой вклад в защиту окружающей среды.Но возросшая осведомленность о влиянии транспортных средств и их частей на окружающую среду на Земле заставила водителей переключить внимание с топливной экономичности на что-то совершенно другое — аккумуляторы для гибридных автомобилей.

Аккумуляторы в гибридных автомобилях отвечают за лучшую экономию топлива, что стало центральным элементом технологии. Они приводят в действие электродвигатель, который обычно приводит в движение гибридный автомобиль на более низких скоростях. Это снижает давление на бензиновый двигатель и увеличивает количество топлива, сжигаемого автомобилем между поездками на заправку.

Но химический материал, из которого изготовлены все автомобильные аккумуляторы, будь то обычные автомобили или гибриды, обычно токсичен. В настоящее время на дорогах гораздо меньше гибридных автомобилей, чем обычных автомобилей; однако высказывались опасения, что, если количество гибридных автомобилей увеличится, свалки вскоре переполнятся токсичными батареями, полными коррозионных и канцерогенных материалов.

Существует три основных типа аккумуляторов, которые компании используют или рассматривают для использования в гибридных автомобилях: свинцово-кислотные, никель-металлогидридные (NiMH) и литий-ионные (Li-ion).Безусловно, свинцово-кислотный считается наиболее токсичным из трех, и, кроме того, он чрезвычайно тяжел, что снижает эффективность использования топлива электродвигателем. Свинцово-кислотный становится все меньше конкурентов на рынке гибридных автомобильных аккумуляторов и заменяется никель-металлогидридом. Никель менее токсичен, чем свинец, но у него есть свои проблемы — он потенциально канцерогенный, а процесс добычи считается опасным. Поскольку они наименее токсичны, многие считают литий-ионные батареи следующим шагом для гибридных автомобильных аккумуляторов.Фактически, автомобильные компании вкладывают миллионы долларов в исследования по созданию работающего гибридного автомобильного аккумулятора, который использует тот же вид энергии, что и ноутбуки и MP3-плееры.

Для получения дополнительной информации о гибридных автомобилях и экологичном вождении перейдите по ссылкам ниже.

Связанные статьи HowStuffWorks

Источники

• Фонд защиты окружающей среды. «Время сократить загрязнение от американских автомобилей». 7 сентября 2007 г. (11 мая 2009 г.) http://www.edf.org/page.cfm?tagID=1135
• Gleick, Dr.Питер Х. «Hummer против Prius: отчет« Прах к праху »вводит СМИ и общественность в заблуждение плохой наукой». Тихоокеанский институт. Май 2007 г. (11 мая 2009 г.) http://www.pacinst.org/topics/integrity_of_science/case_studies/hummer_vs_prius.pdf
• HybridCars.com. «Токсичность гибридной батареи». 8 апреля 2006 г. (11 мая 2009 г.) http://www.hybridcars.com/battery-toxicity.html
• Pullen, K. «Выбросы гибридных транспортных средств». LoveToKnow.com. 11 августа 2007 г. (11 мая 2009 г.) http://greenliving.lovetoknow.com/Hybrid_Vehicle_Emissions
• Sierra Club.«Prius Versus Hummer: монета для размышлений». 1 ноября 2007 г. (11 мая 2009 г.) http://www.sierraclub.org/sierra/200711/mrgreen_mailbag.asp#headaches
• Sierra Club. «Смог и загрязнение озоном». 2 июля 2007 г. (11 мая 2009 г.) http://www.sierraclub.org/cleanair/sips/Ozone.PDF
• Toyota.com. «Информационный бюллетень Hybrid Synergy View: слышали о Hummer?», Сентябрь 2007 г. (11 мая 2009 г.) http://www.toyota.com/html/dyncon/2007/september/hummervprius.html

3 типа Гибридные батареи

Гибридные технологии охватили страну почти 20 лет назад, и автопроизводители вложили миллионы в новые технологии, чтобы удовлетворить растущий спрос.Одним из самых дорогих и постоянных вложений стало обновление технологии гибридных аккумуляторов. Сегодня в автомобилях используются гибридные батареи трех типов: литий-ионные, никель-металлогидридные (NiMH) и свинцово-кислотные.

В этой статье гибридный компьютерщик объясняет типы батарей и автомобили, которые их используют. Мы обозначим преимущества и недостатки каждой батареи. Если вас интересует разница между стандартной батареей и гибридной батареей, загляните в наш предыдущий блог здесь.

