Преимущества, недостатки и правила зарядки гибридного автомобиля
Ввиду постоянного роста цен на топливо многие автолюбители готовы искать замену машинам с двигателями внутреннего сгорания. Главной альтернативой обычным автомобилям становятся электромобили. Однако из-за высокой стоимости, плохого развития сети зарядных станций, а также дороговизны обслуживания эти машины пока не набрали должной популярности.
Оптимальным вариантом в этом случае могут стать гибриды, которые включают в себя как привычный мотор, так и электродвигатель. Согласно подсчётам, такие машины способны потреблять на 20–40% меньше топлива, поскольку используют смешанный тип источника энергии, что существенно экономит финансы его владельца. Однако, стоит внимательно разобраться, так ли всё гладко в использовании гибридных авто.
Нужно ли заряжать гибридные автомобили
Основной принцип работы гибридного автомобиля заключается в использовании энергии, возникающей при торможении, для зарядки своего аккумулятора. Данная свободная энергия, питая электромотор, приводит в движение машину, чем значительно сокращает расход топлива.
Многие гибриды способны преодолевать небольшое расстояние на низких скоростях только посредством использования электромотора. Когда же возникает необходимость увеличения скорости либо при разряженном аккумуляторе, автоматически запускается ДВС. Одновременно в процессе движения авто происходит зарядка батареи.
Важно! Ни в коем случае нельзя заряжать аккумулятор большими токами, это может привести к порче пластин (при разогреве, вода испаряется, а концентрация кислот возрастает).
Многие автолюбители задаются вопросом, можно ли зарядить аккумуляторную батарею посредством розетки. Это зависит от электрификации гибридных авто. Существует несколько видов:
Правила зарядки гибридного аккумулятора
Процедура заряжения гибридного АКБ мало чем отличается от зарядки обычных автомобильных аккумуляторов, а потому нужно принять во внимание всего несколько рекомендаций:
Рекомендуем для прочтения:
Существует также ряд новых моделей гибридов, особенностью которых является размер их аккумуляторов — несколько меньше, чем АКБ электромобиля, но больше, чем у стандартного гибрида. Благодаря этому батареи имеют возможность дозарядки от сети, как и обычные электромобили.
Видео: Как заряжать гибридный аккумулятор
Преимущества и недостатки гибридных батарей
Как и все разновидности автомобилей, гибриды в эксплуатации имеют как свои достоинства, так и недостатки. Среди основных преимуществ отмечается:
Имеются и некоторые минусы гибридных автомобилей:
Для продления срока службы аккумуляторной батареи её заряд нужно постоянно поддерживать на уровне 40–60%.
Невзирая на то что гибридные авто ещё не набрали надлежащей популярности, механизмом их функционирования интересуются многие автолюбители. И это вполне объяснимо — такие машины достаточно легки в управлении и обслуживании, значительно экономят время и средства водителя, а также положительно влияют на экологию. Последний фактор также является важным, поскольку загрязнение окружающей среды остаётся острым вопросом в условиях большого количества автомобилей с ДВС.
Практически вечные электромоторы и «умирающие» батареи. Что надо знать, если вы решили купить гибрид
Гибридные модели Toyota, Honda, Chevrolet и других марок давно не воспринимаются экзотикой и активно ввозятся из США и Европы. Но как обстоят дела с надежностью гибридной установки, силовой электрики, тяговых батарей этих автомобилей?
Пионерами массовой гибридизации были Toyota и Honda, так что неудивительно, что Prius Civic Hybrid оказались в числе самых популярных электрифицированных моделей на нашем рынке. Время идет, поколения «бестселлеров» обновились, у них появились конкуренты (тот же Volt, например). В общем, тема гибридов остается актуальной. О чем стоит помнить потенциальному покупателю подобных моделей при их выборе, а также в процессе эксплуатации? Об этом и не только говорим со специалистом СТО «Гибрид-сервис» Александром Беляевым.
Из США – преимущественно битые, из Европы – «уставшие»
– Не секрет, что подержанные гибриды к нам попадают либо из Америки, либо из Европы. Какой вариант предпочтительнее?
– В Европе, как правило, от машины избавляются в том случае, когда возникает какая-то серьезная проблема или когда уже намотан большой пробег. То есть избавляются от машины, когда появляется риск дополнительных вложений. Из Америки чаще всего идут битые машины, зато других проблем нет и пробеги небольшие. Максимум, что я видел на одометре свежепригнанного гибрида, – 160.000 миль. Обычно гораздо меньше.
– Из США везут, как правило, поврежденные в ДТП автомобили. Если мы говорим про гибриды, это чревато какими-нибудь дополнительными неприятностями по технической части?
– Доставка из Штатов занимает несколько месяцев, да и до того автомобиль долгое время находится в неподвижном состоянии. А ведь считается, что гибриды не любят длительных простоев…
– Во-первых, два-три месяца – это на самом деле не такой уж и большой простой. Во-вторых, в современных гибридах, как правило, используются литий-ионные батареи, соответственно, саморазряда у этих батарей нет. Если было до перерыва около 10% заряда, за время доставки потеряется 2%. То есть не стоит переживать, что пока сюда машину доставят, все уже будет «мертвое». Такое бывает редко. Если батарея заряжена, как правило, очень продолжительный простой никак на ее дальнейшей работоспособности не отражается. Вот 12-вольтовый аккумулятор разряжается, потому что клеммы никто не снимает при транспортировке. И в 80% случаев АКБ идет под замену.
Однако бывают такие случаи. Машина в ДТП попала, на ней продолжали ехать после ДТП или при транспортировке, пока батарея не разрядилась. На аукцион машина попадает уже как не способная двигаться своим ходом, и реально батарея в ноль высажена, плюс еще несколько месяцев машина стоит без подзарядки. Вот это критично, когда батарея с минимальным зарядом очень долго не работает.
Большая часть проблем связана с батареей
– Насколько вообще надежны гибридные установки? С какими проблемами приходится сталкиваться чаще всего?
– Если что-то ломается из силовой электроники, как правило, деталь меняется. Компоненты сделаны таким образом, что они неремонтопригодны. Если ремонтировать, можно что-то придумывать, но вопрос в том, насколько адекватно это будет работать и насколько этого хватит.
С электромоторами обычно никаких проблем нет. Простая конструкция, «убить» там что-то очень сложно. Бывали, конечно, случаи, когда моторы сгорали. Обычно это случалось на внедорожниках (Lexus RX, Toyota Highlander), когда они тягали тяжелые прицепы, когда масло никогда не меняли.
Чаще всего обращения касаются состояния высоковольтного аккумулятора, его деградации. Батареи как умирают? Одна ячейка АКБ начинает перегреваться (как правило, одна из центральных, вследствие загрязнения вентилятора охлаждения, либо очень высокой температуры в салоне, либо общего старения), машина начинает заряжать всю батарею, для компенсации заряда одного элемента, начинают греться все остальные элементы, так как они уже заряжены, и вот уже вся батарея страдает. При перегреве очень сильно снижается срок службы самого элемента.
– Какова стоимость замены аккумулятора? Или его отдельных ячеек?
– Это зависит от марки и модели гибрида, но в среднем б/у батарея стоит порядка 1.000 – 1.500$. Замена отдельных ячеек технически возможна, но не всегда целесообразна. Дело в том, что батарея деградирует неравномерно, как правило, сначала идет деградация центральной части батареи, когда блок управления батарей начинает это понимать, большая часть элементов уже имеет пониженную емкость, а это примерно половина всех ячеек. Смысла в замене только одного элемента уже может не быть. Бывает, что выходит со строя только один элемент, ввиду возраста, тогда меняется один элемент, машина ездит дальше.
– Как долго «живет» аккумулятор? И от чего зависит его ресурс?
– Срок службы аккумуляторов очень разный, зависит и от марки, и от модели, и от поколения гибрида. На Prius XV20 батарея до 15 лет смело ходит, на XV30 – от 5 до 8 лет в среднем, плюс там еще проблемы с инверторами, которые иногда горят. XW50 уже приезжали с перегретыми никель-металлгидридными батареями, а вот с литий-ионными пока проблем не было.
У Lexus RX 400h в поколении XU30 (такой выпускали с 2006-го по 2008-й) батареи по 10-12 лет отхаживают без проблем. А вот на следующем поколении, которое пошло с 2009 года, проблемы уже есть. Возможно, дело в том, что там немного по-другому скомпонована батарея.
На Lexus GS третьего поколения (2005-2011 годы выпуска) аккумулятор исправно служит в лучшем случае 5 лет. Машина мощная, на ней медленно не ездят, батарея там самая большая, какая была в тот момент у «Тойоты». В следующем поколении (с 2011 года) батарею разделили: вместо одной большой сделали две маленьких с двумя вентиляторами. Помогло ли, пока неизвестно, сталкиваться еще не доводилось – не так много таких машин по Беларуси ездит.
