TEHNOLOGIE: Sistemul Start-Stop

Japonezii încearcă să găsească cel mai eficient sistem Start-Stop din lume şi experientează cu diverse tehnologii: de la condensatori până la baterii de toate felurile. Pentru că aşa este firea lor, eficientă.

Industria auto japoneză a fost mereu în fruntea inovaţiilor tehnologice. Sistemul Start-Stop, unul dintre "puii" născuţi de mărcile auto nipone, nu mai impresionează pe nimeni în ziua de astăzi, fiind răspândit pe foate multe automobile. Iniţial, era regăsit doar pe automobilele cu propulsie hibridă, care nu aveau o problemă în a alimenta sisteme electrice cu motorul oprit pentru că au la dispoziţie un set de acumulatori. Însă tehnologia Start-Stop a migrat şi la automobillele normale cu motor pe benzină sau diesel, pentru că ajută la limitarea emisiilor poluante şi îmbunătăţeşte consumul. Multă vreme era doar un sistem enervant, care uneori refuza să mai pornească. tehnologia s-a rafinat între timp, iar producătorii japonezii caută încă cea mai eficientă soluţie din acest domeniu. Părerile sunt împărţite, şa că vom încerca să trecem în revistă sistemele folosite în acest moment de către producătorii japonezi. 

Cum funcţionează?

Motivul principal pentru care sistemul Start-Stop a fost inventat este reducerea emisiilor poluante şi a consumului de carburant. Atunci când maşina staţionează la un semafor sau într-o coloană, cel mai eficient mod de a face acest lucru este oprirea motorului. Şi pentru că ar fi fost complicat să îl pui pe cel de la volan să facă acest lucru manual de fiecare dată, constructorii auto au inventat un sistem automat. Motorul este oprit atunci când maşina nu se mai mişcă, iar cel de la volan nu apasă pedala de ambreiaj (în cazul cutiilor de viteză manuale) sau ţine apăsată pedala de frână (în cazul cutiile de viteze automate). În acest timp sistemele electrice ale maşinii funcţionează (faruri, stopuri, ventilaţie, aer condiţionat, geamuri electrice, radio), iar pentru a putea face acest lucru este nevoie de o baterie specială cu capacitate mai mare sau de o baterie suplimentară. În plus pentru a putea reporni eficient motorul de fiecare dată, electromotorul este acum mai robust pentru a face faţă repornirilor suplimentare. Uneori, dacă un consumator are nevoie de mai multă putere, de exemplu aerul conduţionat, motorul va reporni chiar dacă maşina staţionează.

START PENTRU START-STOP

Am putea crede că tehnologia Start-Stop a apărut de curând, dar primele teste în acest domeniu datează din anii '70, când Toyota a dotat modelul Crown cu un sistem de oprea motorul după 1.5 secunde de staţionare. În ceea ce priveşte utilizarea acestui sistem pe un model de serie de către un constructor european, Volkswagen poartă acest merit. În 1983. modelul Polo Formel E era dotat cu sistem start-stop. Polo Formel E, cu E de la Efficency, era echipat cu un motor de 1.2 litri şi un sistem Start-Stop rudimentar numit SSA, ce oprea motorul după două secunde de staţionare. Motorul era repornit atunci când levierul schimbătorului de viteze era mutat din neutru spre stânga.

Pentru a fi eficiante şi nu deveni enervante, sistemele Start-Stop sunt îmbunătăţite constant de către constructorii auto. Sunt căutate cele mai bune soluţii de stocare a energiei electrice şi porniri cât mai rapide şi eficiente ale motorului. Iar constructorii japonezi Mazda, Mitsubishi, Toyota, Honda şi Suzuki studiază cele mai eficiente soluţii din acest domeniu. 

Iată care sunt principalele soluţii tehnice folosite în prezent:

1. Condensatori electrici

Sistemul i-eloop de la Mazda folosşte condensatori electrici ca soluţie de stocare a energiei.

Mazda a fost printre primii constructori care au folosit această soluţie pentru sistemele sale Start-Stop. Noua Mazda6 foloseşte acest sistem ca dotare standard, el fiind denumit i-Eloop. Principalul scop al acestui sistem este recuperarea energiei produsă prin decelerarea automobilului şi folosirea ei la alimentarea sistemelor electrice. Spre deosebire de alţi constructori, Mazda foloseşte pentru stocare un condensator de mari dimensiuni, capabil să stocheze energie electrică. Mazda spune că acest sistem ajută modelele sale să economisească între 5 şi 10% carburant.