Литий-ионный аккумулятор (Li-Ion)

Литий-ионный аккумулятор, состоящий из углерода и высокореактивного лития, накапливает большое количество энергии. Гибридные автомобили с литий-ионными аккумуляторами привлекательны для водителей, которым нужна энергоэффективность с приличным «взлетом» или большей мощностью, чем у типичного гибрида. Поскольку эти батареи весят меньше, автомобиль движется быстрее, чем ожидается от вашего обычного гибрида.

Вы можете узнать термин ионно-литиевый, поскольку он также используется в портативной электронике, такой как ноутбуки.Его использование в гибридных транспортных средствах относительно недавно, но сторонники рекламируют 15-летнее время автономной работы в 150 000 миль. Это более продолжительный срок службы, чем у других гибридных аккумуляторных блоков, что является желательной функцией для экономных потребителей. Литий-ионные аккумуляторы также пригодны для вторичной переработки и обеспечивают быструю зарядку за 30 минут.

Несмотря на то, что они имеют много преимуществ и теперь считаются лучшим выбором для гибридных автомобилей, у них также есть несколько возможных недостатков. В частности, высокая стоимость литий-ионного аккумулятора (около 5000 долларов) и ожидания относительно реальной производительности.Однако по мере того, как их возраст на рынке растет, литий-ионные батареи будут продолжать снижаться в цене.

Также важно отметить, что литий-ионные аккумуляторы наиболее эффективны, когда они меньше. Батареи большего размера могут перегреться из-за неправильного поглощения электромагнитных волн. Технология все еще обновляется, чтобы производить литий-ионные батареи большего размера, которые сохраняют еще больше энергии; необходимо для питания гибридного автомобиля без переключения на двигатель внутреннего сгорания на более низких скоростях.

Никель-металлогидридный аккумулятор (NiMH)

В большинстве гибридных автомобилей на рынке используется никель-металлогидридный аккумулятор. Они используют водород для хранения энергии, а также никель и другой металл, например титан, для защиты ионов водорода. NiMH аккумуляторы присутствуют на рынке уже давно, что делает их более доступными по сравнению с литий-ионными аккумуляторами. Предлагая около 4-5 миль на киловатт-час, никель-металлгидридные аккумуляторные батареи производят больше энергии, чем свинцово-кислотные батареи. Они легко перезаряжаются, но хранят на меньше энергии, чем литий-ионные аккумуляторы.

NiMH аккумуляторные батареи менее дороги и более предсказуемы, когда дело касается производительности. Эти аккумуляторные блоки использовались дольше во многих бытовых электронных устройствах, а также в гибридных транспортных средствах. Как и другие типы гибридных аккумуляторных батарей, никель-металлгидридные аккумуляторные батареи универсальны и более совместимы. Их используют полностью электрические автомобили и гибриды, в том числе Toyota Prius, первый гибрид, представленный на рынке США.

Наконец, никель-металлогидридные батареи более стабильны из-за менее активных материалов, используемых для их производства.К сожалению, у них более высокая скорость разряда, чем у литий-ионных батарей, что означает, что они теряют больший процент своего заряда. Из-за высокого уровня токсичности NiMH и Li-Ion аккумуляторы вредны для окружающей среды при неправильной утилизации.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотные аккумуляторы, наиболее доступные из трех доступных типов гибридных аккумуляторных батарей, являются хорошим выбором для водителей-новичков. Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, являющиеся старейшими из используемых автомобильных аккумуляторов, обеспечивают безопасность и проверенные характеристики в гибридных и стандартных автомобилях.

Недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов для гибридных драйверов включают меньшее количество накопленной энергии. Гибридный автомобиль со свинцово-кислотным аккумулятором может проехать всего 10 миль в полностью электрическом режиме и 20 миль в гибридном режиме. Когда речь идет о гибридных автомобилях и полностью электрических транспортных средствах, необходима свинцово-кислотная батарея. Они имеют решающее значение для того, чтобы гибридные автомобили могли экономить энергию на более низких скоростях или на холостом ходу, процесс, называемый «рекуперативным торможением».

К счастью, свинцово-кислотные аккумуляторы подлежат переработке, и большинство автомобильных магазинов предлагают поощрительную скидку, когда потребители сдают свои старые аккумуляторы.Поскольку свинцово-кислотные батареи используются в гибридных автомобилях, привлекательных для экологов автомобилях, для их модернизации было сделано больше. У них более продолжительное время автономной работы и меньший вес; преимущества по сравнению с предыдущей конструкцией.

Последние мысли

Выбираете ли вы полностью электрический автомобиль или гибрид, полезно знать плюсы и минусы ваших аккумуляторных блоков. Каждый водитель ищет уникальный набор преимуществ для своих вложений, и аккумулятор может повлиять на ваше решение.

