Capacitive energy storage in the electric starting system of automobile engines



Cite item

Abstract

The paper proposes to use a comparative assessment of electric starter systems with a capacitive energy storage battery.

Full Text

Емкостные накопители энергии в системе электростартерного пуска автомобильных двигателей к.т.н. Коротков В.И., к.т.н. Малеев Р.А., Мычка Н.В., Гулин А.Н. Университет машиностроения (МАМИ) 8 (495) 223-05-23, доб. 1574 Аннотация. В работе предлагается использовать сравнительную оценку систем электростартерного пуска с емкостным накопителем энергии аккумуляторной ба- тареей. Ключевые слова: система электростартерного пуска, емкостной накопи- тель энергии, аккумуляторная батарея. Пуск двигателей автотранспортных средств существенно затрудняется с понижением температуры, что в значительной степени связано с увеличением вязкости электролита в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее (АБ). Поэтому в последние годы повышенное внимание уделяется применению нетрадиционных источников энергии для запуска двигате- ля, в качестве которых могут применяться емкостные накопители энергии, молекулярные накопители энергии, ионисторы. Такие источники обладают практически нулевым внутрен- ним сопротивлением и способны быстро накапливать и отдавать запасенную энергию, зна- чительно снижая токовую нагрузку с аккумуляторной батареи в момент пусковых режимов, улучшая тем самым ее характеристики [1]. Емкостные накопители энергии (НЭ) в настоящее время обладают высокой удельной мощностью и КПД, способны выдерживать большое число циклов заряда-разряда. На мос- ковском предприятии МНПО «ЭКОНД» разработана и выпускается новая система пуска двигателей, в которой используются импульсные конденсаторы сверхвысокой энергоемкости (ИКЭ). Разработанная система пуска может использоваться как для карбюраторных двигате- лей, так и для дизелей самого широкого диапазона мощности от 10 до 3000 л.с. Главное преимущество таких суперконденсаторов, которые выпускаются под маркой ИКЭ «Супер-Эконд», состоит в уникальной способности накапливать электрический заряд сверхвысокой плотности - в 10 раз больший, чем в различных традиционных конденсаторах и обеспечивать мощность импульсного разряда до 10 раз выше мощности самых лучших ак- кумуляторов. Принцип действия ИКЭ «Супер-Эконд» основан на прямом накоплении заряда в двой- ном электрическом слое на поверхности контакта высокопористого углеродного электрода со связанным химически инертным электролитом. Таким образом, накопление заряда осу- ществляется фактически на молекулярном уровне. Такие конденсаторы по своим электрическим параметрам значительно превосходят обычные. Кроме сверхвысокой плотности накапливаемой энергии и удельной мощности им- пульсного разряда их отличает очень малое внутреннее сопротивление, возможность дли- тельного хранения заряда (до нескольких сотен часов), устойчивость к токам короткого за- мыкания и практически неограниченное число циклов перезарядки. ИКЭ «Супер-Эконд» представляет собой батарею конденсаторных элементов, заклю- ченных в герметичный корпус. Их отличает высокая механическая прочность, пожаро- и взрывобезопасность, широкий диапазон рабочих температур, длительный срок службы (бо- лее 12 лет), эксплуатационная и экологическая безопасность. Автомобильное электрооборудование включает в себя систему электроснабжения, си- стему пуска двигателя внутреннего сгорания с системой зажигания смеси и систему сервис- ного обеспечения. При этом системам пуска и, соответственно, электроснабжения приходит- ся работать в двух принципиально различных режимах: длительном номинальном режиме при работающем двигателе внутреннего сгорания и пусковом режиме - режиме пуска (а в ря- де случаев и разгона автомобиля). Пиковый режим работы (это в основном пуск двигателя) требует больших затрат энер- гии, а энергию двигатель получает только от источника запасенной энергии, аккумуляторной батареи. Необходимость обеспечения пикового режима определяет поиск накопительных ис- точников энергии, работающих самостоятельно на пиковую нагрузку или совместно с акку- муляторной батареей. Такой накопитель должен за относительно длительное время собрать излишки энергии, вырабатываемой двигателем (или сконцентрировать энергию слаботочно- го источника), а затем отдать ее при необходимости за короткое время пикового режима [3]. Недостаточность обеспечения пикового режима энергией аккумуляторной батареи обычно усугубляется плохой отдачей ею электрической энергии при низких температурах и ее обычном частичном разряде. На рисунке 1 приведены разрядные токовые характеристики (т.е. зависимости напряжения разряда
×

About the authors

V. I Korotkov

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)

Ph.D.; +7 (495) 223-05-23, доб. 1574

R. A Maleev

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)

Ph.D.; +7 (495) 223-05-23, доб. 1574

N. V Mychka

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)

+7 (495) 223-05-23, доб. 1574

A. N Gulin

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)

+7 (495) 223-05-23, доб. 1574

References

  1. Чижков Ю.П., Антипенко В.С., Малеев Р.А., Шматков Ю.М. Применение емкостных накопителей энергии в комбинированных источниках тока для электропусковых систем. - Москва - Сочи, Материалы международной конференции «Системные проблемы надежности, математического моделирования и информационных технологий», т.1, 1997.
  2. Антипенко В.С., Нигматуллин Ш.М. Активные центры адсорбции угольных волокон накопителя энергии на жидких электролитах. - М., Материалы международной конфе- ренции. Системные концепции в науке, технике и экологии, 2006.
  3. Малеев Р.А., Шматков Ю.М. Исследование нетрадиционных источников тока в системах электростартерного пуска двигателей внутреннего сгорания. - М., «Известия МГТУ «МАМИ». Научный рецензируемый журнал, № 1(19), 2014, т. 1.
  4. Лебедев С.А., Гаврицкий Д.А., Антипенко В.С. Пусковое устройство с молекулярным накопителем энергии. - М., «Известия МГТУ «МАМИ». Научный рецензируемый журнал, № 2(24), 2015, т. 1.

Copyright (c) 2015 Korotkov V.I., Maleev R.A., Mychka N.V., Gulin A.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies