Можно ли установить литиевую батарею в качестве стартерной

Владельцы некоторых люксовых автомобилей, вроде Mercedes-Benz S-Class W222 или McLaren MP4-12C, уже знакомы со стартерными литий-ионными батареями. Однако большинство обычных автолюбителей по старинке пользуется свинцовыми АКБ, технология которых появилась более полутора века назад. Несколько более совершенные пусковые аккумуляторы AGM и GEL тоже созданы на основе свинцово-кислотной технологии. Давайте найдем веские причины, почему так происходит, а заодно узнаем, можно ли изменить ситуацию.

Какие проблемы литиевых аккумуляторов решит твердый электролит

Какой должна быть стартерная батарея

Прежде всего, она служит для кратковременной подачи высокого тока от 250 до 700 А, чтобы запустить автомобильный двигатель. Затем за дело берется генератор переменного тока. Краткий всплеск энергии разряжает стартерную батарею лишь на 1–3%, после чего она дозаряжается генератором. Во время непродолжительных стоянок она также питает бортовую сеть автомобиля – системы безопасности, автомагнитолу, свет. При нормальной эксплуатации она может проработать весь срок службы, не разряжаясь даже на 20% от общей емкости.

Однако роль автомобильных аккумуляторных батарей растёт. Современные автомобили, особенно среднего класса и выше, начиняются всевозможной электроникой. Кроме того, многие автовладельцы обзаводятся различными электронными гаджетами и приборами, которые подключают к автомобильной сети. Соответственно, нагрузки на свинцов-кислотные аккумуляторы возрастают.

компактная литий-ионная пусковая батарея

Как заряжать литиевые батареи электропогрузчиков на холодильных складах

Возможности литий-ионных батарей

Литиевые аккумуляторы выдают токи, достаточные для запуска двигателя автомобиля. Они также способны хранить в несколько раз больше энергии на килограмм массы, чем свинцовые АКБ, разряжаться практически в ноль и заряжаться за один-два часа. Однако эти возможности избыточны для большинства автовладельцев. Основная энергия для автомобиля поступает от двигателя внутреннего сгорания, поэтому здесь не нужны большая плотность энергии, способность к быстрой зарядке или глубокой разрядке.

Литий-ионные батареи созданы, чтобы давать стабильную, непрерывную энергию в течение длительного времени. Поэтому они более эффективные, если применяются в качестве тяговых (для питания двигателей электромобилей, электропогрузчиков и т.п.) или для питания мощного оборудования. Конечно, они могут служить просто для запуска двигателя, но это как стрелять из пушки по воробьям.

Принято считать, что литиевые батареи не любят отрицательных температур, что препятствует их распространению в качестве стартерных. Новые химические добавки и конструктивные решения постепенно исправляют ситуацию.

Какой тип литиевых батарей подходит для замены пусковой свинцовой АКБ

В семействе литиевых аккумуляторов используется шесть основных химсоставов ячеек: LMO, LCO, NCA, NMC, LFP, LTO. Для замены стартерных 12-вольтных автомобильных АКБ лучше всего подходит химический состав LFP (LiFePO4), на это несколько причин:

Состав аккумуляторных элементов LiFePO4 наиболее безопасный и термостойкий. Даже при повреждении заряженной ячейки обычно возможно только задымление, без открытого пламени.
Температурный диапазон эксплуатации от -30 до +55°С. В морозостойком исполнении LiFePO4 аккумуляторы сохраняют более 70% общей емкости даже при –30°C. При такой температуре у AGM батареей остаётся менее 40% общей емкости.
Номинальное напряжение ячейки LiFePo4 составляет 3,2-3,3 В, поэтому блок из четырех ячеек отлично подходит в качестве замены 12-вольтной свинцово-кислотной батареи. При этом литиевый аккумулятор идентичной емкости будет минимум в два раза легче. Она прослужит в 2-3 раза дольше, чем свинцовая АКБ, что нивелирует разницу в цене.

Есть ли разница, на каких элементах собрана литиевая батарея электропогрузчика

Трудности, с которыми можно столкнуться

На рынке автомобильных комплектующих заводские стартерные литиевые батареи все еще редкие гости. Обычно они китайского производства, если не брать в расчет специализированные, крайне дорогие продукты для люксовых авто. Чаще можно встретить заводские пусковые Li—Ion аккумуляторы для мотоциклов, скутеров, катеров, квадроциклов.

стартерная батарея lifepo4 12-8-v 60ah 1200a

В остальном на рынке можно найти литиевые стартерные батареи кустарного производства, которые изготавливаются небольшими партиями для ограниченно аудитории. Их покупают владельцы бюджетных гоночных автомобилей (для снижения веса), любители долгих путешествий на внедорожниках и мощного автозвука.

Главное при установке литий-ионной батареи – снабдить ее надежной управляющей электроникой (контроллером или платой BMS), которые подружат ее с зарядкой от генератора, защитят от перезаряда, короткого замыкания, слишком глубокого разряда. Заводские пусковые литиевые аккумуляторы имеют такую электронику по умолчанию, поэтому их можно смело устанавливать. Генератор менять не надо. При покупке кустарных продуктов лучше уточнить, подготовлена ли их BMS-плата для работы с автомобильным генератором.

Сравнение LI-ION аккумуляторов с самыми продвинутыми свинцово-кислотными конкурентами

Выводы

Итак, литий-ионные батареи можно использовать в качестве стартерных, но с некоторыми оговорками:

Химсостав ячеек должен быть LiFePo4. Но даже в этом случае лучше избегать эксплуатации в экстремально жарком или холодном климате.
Это должны быть заводские продукты. В случае кустарных изделий, нужно адаптировать платы управления для работы в связке с автомобильным генератором.

Если в автомобиле свинцово-кислотные батареи SLA, AGM, GEL работают отлично, то смысла в переходе на «литий» нет. Но если не хочется оказаться без энергии вдали от оживленной трассы, нужно пользоваться в салоне дополнительными электроприборами или облегчить массу автомобиля, то литий-ионные батареи будут полезными.

Материалы сайта не подлежат использованию кем-либо, в какой бы-то ни было форме, включая воспроизведение, распространение, переработку, не иначе как с письменного разрешения редакции Forklift.Blog. Использование материалов сайта без разрешения его владельца является нарушением авторских прав и преследуется по закону.

Темы этой статьи:

Тяговые АКБ

Литий-ионные АКБ

Автор статьи: Энергинский К.А.
Специалист по аккумуляторной технологии
Автор-эксперт в области литий-ионных аккумуляторов

Опубликовано: 05 мая 2023