Чтобы получить информацию о тенденциях в области гибридных автомобилей или полезные советы по поиску и устранению неисправностей, подпишитесь на наш блог . Мы предлагаем ежемесячные статьи обо всем, что касается гибридных и электромобилей. Спасибо за чтение!

Как долго прослужит гибридный автомобильный аккумулятор?

Гибридные автомобили

были популярны в последнее десятилетие, и мы сомневаемся, что продажи в ближайшее время замедлятся. При этом в настоящее время на рынке подержанных автомобилей появляется много более старых моделей Toyota Prius, Honda Insight и Hyundai Ioniq, и, хотя все они могут предложить хорошую сделку, могут возникнуть некоторые проблемы, когда дело доходит до гибридной батареи.Если вы хотите купить подержанный гибридный автомобиль, вам может быть интересно, на сколько времени хватит гибридной батареи.

Когда выйдет из строя аккумулятор?

Гибридные автомобильные аккумуляторы состоят из группы отдельных аккумуляторных элементов и, как и любые другие аккумуляторы, имеют срок годности и в конечном итоге теряют мощность. К счастью, все гибридные автомобили имеют гарантию на гибридную батарею от 8 до 10 лет и до 100 000 миль. Если вы покупаете гибридный автомобиль с пробегом менее 100 000 миль, вы можете быть уверены, что производитель покрывает его.Однако мы видели, что у многих гибридных автомобильных аккумуляторов срок службы превышает 100000.

СВЯЗАННЫЙ: Можно ли заменить аккумулятор гибридного автомобиля менее чем за 15 минут?

Toyota Prius | Шон Гэллап / Getty Images

Что произойдет, если на аккумулятор гибридного автомобиля закончится гарантия?

Если вам случится много забить на гибриде автомобиль с пробегом более 100000 миль и, следовательно, без гарантии, то Возможно, со временем вам придется заплатить за новый. Типичный гибрид Toyota Prius Замена батареи обычно стоит около 6000 долларов, если она выполняется в дилерском центре, однако вы, вероятно, можете сделать это дешевле в другом месте, так как есть много независимых магазинов, которые работают исключительно с гибридными автомобилями.

Другой вариант — заменить гибридный аккумулятор самостоятельно, и хотя это может показаться сложной задачей, есть много полезных видео на YouTube, чтобы вы могли пройти через этот процесс. Если вы решите пойти по этому пути, тогда вы можете рассчитывать заплатить около 1000 долларов за отремонтированный аккумулятор.

СВЯЗАННЫЙ: Можно получить отличный гибридный автомобиль менее чем за 10 000 долларов

2020 Honda Clarity Plug-In Hybrid

Почему аккумуляторы гибридных автомобилей служат так долго?

Хотя 100000 миль может показаться не очень большим, поскольку большинство водители намерены оставить свои машины «навсегда», на самом деле требуется много времени, чтобы достичь этой вехи.Автомобиль нужно будет проехать в среднем 20000 миль. в год в течение пяти лет только на то, чтобы добраться туда, однако средний годовой пробег для большинства водителей это ближе к 10 000 миль в год. Так что во всяком случае, гибридный автомобиль аккумулятор должен прослужить от 8 до 10 лет в зависимости от того, где и как находится автомобиль. проехал за это время.

Причина, по которой аккумуляторы гибридных автомобилей служат так долго — в отличие от аккумуляторов мобильных телефонов и ноутбуков, как таковых, — не только в их размерах. Согласно отчету Christian Science Monitor, гибридный автомобильный аккумулятор обычно заряжается только до 80 процентов, когда он показывает, что он «полный», а когда он разряжен, обычно только до 20 процентов.Эта неотъемлемая «заниженная нагрузка» гибридной батареи фактически продлевает ее срок службы, в отличие от наших верных телефонов и ноутбуков, которые мы постоянно перезаряжаем.

СВЯЗАННЫЙ: Гибрид Honda CR-V изменит ваше мнение

Аккумуляторная система Porsche Taycan Turbo | Porsche

Когда я узнаю, что машине нужен новый аккумулятор?

Есть световые индикаторы, которые сообщат вам, если автомобиль требуется новый гибридный аккумулятор, и вы заметите снижение мощности и экономии топлива.Хотя замена гибридной батареи в гибридный автомобиль с большим пробегом, мы можем заверить вас, что он того стоит даже как отремонтированный аккумулятор должен прослужить еще 80 000 миль или больше.

.