Проблема в том, что аккумуляторы на всех этих моделях разные. И если на Prius найти батарею легко, потому что это самый популярный гибрид, то на RX чуть сложнее, хотя тоже особых проблем нет. А с LS уже проблема: модель редкая, а такие же аккумуляторы ставили еще только Toyota Estima. Хорошая новость заключается в том, что эти батареи в среднем лет 10 служат.
– Получается, что многие беды из-за перегрева батареи. А из-за чего он случается?
– Стоит заметить, что в гибридах Toyota охлаждение батареи воздушное. В старых моделях не было фильтра, большие частицы пыли попадали в вентилятор, он забивался, из-за чего уменьшался поток воздуха к батарее и она начинала перегреваться. Начали ставить небольшую сеточку, но теперь уже она забивалась и перекрывала подачу воздуха. Сейчас ставят сменный фильтр, но он также быстро забивается, поэтому, чтобы снизить риск перегрева, стоит следить за его состоянием и своевременно менять. Сейчас пригоняют из Европы Auris Hybrid – у них батареи также выходят из строя по причине перегрева, не следят за фильтром.
– У гибридов Honda тоже есть «болячки»? Взять тот же Civic VIII поколения, который у нас очень популярен…
– У этой модели батареи долго не служат, в лучшем случае до 8-10 лет. Опять же, это связано с перегревом батареи. Опять-таки, это связано с быстрым снижением емкости элементов и немного другим алгоритмом работы, по сравнению с Тойотой. В Honda применяется воздушное охлаждение. Система обслуживает и батарею, и блоки управления, которые стоят за задним сиденьем. Не сказать, что вентилятор очень большой, его недостаточно. Как и на Toyota, в первую очередь из строя выходят центральные элементы, аккумулятор начинает деградировать.
Когда в Honda начали внедрять литий-ионные батареи, от этой проблемы уже избавились. Но возникают другие. Например, у дорестайлингового Civiс IX поколения довольно часто выгорает силовой блок, который управляет электромотором.
– Выходит, литий-ионные батареи надежнее. Но ведь считается, что они хуже переносят низкие температуры?
– Действительно, оптимальная рабочая температура батареи – около 22 – 24 градусов. Но ведь аккумулятор расположен практически в салоне или очень близко к нему, соответственно, при прогреве салона температура в нем также растет. То есть стоит проехать на гибриде несколько километров – и никаких проблем с низкой температурой нет.
– В последнее время среди белорусов довольно популярен Chevrolet Volt II. Что можно сказать по поводу его надежности и «болячек»?
— Volt интересен тем, что стоит недорого, при запасе хода 80 – 100 км. По технологии – автомобиль продуманный, начиная от батареи и заканчивая алгоритмом работы силовой установки. Конструкция усложненная, по сравнению с Toyota или Honda, если что-то ломается, это будет стоить денег, как я уже говорил, в силу не очень большой распространенности модели.
Подзаряжаемый гибрид. Есть нюансы
– Подзаряжаемые Plug-in гибриды оснащаются более емкими батареями, которые позволяют проехать на электротяге не несколько, а десятки километров. Как обстоят дела с их надежностью?
– Судя по тем машинам, которые к нам приезжают, вопросы есть. Например, в подзаряжаемых версиях Prius также применяется воздушное охлаждение, но его явно недостаточно. На обычном гибриде езды исключительно на электротяге немного, аккумулятор работает с передышкой (нагрелся-охладился), а в Plug-in гибридах эти режимы более продолжительные. Поэтому бывает, что батарея перегревается. Для литий-ионного аккумулятора это означает более быстрый ее выход из строя. Кстати, в Prius Prime Toyota применяет два вентилятора, плюс подогрев батареи для зимних условий.
– Еще один вопрос по Plug-in гибридам. Как правильно использовать зарядку, чтобы продлить срок службы батареи?
– Если разряжать батарею глубоко, то это ее «убивает»: такие циклы разрядки-зарядки влияют на срок ее службы. Лучше заряжать в диапазоне от 30 до 80% или 100%, это предпочтительнее. И по возможности стоит реже пользоваться мощными экспресс-зарядками, которые также снижают ресурс батареи. Впрочем, это скорее относится к электромобилям – далеко не все Plug-in гибриды имеют возможность экспресс-зарядки.
Когда пора на сервис
– Все, что не касается гибридной составляющей, можно делать на обычном сервисе. А чем чревата попытка «универсалов» разобраться со специфической начинкой гибридов?
– Скажем так: после «универсалов» иногда приходится заниматься восстановительным ремонтом – могут слить не ту охлаждающую жидкость или не туда залить, могут попытаться в силовую электрику влезть, а ведь она под напряжением. Многие силовые цепи специально сделаны так, что при неправильных действиях они обесточиваются. Но такая перестраховка как раз хороша. Главное, чтобы без понимания специфики слишком глубоко не лезли, а то ведь потом можно и не восстановить.
