Здравствуйте, уважаемые читатели!
Сегодня у нас довольно интересная тема. Кто недавно покупал новую машины? Откройте капот и вы увидите современный ДВС, современную АКПП и старый, свинцовый АКБ. Знаете сколько ему лет? Он изобретен даже не в прошлом веке... Запатентован в 1859 году, это даже раньше, чем отмена крепостного права в России.
Но как так получается, что в автомобильной промышленности произошел такой огромный скачок, но запуск двигателя, это до сих задача для "свинцового старичка"? Я выяснил, рассказываю.
Спойлер: инженеры не дураки, просто физика и экономика- дамы капризные.
Начнем с самого приземленного-с денег. Вы можете сколько угодно рассуждать о высоких технологиях, но в любой крупной автокорпорации балом правят не фанаты Илона Маска, а суровые дяденьки в костюмах с калькуляторами. Для них экономия в 10 долларов на одной машине — это премия в миллион в конце года.
Свинцовая батарея -это дешево. Нет, не так. Это фантастически дешево. Технология производства вылизана за полтора века до идеала. Свинец стоит копейки, электролит ,по сути, разбавленная серная кислота тоже не деликатес. Собрать такую АКБ можно буквально «на коленке» в любом подвале (чего конечно делать самостоятельно не стоит).
А теперь возьмём литий. Ему нужны редкие металлы, стерильные условия сборки и самое главное- сложная электроника. Поставить литиевый аккум вместо свинцового это как заменить обычную лампочку на умный светильник с Wi-Fi. Приятно, но зачем, если бюджет ограничен? В масштабах конвейера переход на литий добавит к стоимости машины лишние 400–800 баксов. Покупатель «Логана» или «Короллы» за такое «улучшение» спасибо не скажет.
2. Если ваш смартфон хоть раз вырубался на морозе в –20°C, когда вам нужно было вызвать такси, вы поймете, о чем я. Литий это капризная принцесса. Он любит тепло, уют и очень не любит, когда его заставляют работать в экстремальных условиях.
В России, где зима это не просто строчка в календаре, а суровое испытание, литий чувствует себя паршиво. При температуре ниже -20°C он просто «впадает в депрессию» и отказывается принимать заряд. Чтобы литиевая АКБ работала в Сургуте или Новосибирске, к ней нужно прикручивать систему подогрева, датчики температуры и прочую мишуру.
Свинец же, это такой мужик в засаленной телогрейке. Ему вообще плевать на ваши морозы. Да, при –30°C он теряет часть бодрости, но он будет честно пытаться крутить стартер до последнего вздоха. Он надёжен как лом. Ему не нужны подогревы и нежные ухаживания. Он просто работает. А если соблюдать некоторые правила, ( подзаряжать, если часто присутствуют короткие поездки, следить за электролитом и.тд) то можно не беспокоиться о утреннем старте даже в минус 30.
3. Задумывались ли вы когда-нибудь, какую работу совершает аккумулятор в момент запуска двигателя? Представьте: на улице мороз, масло в двигателе превратилось в кисель, а маленькой коробочке нужно за долю секунды выдать ток в 500–800 Ампер, чтобы провернуть коленвал. Это колоссальная нагрузка, почти короткое замыкание!
Свинец справляется с этим ударом по-геройски. За счет большой площади пластин он выдает огромный импульс тока без вреда для своего здоровья. Литий тоже так может, но... только один-два раза. Чтобы литиевая батарея не «поджарилась» от таких токов, ей нужен очень навороченный контроллер (BMS), который будет стоить как половина подержанной «Лады». Свинец в этом плане проще. Грубая и простая физика, которая работает бесплатно.
4. Безопасность, это тоже важно.
Автомобильштука опасная сама по себе. Аварии, удары, деформации- всё это обычное дело.
Что будет, если в ДТП расколется свинцовый аккумулятор? Ну, вытечет кислота. Неприятно, краска облезет. Пары лучше не вдыхать. Но это не смертельно. Кислоту можно просто залить водой или засыпать содой.
А теперь вспомните видео, как горят электросамокаты или электромобили. Литий при повреждении или перегреве склонен к «термическому разгону». Это когда батарея сама себя разогревает до тысячи градусов и превращается в неуправляемый факел. Потушить его обычным огнетушителем нереально, он будет гореть даже под водой.
Производители резонно опасаются ставить такую «зажигалку» под капот миллионам обывателей. Кому нужны судебные иски, если машина вспыхнет в гараже из-за короткого замыкания?
5. Экология, тут все не однозначно. Грязный свинец, может быть и самый чистый?
Звучит как бред, но это правда. Свинцовые аккумуляторы это чемпионы мира по переработке. В любой стране мира вы можете сдать старую АКБ в пункт приема и получить за нее копеечку. В итоге перерабатывается около 99% всех свинцовых батарей. Свинец из вашего старого аккума переплавят и засунут в новый. Это идеальный круговорот вещей в природе.
С литием всё печально. Перерабатывать его дорого, сложно и часто просто невыгодно. Большинство литиевых батареек просто гниют на свалках, отравляя землю. Пока не придумают дешевый способ утилизации лития, свинец будет считаться более «зеленым» вариантом, как бы странно это ни звучало.
6. Вся электросеть автомобиля а это генератор, реле, лампочки, стартер - заточена под напряжение свинцовой батареи (примерно 12.6 Вольт). Если завтра все заводы перейдут на литий, придется переделывать всё. А автопром — это огромная, неповоротливая машина. Изменить стандарт напряжения, это как заставить весь мир перейти с розеток 220В на 110В. Можно, но хлопот не оберешься.
А есть ли исключения?
Конечно, литий потихоньку просачивается в этот консервативный мир.
Спорткары типа Porsche или Ferrari: Там борются за каждый килограмм. Заменить 20 кг свинца на 5 кг лития это святое дело. Но за это клиент платит бешеные деньги.
Илон Маск только в последних моделях всё-таки выкинул свинец и поставил маленькую литиевую батарейку на 16 Вольт. Но там нет ДВС, который нужно крутить в мороз, так что литию там живется попроще.
И какие прогнозы? Скажу честно: в ближайшие 10 лет вы вряд ли увидите массовую смерть свинцовых АКБ. Пока не изобретут какой-нибудь твердотельный аккумулятор, который будет стоить три копейки, не будет взрываться при ударе и будет обожать русскую зиму, свинец останется с нами.
Это тот редкий случай, когда «старое» не значит «плохое». Свинцовый аккумулятор это как чугунная сковорода: тяжелая, некрасивая, но на ней получаются лучшие блины, и она переживет ваших внуков.
Так что, когда в следующий раз пойдете в магазин за новым аккумулятором, не ворчите на его вес. В этих двадцати килограммах свинца полтора века инженерной мысли, направленной на то, чтобы вы просто повернули ключ и поехали по своим делам, несмотря на погоду и курс доллара.
Надеюсь, у меня получилось короткая и информативная статья. Буду очень рад, если вы оцените лаком и подпиской, до встречи!