Tại sao ô tô sản xuất hàng loạt không được trang bị pin lithium-ion nhẹ?
1 441

Tại sao ô tô sản xuất hàng loạt không được trang bị pin lithium-ion nhẹ?

Cầm trên tay một bộ trợ lực khởi động (bộ khởi động, sạc dự phòng ô tô - có rất nhiều cái tên) nặng vài kg, bạn bất giác đặt câu hỏi: tại sao những thứ như vậy lại không được lắp thường xuyên trên ô tô? Một thiết bị nhỏ và nhẹ có khả năng khởi động động cơ của cả xe mini và SUV hạng nặng.


Rốt cuộc, có vẻ như điều chính yếu là khởi động ô tô, sau đó máy phát điện hoạt động, cung cấp dòng điện cho người tiêu dùng năng lượng. Đúng vậy, ngày xưa, chỉ cần một chút điện áp và một “bộ khởi động bị cong” là đủ để khởi động một động cơ đốt trong. Về nguyên tắc, pin có khả năng cung cấp điện áp 5-10 volt ở dòng điện 3-5 ampe là đủ để kích thích cuộn dây máy phát điện. Tôi vặn tay cầm vài lần rồi bỏ đi!

Tại sao ô tô sản xuất hàng loạt không được trang bị pin lithium-ion nhẹ?Trên VAZ-2101, bắt đầu bằng tay cầm được cung cấp! Ảnh: youtube.com

Sơ đồ này chỉ áp dụng được trên những ô tô có thiết bị điện thô sơ. Trên những chiếc ô tô được sản xuất ngày nay, pin không chỉ cần thiết để khởi động động cơ. Pin, giống như một tụ điện lớn, làm dịu đi các gợn sóng hiện tại, đảm bảo sự ổn định của nó. Nếu tốc độ trục khuỷu giảm xuống, ắc quy sẽ duy trì điện áp cần thiết. Và giá trị được xác định nghiêm ngặt của nó là rất quan trọng đối với các phần tử điện tử - ví dụ như vi mạch. Điều này cũng tương tự đối với bóng đèn dây tóc hoặc lưới sưởi cửa sổ phía sau - 11 volt hoặc 14,5. Các thiết bị điện tử tinh tế sẽ không chịu được sự tán xạ như vậy.

Trên Porsche GT2 RS, ban đầu pin lithium được lắp đặt tại nhà máy. Ảnh: youtube.com

Ở những chiếc xe hạng cao hơn và năm sản xuất sớm hơn, mọi thứ đều được “gắn” với một chiếc xe buýt kỹ thuật số. Trước khi khởi động động cơ, ECU sẽ thăm dò các cảm biến và chỉ sau đó mới đưa ra lệnh cho phép khởi động hay không. Đó là chưa kể việc cố gắng khởi động động cơ từ máy đẩy có thể “giết chết” các thiết bị điện tử. Việc ngắt kết nối các cực khỏi ắc quy khi động cơ đang chạy cũng sẽ dẫn đến nhiều vấn đề. Nhưng chúng ta hãy quay trở lại với pin lithium-ion: chúng thực sự không được lắp đặt trên ô tô sản xuất sao? Họ có, nhưng danh sách những chiếc xe như vậy rất nhỏ và chủ yếu là xe thể thao và/hoặc xe đắt tiền như Porsche GT3/GT2. Chúng ta không nói về ô tô điện: các loại pin khác không thể sử dụng được ở đó.

Pin lithium-ion hoạt động và hoạt động như thế nào


Li nguyên chất không được bao gồm trong các loại pin như vậy: oxit với coban, niken, phốt phát, sắt và mangan được sử dụng. Cực âm được làm từ những vật liệu này. Cực dương được làm bằng graphene hoặc than chì. Vai trò của chất điện phân được thực hiện bởi muối lithium với dung môi gốc hữu cơ.

Pin đầu tiên dựa trên Li cobaltite xuất hiện vào năm 1983. Kể từ thời điểm đó, pin không ngừng được cải tiến: số chu kỳ sạc/xả tăng từ 300 lên 7 nghìn, công suất riêng tăng lên 240 kWh/kg khối lượng trở lên và giá giảm khoảng 10 lần.