– А какие дополнительные сервисные операции вообще требуются гибридам?
– Если у обычного автомобиля есть лишь система охлаждения двигателя, то у гибрида дополнительно охлаждается силовая электрика, а также батарея. Например, у Volt под капотом три расширительных бачка – под каждую из индивидуально работающих систем. Одна обслуживает ДВС, вторая – батарею, третья – силовую электронику. Антифриз для охлаждения инвертора и батареи мы рекомендуем менять раз в пять лет, поскольку со временем он теряет свои свойства. Это же касается и жидкостной системы охлаждения силовой электрики у моделей Toyota. А для эффективного воздушного охлаждения батареи требуется замена фильтра или очистка защитной сетки, а также следить за состоянием самих вентиляторов охлаждения.
У моделей Toyota также желательно раз в 100.000 км менять жидкость в трансмиссии. Со временем в ней накапливаются продукты износа, она также теряет свои свойства, что чревато локальными перегревами. В частности, в этом масле «купается» электромотор, в случае перегрева может пробить изоляцию – появляется «ошибка», машина перестает ехать.
– Подытоживая все вышесказанное. Что следует учитывать и на что обращать внимание при покупке гибрида?
– Сейчас в трендах модели Honda и Toyota. Если машина из США, то все упирается в то, как ее восстановили. Если плохо, что явно видно, стоит от покупки такого варианта воздержаться. У европейских машин главная проблема в больших пробегах. Там не станут продавать машину, проехавшую всего 100.000 км.
Если берете гибрид с идеальной батареей, можете быть спокойны – ее деградация не сразу происходит. Правда, «убить» аккумулятор можно перегревом, а это возможно, если не справляется с работой система охлаждения батареи. Чтобы снизить риск проблем, надо контролировать работу системы и своевременно ее обслуживать: менять антифриз, если это жидкостное охлаждение, фильтр – если воздушное. И не игнорировать появление контрольных сигналов или сообщений.
На примере этой ячейки (на фото) вы можете видеть последствия такого игнорирования. Аккумулятор грелся-грелся – и взорвался. Внутри ячейки помимо пластин залиты гелем. Когда он выгорает, пластины начинают сильно нагреваться. Вот здесь это и произошло. А ведь владелец видел «чек» на панели, но решил еще поездить. Все как и в случае с обычным автомобилем: все проблемы лучше решать на ранней стадии, потом будет дороже.
Правильная зарядка и обслуживание гибридных аккумуляторов
Нынешнему автовладельцу не позавидуешь: при возникновении необходимости замены расходника или при выполнении ремонтных работ всегда возникает дилемма – что приобрести для замены. Выбор, как правило, просто огромен, как и разброс цен. Ещё более запутанной выглядит ситуация с заменой аккумулятора: современный рынок предлагает несколько их модификаций – обслуживаемые/необслуживаемые, сурьмянистые/кальциевые, гелевые/гибридные. Сегодня мы попробуем разобраться, что собой представляют АКБ, произведённые по гибридной технологии.
Что представляет собой гибридный аккумулятор
Само наименование этого типа батареи предполагает, что при её изготовлении используется несколько различных технологий. В данном случае речь идёт о симбиозе классической и не самой совершенной сурьмянистой батареи, а также её более современного кальциевого аналога.
Если быть конкретнее, то в гибридном АКБ плюсовой электрод производится с использованием малосурьмянистой технологии, в то время как отрицательный – с добавкой в виде кальция. Это позволило объединить достоинства обеих технологий, увеличить величину пусковых токов и при этом снизить зависимость батареи от разрядов.
Как работает гибридная технология аккумуляторов
Как вы уже поняли, объединение двух разных типов пластин – основное отличие этой разновидности аккумуляторных батарей от оппонентов. При этом использование в положительных пластинах сурьмы позволило таким батареям быть столь же устойчивыми к глубоким разрядам, как и их предшественник. С другой стороны, кальциевая отрицательная пластина способствует снижению испарения электролита, уменьшая ток саморазряда. В совокупности это обеспечивает существенное продление срока службы гибридной батареи.
Устройство кальциевой пластины характеризуется наличием ячеистой сетки, получаемой методом литья при низкой температуре. Подобная технология обеспечивает более жёсткое строение пластины, нежели методом штамповки, что способствует минимизации коррозионных процессов.
Гибридный аккумулятор можно распознать по наличию надписи «Hybrid» на этикетке. Некоторые производители обозначают этот тип батарей надписью «Calcium Plus». В ходу также обозначение «Ca+».
