Ё-заряд

[D@ve]

Ще одна цікава статейка від Семіурга

Продолжаем наш разговор о Ё-технологиях. Пора рассказать об еще одной оригинальной технологической идее Ё-мобиля — суперконденсаторе в качестве накопителя. В отличие от РЛД, который то ли доведут до ума, то ли нет, суперконденсатор уже есть, он работает и является ключевым элементом схемы. РЛД можно заменить любым другим ДВС — и для пользователя ничего принципиально не изменится, а вот без накопительного устройства Ё-мобиль работать не будет. Итак, что же это такое?

Надо сказать, что суперконденсаторы (ионисторы) — придумка довольно давняя. Запатентованы они аж в 1957 году компанией General Electric. В отличие от обычных конденсаторов, которые используются в электронике как преобразующий элемент, они являются источниками тока. Это возможно благодаря тому, что емкость их чрезвычайно велика — до тысяч фарад. Давайте посмотрим, какие достоинства и недостатки имеют ионисторы.

Практически все, кто пишет о суперконденсаторах в Ё-мобиле, сравнивают их с литий-ионными аккумуляторами — и напрасно. Ионисторы — не замена аккумулятору, они работают в разных схемах и выполняют схожую, но не одинаковую функцию. Соответственно, как это обычно и бывает, недостатки обоих типов накопителей являются продолжением их достоинств и наоборот. Идея в том, чтобы построить такую схему, где достоинства использовались бы на полную, а недостатки не сильно мешали.

Суперконденсатор имеет относительно небольшие возможности по накоплению энергии — в разы меньше, чем у большинства аккумуляторов. Более того, он не может хранить даже этот заряд достаточно долгое время — саморазряжается. Ведь по сути это, хотя и очень емкий, но конденсатор. И вдобавок, если аккумулятор выдает относительно постоянное рабочее напряжение, то на ионисторе, как у всякого конденсатора, оно понижается линейно от рабочего значения до нуля, и ему не присущи такие плоские зоны характеристики разряда, как у аккумуляторов. Обычно сказанного достаточно для криков: «И зачем нужна такая паршивая батарея? Поставили бы литий-ионный аккумулятор как все!» — но не спешите. Не все так просто.

Взамен малой ёмкости, нелинейной характеристики и высокого саморазряда, ионистор готов предоставить и ряд существенных преимуществ:

· Крайне малое — от секунд до единиц минут — время заряда. Аккумулятор надо заряжать от десятков минут до часов.

· Огромное, по сравнению с аккумуляторами, число циклов заряд/разряд — то есть практически неограниченный срок службы. Аккумуляторы требуют регулярной замены.

· Стабильная работа в широком температурном диапазоне от -50 до +60 градусов (Это больное место литий-ионных аккумуляторов, теряющих характеристики при минусовых температурах).

· Отсутствие нагрева в процессе цикла заряда-разряда и невозможность перезаряда — то есть, не требуется система охлаждения.

· Полная пожарная безопасность твердоэлектролитных ионисторов — у литий-ионных батарей опасность самовозгорания весьма высока, и является основной причиной отзывов у гибридов.

· Не требуют специальной дорогостоящей утилизации, поскольку не содержат токсичных материалов.

· Не выходят из строя при глубоком разряде, и вообще чрезвычайно надежны.

· Имеют КПД порядка 97-98%

· Имеют низкое внутреннее сопротивление, и способны моментально отдавать любой ток, который выдержат провода.

· Неполярны (плюс и минус у ионисторов условны)

· Могут быть произведены в любом количестве, поскольку не содержат дефицитных редкоземельных элементов.

· Гораздо дешевле литий-ионных аккумуляторов.

· Гораздо легче литий-ионных аккумуляторов.

В общем, нетрудно понять, в чем принципиальная разница между аккумуляторами и суперконденсаторами. Первые способны запасти действительно много энергии, но заряжаются медленно и отдают ограниченный ток. Вторые запасают мало, но зато быстро берут заряд и еще быстрее его отдают. Исходя из этого и применение у них тоже разное — на аккумуляторах можно ездить. В них достаточно энергии, чтобы служить автономным источником для электромобиля или гибрида. На ионисторах ездить нельзя — ну, то есть, у Ё-мобиля заявлено, что он может километр-другой проползти до заправки, если бензин неожиданно кончился, — но это, сами понимаете, несерьезно.

Именно конденсаторная схема и отличает Ё-мобиль от других последовательных гибридов. Те, в основном, являются «подзаряжаемыми на ходу электромобилями» — то есть, электромоторы берут энергию от аккумулятора, а ДВС его заряжает. В Ё-мобиле электромоторы работают большую часть времени непосредственно от генератора, напрямую, а ионистор лишь балансирует схему, забирая излишки при торможении и отдавая при разгоне. Это позволяет полностью нивелировать его основной недостаток — малую емкость. При такой схеме большая емкость просто не нужна, никто не собирается на нем ездить. Зато он может оперативно «выстрелить» большой порцией энергии при обгоне, да и потраченное на разгон восполняется практически мгновенно, ведь заряжается он за секунды.

Нелинейность характеристики — падающее при уменьшении заряда напряжение — фактически проблемой вообще не является, ведь ионистор, будучи, разумеется, источником постоянного тока, все равно работает через инвертор, который заодно компенсирует и кривую напряжения.

Теперь о саморазряде. Разработчики обещают, что, если поставить Ё-мобиль в гараж, то ионистор в течение трех месяцев держит заряд, достаточный, чтобы завести ДВС. А дальше срабатывает автоматическое устройство — и двигатель заводится сам. Поработав пару минут, он заряжает конденсатор до максимума и глохнет. Цикл может продолжаться до тех пор, пока в баке есть горючее. Кроме того, в Ё-мобиле предусмотрен и обычный небольшой аккумулятор — на раз завестись — для тех, кто оставил машину надолго без топлива или отключил автоматическую подзарядку. Неизвестно, можно ли будет подзарядить ионистор от внешней электросети, но такое решение напрашивается, учитывая, что для Ё-мобиля предусмотрен режим работы в качестве мобильной электростанции — есть выход на 220 вольт, от которого можно, скажем, запитать на время дачу. Если уж есть розетка, то чего бы не сделать ее реверсивной?

Таким образом, в Ё-мобиле, на мой взгляд, удачно отыграли достоинства ионисторов, сумев обойти их недостатки.

©