Thật thú vị, nhưng pin lithium-ion không có nhiều ưu điểm và trước hết, chúng có trọng lượng và kích thước thấp. Ví dụ: nếu pin axit chì 90 Ah nặng khoảng 24 kg thì pin Li chỉ nặng 5 kg. Điều này cho thấy những loại pin như vậy có dung lượng năng lượng cao. Một số ưu điểm khác là khả năng sạc nhanh và nếu cần, cung cấp dòng điện nhanh chóng, cũng như “xu hướng” mất dung lượng khi không sử dụng thấp.

Dòng chữ 1000ССА có nghĩa là: pin tạo ra 1000 Ah khi khởi động nguội. Ảnh: youtube.com

Và điều cuối cùng là không cần bảo trì trong suốt thời gian hoạt động. Tuy nhiên, pin axit chì hiện đại, nếu tuân thủ các quy tắc sử dụng, sẽ không cần can thiệp trong toàn bộ vòng đời của chúng. Và bây giờ – về những nhược điểm đã định trước sự miễn cưỡng của các nhà sản xuất ô tô trong việc lắp đặt những loại pin này trên ô tô sản xuất hàng loạt.

Nhược điểm của pin Li-ion


Đầu tiên chúng ta có thể đặt sự phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ môi trường. Quá nhiệt trên 60°C và xả sâu đặc biệt nguy hiểm. Đó là tất cả về thiết kế ở đây. Khi pin hoạt động trong điều kiện bình thường, trên cực dương có một lớp than chì có tác dụng bảo vệ khỏi chất điện phân mạnh. Khi nhiệt độ tăng hoặc pin bị xả mạnh, lớp phủ sẽ bị phá hủy. Và khi điều kiện hoạt động bình thường được khôi phục, lớp này sẽ được hình thành lại do than chì và lithium. Trên thực tế, hiệu suất của loại pin “cổ điển” này sẽ giảm đi 4-6% mỗi năm. Ngoài ra, tình trạng quá nhiệt nghiêm trọng có nguy cơ gây nổ: hãy nhớ đến các cuộc tấn công khủng bố gần đây ở Palestine, khi pin trong các thiết bị quá nóng theo tín hiệu bên ngoài và máy nhắn tin bị nổ tung từng mảnh.

Pin lithium bao gồm nhiều tế bào được kết nối với nhau. Ảnh: youtube.com

Điểm tiếp theo là sự hiện diện của coban trong thiết kế pin lithium rất nguy hiểm cho sức khỏe con người và môi trường nói chung. Vì vậy, sau khi hết tuổi thọ, loại pin này phải được thải bỏ. Và đây là chưa kể đến giá thành của sản phẩm: nó có thể lên tới hàng trăm nghìn rúp trở lên. Vậy pin lithium có thực sự bị cấm sử dụng trên ô tô sản xuất hàng loạt? Không phải mọi thứ đều tệ đến thế: các nhà sản xuất tự tin rằng những loại pin như vậy là tương lai và đang nỗ lực cải thiện chúng ở tất cả các lĩnh vực “trừ”.

Pin lithium sắt photphat LiFePO4


Đây là câu nói nổi tiếng về họ: “nếu bạn không thể, nhưng bạn thực sự muốn, thì bạn có thể”. Những loại pin như vậy, so với pin lithium “cổ điển”, có một số ưu điểm. Và đầu tiên trong số đó là phạm vi nhiệt độ, dao động từ -30 đến +55°C. Ngay cả trong điều kiện sương giá khắc nghiệt, LiFePO4 vẫn giữ được 70% công suất. Còn quá nóng thì sao? Sẽ không có ngọn lửa hoặc vụ nổ, nhưng khói sẽ bốc ra. Cobalt không được bao gồm trong pin: từ quan điểm môi trường, đây cũng là một điểm cộng.

Pin LiFePO4 LiitoKala 12.8V 60Ah. Giá trung bình: 23 nghìn 432 rúp. Ảnh: market.yandex.ru

Về trọng lượng, pin sẽ nặng hơn so với “đồng nghiệp” lithium “tinh khiết” của nó, nhưng nhẹ hơn so với pin axit chì. Ví dụ, khối lượng của một cục pin có dung lượng 60 Ah là 5 kg. Về giá cả, nó nằm trong khoảng 23-40 nghìn rúp. cho một pin cho một chiếc xe hơi xe hơi. Nhưng ngay cả khi bạn quyết định “theo kịp tiến độ” và muốn lắp một loại pin như vậy vào ô tô của mình, bạn sẽ không thể làm được như vậy.

Các sắc thái của pin lithium


Chúng bao gồm một số tế bào, thường có điện áp 3,2 V: nghĩa là bốn trong số chúng sẽ tạo ra điện áp 12,8 V. Tuy nhiên, ở đây mỗi phần tử “có cuộc sống riêng của nó”. Vì vậy, để quá trình sạc/xả được cân bằng, bạn sẽ cần đến bộ điều khiển. Nếu không, tuổi thọ của sản phẩm sẽ giảm nhanh chóng.

Về mặt lý thuyết và thực tế, “bộ não” của một chiếc ô tô có thể được kích hoạt lại để lấy pin lithium. Nhưng tốt hơn hết bạn nên làm điều này với các chuyên gia và họ sẽ tính phí bao nhiêu cho dịch vụ lại là một câu hỏi khác...

Điểm thứ hai là pin lithium rất nhạy cảm với những va chạm và rung động, gây ra sự ăn mòn ở các kết nối tế bào. Ô tô không phải là một chiếc điện thoại nằm trong túi, ví của bạn và không bị rung lắc mạnh.

Ngày nay bộ điều khiển có thể được tích hợp trực tiếp vào pin. Ảnh: youtube.com

Nhưng bạn có thể làm ngược lại, tức là thay pin lithium thành pin chì trong “trường hợp khẩn cấp” (như được viết trong hướng dẫn dành cho McLaren MP4-12C). Đúng vậy, thiết bị điện tử của ô tô sẽ hoạt động điên cuồng, đèn kiểm tra động cơ sẽ bật sáng, nhưng động cơ sẽ khởi động và bạn sẽ lái xe đến trung tâm dịch vụ.

Về kích thước, pin lithium có thể được chế tạo giống như pin chì để dễ lắp đặt. Ảnh: youtube.com

Tuy nhiên, bất chấp tất cả, số lượng người yêu thích sự tiến bộ trong vấn đề pin lithium không những không giảm mà còn tăng lên. Bạn thậm chí có thể tự lắp ráp pin lithium trong điều kiện tạm thời bằng cách mua từng bộ phận riêng lẻ và kết hợp chúng thành pin. Hoặc nhờ “chuyên gia” từ gara gần đó lắp ráp ắc quy.

Bạn có thể lắp LiFePO4 trên ô tô thông thường, nhưng...hãy cẩn thận. Ảnh: youtube.com

Chắc chắn anh ấy sẽ nói rằng không cần phải phản xạ lại bất cứ thứ gì, nhưng tối thiểu bạn sẽ phải lắp bảo vệ điện tử chống phóng điện sâu. Có nhu cầu về những sản phẩm như vậy và thậm chí còn tăng lên. Pin lithium “tự chế” được sử dụng bởi những người thích đua xe trên đường đua như Renault Megane RS, khi giảm từ 2 đến 10 kg rưỡi sẽ khá hữu ích. Nhân tiện, đối với động cơ đốt trong XNUMX lít, pin có dung lượng ...XNUMX Ah là đủ.

Tất cả các tính năng của một chiếc Renault Megane RS thể thao với pin lithium

Tuy nhiên, chúng tôi thực sự không khuyên bạn nên tham gia vào công việc “tự chế” như vậy. An toàn là trên hết!
Bạn nghĩ gì về pin lithium-ion trên ô tô thông thường?
Các kênh tin tức của chúng tôi

Đăng ký và cập nhật những tin tức mới nhất và các sự kiện quan trọng nhất trong ngày.

Chúng tôi khuyên bạn nên
Họ muốn mở rộng sản xuất Il-76

Họ muốn mở rộng sản xuất Il-76

Và Il-114, loại máy bay có thể giải quyết vấn đề thiếu hụt máy bay khu vực ở nước ta, có triển vọng xuất khẩu tốt. Chi tiết trong...