Особенности эксплуатации гибридных автомобилей
Одной из важнейших проблем, связанных с эксплуатацией автомобилей, оснащённых гибридными силовыми установками, является накопление и использование электрической энергии, выработанной генератором. В современных гибридных автомобилях активно используют как аккумуляторные батареи, так и батареи суперконденсаторов (ионисторов).
Требования, которым должны соответствовать аккумуляторы для автомобилей с альтернативным приводом, значительно отличаются от требований, предъявляемых к свинцово-кислотным аккумуляторам обычных автомобилей, которые, как правило, используются лишь для запуска ДВС или для обеспечения работы электрооборудования при заглушенном двигателе.
В настоящее время существует целый ряд альтернативных экологически чистых накопителей энергии (разработанных ведущими производителями), которые рационально использовать в силовой установке автомобиля. К числу таких накопителей относятся:
- водородные топливные элементы;
- электрохимические аккумуляторы энергии (тяговые высоковольтные аккумуляторные батареи);
- суперконденсаторы (ионисторы);
- инерционные накопители энергии (маховики), в которых накапливается механическая энергия.
Общим недостатком альтернативных экологически чистых накопителей и источников энергии (кроме водородных) является относительно низкая энергоемкость аккумуляторов, которая имеет тенденцию существенного увеличения (особенно заметно это проявляется в литий-ионных АКБ).
По сравнению с аккумуляторами, ионисторы имеют значительно увеличенный ресурс работы. Они не столь требовательны к техническому обслуживанию и значительно лучше работают (как при низких, так и при высоких температурах воздуха).
Использование ионисторов дает возможность решить задачи, сложно решаемые при помощи традиционных аккумуляторных источников энергии. Основными преимуществами накопителя энергии конденсаторного типа являются:
- высокая удельная весовая и объёмная мощность;
- стойкость к значительным перегрузкам напряжения;
- возможность 100-процентного перезаряда;
- стабильно безопасный режим работы;
- малый уровень саморазряда;
- устойчивая работа при различных температурных режимах;
- отсутствие необходимости технического обслуживания;
- существенно большее количество циклов «заряд-разряд» (без ухудшения первоначальных характеристик);
- высокая степень надежности.
Удельная энергоемкость водородных топливных элементов достигает 38 кВтч/кг, что в три раза превышает энергоемкость углеводородного топлива. С учетом достаточно высокого КПД водородных установок, плотность энергии в 5-7 раз выше, чем в установках с ДВС.
Однако высокая себестоимость водородных установок и отсутствие инфраструктуры заправочных станций не способствуют широкому использованию подобных топливных элементов.