Condensatorii folosiţi ca mediu de stocare sunt produşi de Nihon Chemicon Corporation. Mazda a ales această soluţie deoarece condensatorii se pot încărca şi descărca mult mai repede faţă de un acumulator standard. Condensatorul electric folosit de Mazda se poate încărca la capacitate maximă în 10 secunde, absorbind un procent mai mare de energie atunci când maşina decelerază. Un acumulator are nevoie de mai mult timp pentru încărcare şi un ciclul de viaţă mai scurt în ceea ce priveşte ciclurile de încărcare-descărcare. Un alt avantaj al sistemului cu condensator este faptul că acesta nu este atât de sensibil la variaţiile de temperatură ambientală la fel cum sunt afectaţi acumulatorii litiu-ion. Din această cauză, bateriile litiu-ion nu sunt stocate niciodată foarte aproape de compartimentul motor, pentru a nu fi afectate de căldura degajată de acesta. Condensatorul lui Mazda este, însă, amplasat chiar lângă blocurile optice ale noului Mazda6. Singurul minus notabil al sistemului cu condensatori este faptul că aceştia au capacitate de stocare limitată. Pot fi folosiţi cu succes pentru a alimenta diverse sisteme electrice, dar nu pot pune în mişcare un motor electric. 

2. Baterie litiu-ion suplimentară

Soluţia aleasă de Suzuki este o baterie litiu-ion suplimentară care stochează energia cinetică recuperată în timpul frânării. Suzuki a folosit acest sistem pe noul model Wagon R, varianta japoneză, şi spune că obţine astfel o economie de carburant de 22%. Bateria folosită de Suzuki este produsă de Denso Corporation, cel mai mare furnizor de componente auto din Japonia. bateriile litiu-ion pot stoca mai multă energie decât o baterie clasică cu plumb şi acid şi, de asemenea, rezistă la mai multe cicluri de încărcare descărcare. Bateriile litiu-ion sunt însă sensibile la căldură, iar Suzuki a decis să le amplsaeze sub podeaua modelului său. În plus au nevoie de conexiuni suplimentare şi de cabluri mai complicate. bateria este compatibilă cu cea clasică de 12 volţi şi nu are nevoie de convertor.

3. Baterie nickel-metal hibrid

Bateria nickel-metal hibrid a fost dezvoltată de corporaţia Panasonic special pentru sistemele Start-Stop. Acest tip de baterie oferă un compromis între bateriile ieftine cu plumb şi acid şi cele scumpe litiu-ion. Bateria inventată de Panasonic oferă un bun compromis şi poate face mai multe decât să alimnteze sistemele electrice atunci când motorul este oprit. Are suficientă putere pentru a alimenta şi un motor electric pentru a pune în mişcare întreaga maşină sau poate asista motorul termic într-un sistem hibrid. Acest tip de baterii nickel-metal hibrid sunt mai versatile şi în ceea ce priveşte fluctuaţiile de temperatură.

4. Baterie cu plumb şi acid

Cea mai simplă şi umilă soluţie este clasica baterie cu plumb şi acid. Se găseşte în toate automobilele noastre pentru a alimenta sistemul electric de 12 volţi. Furnizori ca Furukawa Battery spun că este o soluţie viabilă şi pentru sistemele Start-Stop. Cea mai simplă variantă este montarea unei baterii suplimentare în paralel cu cea care există deja, dublând astfel capacitatea de stocare. Este însă o tehnologie simplă care nu excelează nici la timpul de încărcare, nici la capacitatea de stocare. Este însă cea mai ieftină soluţie. Furukawa modifică însă structura acestui tip clasic de baterie pentru a-i permite un număr mai mare de cicluri de încărcare-descărcare şi pentru a îi prelungi viaţa. 

Interesant este că şi România se află pe harta celor care contribuie la dezvoltarea acestor sisteme. Producătorul de baterii Rombat are în ofertă un acumulator special dezvoltat pentru automobilele cu sistem Start-Stop. Acest acumulator poartă numele de Rombat EFB. EFB este acronimul tehnologiei folosite de acest acumulator Enhanced Flooded Battery. Acest tip de acumulator suportă dublul ciclurilor de încărcare-descărcare faţă de un acumulator normal. 

Ne place sau nu, sistemul Start-Stop şi-a făcut loc pe aproape toate automobilele moderne. Iar tehnologia din ce în ce mai rafinată îi face pe cei de la volan să nu mai dezactiveze sistemul imediat cum s-au urcat în maşină. Repornirile au devenit din ce în ce mai rapide şi mai puţin deranjante. Iar în viitor acest sistem va evolua şi mai mult permiţând economii importante de carburant şi reducerea semnificativă a emisiilor poluante.