Маркировка гибридных АКБ может содержать и другие обозначения, например, расход воды:
Аббревиатура «VRLA» означает, что аккумулятор имеет регулирующий клапан для выпуска газов.
Благодаря этой информации вы сможете оценить во время покупки, насколько часто вам придётся заниматься доливкой воды в батарею.
Строго говоря, общих стандартов касательно маркировки гибридных АКБ не существует, поэтому вся представленная на корпусе информация регламентируется самим производителем, а также регулирующими органами страны, в которой изготавливаются эти батареи.
Вне зависимости от этого обязательному указанию подлежит следующая информация:
Что касается срока службы гибридных аккумуляторных батарей, то он заведомо больше, чем у сурьмянистых аналогов, но не дотягивает до показателей кальциевых АКБ. Впрочем, у некоторых производителей присутствует период в 7 лет беспроблемной эксплуатации при соблюдении рекомендаций. На практике, конечно, значения будут меньшими.
Продлить срок службы батареи гибридного типа можно, регулярно проверяя уровень электролита и его плотности. Рекомендуется также время от времени производить десульфатацию пластин. Отметим, что на работоспособность батареи влияет немало факторов – от вашего стиля езды до особенностей местного климата и состояния бортовой цепи автомобиля.
Особенности обслуживания гибридного аккумулятора
Гибридные АКБ стоят недорого – сказывается тот факт, что положительные и отрицательные пластины изготавливаются с использованием разных технологий (дешёвая штамповка и относительно дорогое литьё). Тем не менее, с каждым годом приверженцев этого типа батарей становится всё больше. Большая заслуга в этом принадлежит простоте обслуживания таких аккумуляторов.
Летом, когда жарко и увеличивается вероятность кипения электролита, повышенное внимание нужно уделять контролю уровня жидкости, измеряя при этом и плотность, поскольку это взаимосвязанные величины.
На гибридных АКБ обычно на корпусе присутствуют метки, указывающие на требуемый уровень электролита. Если меток нет, может присутствовать индикатор, сигнализирующий о снижении уровня ниже требуемого. В таких случаях воду (обязательно дистиллированную) доливают.
Ещё одной важной операцией, способствующей продлению срока службы Ca+ батареи, является десульфатация АКБ. Отложение на пластинах сульфата свинца – явление нормальное, ибо оно лежит в основе электрохимических реакций в аккумуляторе. Но если кислотность электролита нарушается, не весь объём сульфата свинца рекомбинирует – некоторая его часть остаётся на пластинах в виде белёсой накипи, которая разрушает активное вещество электродов.
Нарушению пропорции электролитической жидкости может способствовать, например, выкипание воды из электролита, возникающее из-за перезаряда батареи.
Чтобы избавиться от осевших солей свинца, и используется десульфатация пластин.
Восстановление слоя активного вещества производится несколькими способами:
Последний способ считается самым эффективным, но он требует разрезания корпуса аккумулятора и герметизацией после завершения очистки, что трудно сделать, не имея соответствующей подготовки.
Десульфатация, проводимая первым методом, требует наличия специального ЗУ, позволяющего автоматизировать процесс и отслеживать текущие характеристики АКБ. При отсутствии такого прибора можно воспользоваться обычной зарядкой, но с возможностью регулировки вольтажа и ампеража.
Как правильно заряжать гибридный аккумулятор
При зарядке с помощью ЗУ гибридная АКБ не нуждается в использовании метода циклических зарядов, характерного для кальциевых батарей. Но и здесь имеются свои особенности, о которых следует знать:
Зарядка гибридного аккумулятора должна производиться до момента падения тока заряда до 0.5 А при напряжении на клеммах 14. В. В этот момент обычно начинают появляться небольшие пузырьки.
Необходимость в подзарядке гибридной батареи возникает, когда плотность электролита снизилась до 1.22 г/см 3 и менее, или при падении напряжения ниже 12 В.
Как зарядить гибридный АКБ зарядным устройством:
После этого проверяем уровень жидкости в каждой банке, закручиваем пробки.
Достоинства и недостатки гибридных АКБ
Поскольку данная разновидность аккумуляторных батарей представляет собой синтез двух наиболее массовых технологий, кальциевой и сурьмянистой, то они обладают достоинствами обоих предшественников, хотя и не избавлены от некоторых недостатков.
Рассмотрим плюсы и минусы гибридных аккумуляторов и отметим, что плюсов намного больше, да и их значимость существенно выше.
Итак, сначала о достоинствах:
Недостатки, увы, тоже имеются:
