Заміна в автомобілі стартерної свинцево-кислотної батареї на літієву.

Літієві акумулятори значно розвантажують роботу двигунів в гібридних автомобілях, таких, як Toyota Prius, KIA Optima Hybrid та інші. І є основним джерелом енергії в повністю електричних моделях автомобілів, таких як Nissan Leaf, Tesla та ін. Це тягові батареї. Відновлюється витрачена енергія в цих акумуляторах від електромережі, при рекуперативному гальмуванні, або від генератору автомобіля.

Стартерні батареї, віддають потужний заряд «пускового» струму, в межах 250 - 1000 Ампер, необхідних для запуску двигуна. Забезпечують енергією всю бортову мережу машини - музика, електроніка, система управління двигуном, системи безпеки, світло та інше. Відновлює енергію стартерний акумулятор від роботи генератора і при рекуперативному гальмуванні.

У звичайних бензинових або дизельних автомобілях в якості стартерних, літієві батареї не підходять.

Спочатку розберемося в плюсах і мінусах літієвих батарей, щоб відповісти на питання: «Чому?».

Переваги літієвих батарей в порівнянні з свинцево-кислотними:

  • літієві батареї в два рази легше;
  • зберігають заряд більш тривалий час;
  • у них більше циклів заряду / розряду;
  • ємність літій-іонних акумуляторів вище;
  • видача більш високої напруги;
  • немає лінійної залежності напруги від ємності;
  • немає «ефекту пам'яті»;
  • при тривалому зберіганні, низький рівень саморозряду;
  • великий життєвий цикл (10 років і більше).

Недоліки літієвих акумуляторів:

  • літієві акумулятори складаються з елементів, які чутливі до заряджання неналежним чином. При перевищенні норм заряду-розряду, як правило, з ладу виходять внутрішні елементи, та потрібна їх заміна;
  • робочий температурний діапазон від -20 до + 50 ° С, при цьому відбувається зниження ємності батареї при морозах і перебої в роботі, коли спека на вулиці;
  • при негативних температурах зарядити такі батареї неможливо;
  • висока вартість. Літієві батареї коштують, в середньому в1,5-2 рази дорожче свинцево-кислотних

Чому літієвий акумулятор не годиться в якості основного акумулятора в звичайному автомобілі?

Генератор автомобіля не розрахований на роботу з таким типом акумулятора і не зможе зарядити його правильно, через що акумулятор швидко прийде в непридатність. Однак, виробники автомобілів McLaren MP4-12C і Porsche GT3 / GT2, пропонують комплектацію з літій - залізо-фосфатним АКБ. Для цього в таких автомобілях, в системі запалювання передбачений конвертер заряду, який вихід від генератора змінного струму перетворює у відповідний для заряду літієвого акумулятора. Його основна функція, рівномірно розподілити заряд між усіма чотирма елементами батареї. І навіть при цьому, застосування цих батарей виправдано або в країнах з досить теплим кліматом, або на гоночних автомобілях, де один з основних параметрів - вага автомобіля. 

Чи можна ставити літієві батареї в автомобіль в якості стартерних?

Встановлювати літієвий акумулятор в звичайному ДВС автомобілі однаково добре і погано. Основна перевага такого акумулятора над свинцево-кислотним в більш тривалому ресурсі, вазі, ємності. Однак недоліки не менш істотні - перебої в роботі в умовах низьких і високих температур, висока ціна, непристосованість автомобільної електроніки і генератора до правильного алгоритму зарядки таких акумуляторів, що впливає на термін життя батареї.

Крім того, є дуже важливий момент: на відміну від свинцево-кислотних акумуляторів, літієві батареї оснащені захисною платою BMS (Battery Management System). Ця плата захищає батарею від короткого замикання, від перезарядження, від критичного низького рівня заряду,  високої та низької  температури та ін.. Захист при спрацьовуванні здійснюється платою за рахунок відключення батареї. При встановленні літієвої батареї на автомобіль від цієї плати доведеться відмовитися, тому що вона буде постійно відключати батарею від електричного кола автомобіля, що дуже швидко призведе до виходу з ладу генератора автомобіля Пояснюється це тим, що акумулятор діє в момент спрацьовування BMS як конденсатор, і в момент розмикання ланцюга струму він в долі секунд розряджається на дуговий проміжок. Генератор також скидає енергію на дуговий проміжок, і якщо цей ексцес в мережі триватиме, генератор загине. Однак відмовившись від BMS, літієва батарея стає вразливою. Увесь захист у батареї від перезаряду, короткого замикання, недозаряду, буде відсутній. Отже постійний недозаряд а тим більше повний розряд літієвих батареї призводить до необоротного кінця терміну служби батареї. а перезарядка і коротке замикання не тільки скорочують термін служби батареї, але і можуть призвести до вибуху і пожежі самої батареї. використання автомобіля стане вкрай небезпечним, навіть самі пожежобезпечні елементи LiFePo4, у разі аварії батареї виділяють густий дим, який на швидкості може позбавити водія видимості.

Залишається тільки сподіватися, що прогрес на стоїть на місці і виробники знайдуть спосіб максимально знизити собівартість літієвих акумуляторів, збільшити їх стійкість до низьких і високих температур і пристосують BMS для роботи в автомобілі з ДВС. Усунення проблем літієвої батареї, неминуче призведе до технологічного прориву в автомобільній промисловості.

Ризики, в разі установки в свій автомобіль літієвої батареї, замість свинцево-кислотної:

За фактом, на свій страх і ризик таку заміну провести можливо, і технологічно підігнати розміри, кріплення батареї і клем не складно. Але крім описаних вище існують ще ряд ризиків, до яких слід бути готовим.

Є висока ймовірність виходу з ладу генератора автомобіля. Навіть при відсутності плати BMS, він потрапляє першим в групу ризику. Заряд літієвої батареї буде тягнути з нього великі струми, що може привести до перегріву і виходу з ладу генератора.

У зимовий і літній період, а в наших широтах, як відомо, температура іноді досягає досить високих і низьких показників, батарея може не впорається зі своїми функціями, можуть виникнути перебої, скачки напруги, що може вплинути на подальшу роботу самої батареї і на бортову електроніку автомобіля. Крім того, в сильні морози, ємність батареї знижується до 60-80%

Отже, який можно зробити підсумок: У даний час, ми ще не готові в автомобілі ставити літієві акумулятори, як основні. Виробники, які пропонують такі рішення, ніколи не дадуть чесну гарантію і не візьмуть на себе відповідальність за нормальну роботу таких батарей в якості основного джерела живлення будь-якого автомобіля, який спроектовано на роботу з свинцево-кислотним АКБ.

У разі повної заміни в автомобілі стартерного свинцево-кислотного акумулятора на літієвої батареї, є великий ризик виходу з ладу і дорогого ремонту електричної частини автомобіля, а також ризик залишитися без батареї, а можливо і без автомобіля.

Заміна в автомобілі стартерної свинцево-кислотної батареї на літієву.