«Старт-Стоп» системы для общественного транспорта с суперконденсаторным накопителем
Зачем нужна система «Старт-стоп»?
За счет использования системы «Старт-стоп» достигаются следующие результаты: - экономится топливо; - снижается количество вредных выбросов за счет уменьшения времени работы мотора на холостом ходу; - снижается уровень шума. Системы «Старт-стоп» еще совсем недавно использовались главных образом на гибридном транспорте. Сейчас происходит коренной перелом этой тенденции. Крупнейшие мировые производители автомобилей активно оснащают такие системами традиционный транспорт. Что делает «Старт-стоп»? Система автоматически выключает двигатель, когда автобус останавливается, и мгновенно запускает его при начале движения. Такой режим наиболее эффективен при эксплуатации городского общественного транспорта, который много времени работает на холостом ходу на остановках, светофорах и в пробках. Актуальность «Старт-Стоп» системы для городского автобуса. - У городского транспорта двигатели до 40% времени работают на холостом ходу. - Система «Старт-стоп» дает вполне ощутимую экономию топлива, составляющую до 10%. Кроме этого, снижается шум и количество вредных выбросов. - Власти в крупных городах Европы постепенно делают обязательным наличие системы «Старт-стоп» для общественного транспорта. В первую очередь, такие меры применяются к автобусам с большим объемом ДВС. - При внедрении системы «Старт-стоп» не происходит серьезных конструктивных изменений транспортного средства. Ее можно с легкостью интегрировать практически на любые городские автобусы. - Простота монтажа и эксплуатации позволяет выполнять модернизацию уже имеющегося автобусного парка. Результатом будет заметное сразу же снижение потребления топлива и сокращение вредных выбросов. - Конструктивная простота систем «Старт-стоп» делает их относительного недорогими и окупающимися за 12 месяцев непрерывной эксплуатации. Как работает система «Старт-Стоп» Как работает система «Старт-стоп»: Когда транспортное средство полностью останавливается (на остановке, на светофоре), его двигатель глушится в автоматическом режиме. Выключение двигателя происходит при следующих условиях: 1) полная остановка; 2) перевод рычага коробки передач в нейтральное положение и отпускание педали сцепления - для механической коробки передач; 3) нажатая педаль тормоза – для автоматической коробки передач. Все действия автоматизированы, поэтому процесс вождения не усложняется. Применение Суперконденсаторов с системах «Старт- стоп» Наличие в системе «Старт-стоп» суперконденсаторов значительно улучшает ее рабочие характеристики, а также положительно сказывается на всей работе транспортного средства. - Суперконденсаторы обладают удельной мощностью, которая на порядок выше аналогичного показателя для обычных аккумуляторных батарей. -суперконденсаторы имееют огромный ресурс, они сохраняют работоспособность в экстремальных погодных условиях. Для их зарядки от внешнего источника питания требуется минимум времени. Дизельные двигатели отличаются от бензиновых большей экономичностью. Обратная сторона этого преимущества – высокие коэффициенты сжатия. Это значит, что для запуска дизельного ДВС требует большая мощность, которую способны отдать именно суперконденсаторы. Еще одно преимущество суперконденсаторов заключается в том, что при их использовании можно отказаться от необходимости применения больших и тяжелых аккумуляторов, за счет того, что всю импульсную нагрузку они возьмут на себя. Основные преимущества суперконденсаторов Характеристика Преимущество Высокая удельная мощность Идеальное устройство для работы при резких и значительных изменениях мощности. Высокие стабилизационные свойства. Быстрый заряд/разряд (секунды) Эффективность при рекуперации энергии и пусках двигателей Широкий диапазон рабочих температур от -45 до 70°C Возможность работы в экстремальных условиях Срок службы не менее 10 лет, до 1 млн. циклов заряда-разряда Отсутствие необходимости замены в течение долгого времени. Снижение эксплуатационных затрат систем. Герметичность и экологичность Низкая стоимость владения, отсутствие затрат на эксплуатацию и утилизацию Небольшая масса и малые габариты Широкий спектр применений, автономность, мобильность Совместная работа АКБ и СК Напряжение и ток при работе аккумуляторной батареи Напряжение и ток при совместной работе АКБ и СК Суперконденсатор, обладая более низким внутренним сопротивлением по сравнению с аккумуляторной батареей, способен принимать на себя импульсную, быстроменяющуюся нагрузку. Расчет экономического эффекта системы «Старт- Стоп» на городском автобусе. Для городского автобуса длиной 12 м с дизельным двигателем: - Примерный расход топлива на холостом ходу для такого автобуса – 2 л/ч (А); - Общественный транспорт работает каждый день, с 5:00 до полуночи. 1 час отводится на технический перерыв. В результате получается 18 часов ежедневного рабочего времени для автобуса; - На холостом ходу двигатель городского автобуса работает 40% времени, или 7,2 ч ежедневно (В); - Автобусы находятся на линии 350 дней в течение года (С); - 1 л дизельного топлива стоит 34 рубля (Е); - Перемножаем имеющиеся значения АхВхСхЕ=191520. - Итоговая годовая экономия составляет 191520 рублей. Система «Старт-стоп» окупается за 12 месяцев эксплуатации. В расчете мы не учитывали экологический эффект. Отключение двигателя на холостом ходу сокращает выбросы СО2 как минимум на 10%. Это очень важно в условиях города, где люди длительное время находятся на остановках общественного транспорта или стоят в общем автомобильном потоке на светофорах. Дополнительный эффект системы «Старт-Стоп» на городском автобусе. Для суперконденсаторов характерно низкое внутреннее сопротивление, высокая удельная мощность и надежная отдача энергии при низких температурах. Использование их для запуска ДВС дает некоторые дополнительные преимущества. 1. Пуск можно произвести при разряде аккумуляторов, не способных дать пусковой ток, но имеющих достаточную энергию для зарядки суперконденсаторов. 2. Запуск от суперконденсаторов возможен даже при сильных морозах до -45ºС. 3. Суперконденсаторы снижают нагрузку на аккумуляторные батареи, в результате чего срок эксплуатации аккумуляторов повышается в 2-4 раза. Выводы: -Внедрение на пассажирские автобусы системы «Старт-стоп» на базе суперконденсаторов ведет к заметному сокращению количества потребляемого топлива. -Вместе с этим снижаются и вредные выбросы. Результатом здесь будет помимо значительного экономического эффекта снижение нагрузки на экологию. - Дополнительным преимуществом использования суперконденсаторов является увеличение срока службы штатного аккумулятора, а также значительное повышение вероятности успешного запуска двигателя при морозах до -45ºС.
