28319
МОТОГОНКИ.РУ, 31 марта 2024 - За 20 лет индустрия совершила два глобальных рывка на пути совершенствования гражданских и спортивных мотоциклов. Оба связаны с ужесточением экологических норм, а также выходом на дороги общего пользования технологий из Супербайка и MotoGP. Событием, положившим начало первой революции, стало введение Евро-3 в 1999.
Евро-3 заставил производителей перейти к электронным системам питания FI (Fuel Injection) и зажигания CDI (Capacitor Discharge Ignition), способным обеспечить контроль качества смеси и момент образования искры. До внедрения инжекторов, электрические схемы мотоциклов были примитивны: для запуска двигателя напряжение в бортовой сети не требовалось, искра вырабатывалась механическим магнето.
На протяжении десятилетий гоночные команды использовали внешние стартеры-тележки, позволявшие запускать двигатель, раскручивая заднее колесо двумя роликами. Они и сейчас применяются в Moto3 и других гоночных сериях с небольшими бюджетами.
Прототипы MotoGP сегодня заводят с помощью мощных внешних аккумуляторных стартеров, присоединяющихся к коленчатому валу двигателя.
Но это не значит, что до запуска двигателя в прототипе MotoGP нет "жизни"! На прототипах есть аккумуляторные батареи: они очень маленькие и ёмкие, потому что без них ничего не заработает
Сегодняшний прототип MotoGP настолько сложен, что еще до запуска двигателя требуется произвести ряд манипуляций: надо активировать центральный компьютер, который после инициализации просканирует все датчики на предмет ошибок; произвести подкачку топлива, убедиться, что инжекторы полны, и только затем можно дернуть мотор.
Также, прототип должен обеспечивать непрерывную работу микроволновых передатчиков сигнала с камер и телеметрического блока Dorna - всё это требует много энергии.
Эту энергию прототипу дает самый компактный в мире 12-вольтовый литиевый аккумулятор, размещающийся под сиденьем пилота и весящий 300 г
Супербайки гораздо ближе к народу, чем может показаться. Их снова заводят с кнопки, отказавшись от стартерных пусковых машин. Это произошло не так давно, примерно 12-14 лет назад.
World Superbike 2013: заводская команда Aprilia Racing - Лаверти и Гвинтоли проходят финишную связку поворотов в Имоле
К началу 2010-х уже шла битва за тотальную цифровизацию гоночных технологий, и итальянцы оказались на передовой. Aprilia Racing представила новый супербайк Aprilia RSV4R в 2009 году, который был оснащен полным комплектом управляющей электроники из MotoGP и... стартером.
Сверхлегкие Li-Ion Aliant Power на заводском супербайке Aprilia RSV4R
Литиевый АКБ, разработанный партнером Aprilia Racing, итальянской компанией Aliant Power весил всего 0.8 г вместо 3-4 кг, как традиционный гелевый. Эта значительная разница помогла компенсировать вес самого стартера, и его установка не утяжелила байк. Плюс, Aprilia RSV4R получил стабильное и постоянное питание для большого пакета электроники - первого в своем роде в World Superbike, включавшего в себя и Ride-by-wire, и два независимых блока управления двигателем ECU и APR. В 2010 году Макс Бьяджи стал чемпионом World Superbike впервые, вернув Aprilia давний должок; в 2012 году Макс взял второй титул, а в 2014 чемпионом стал другой пилот Aprilia Racing - Сильвейн Гвинтоли.
Одна из первых супер батарей для мотогонок - Ten Kate Honda CBR600RR команды Forspeed Honda
В России сверхлегкие аккумуляторы на мотоциклах впервые появились в 2010 году, и завезли новинку в страну именно гоночные команды. Впервые с этими сверхлегкими аккумуляторами я встретился, когда готовил серию публикаций о постройке мотоциклов для Чемпионата России по ШКМГ 2010 года. Команда Forspeed Honda привезла в Москву один из самых навороченных Supersport того времени - Ten Kate Honda CBR600RR.
Одна из первых супер батарей для мотогонок - Ten Kate Honda CBR600RR команды Forspeed Honda
Li-Ion аккумулятор украшал Honda CBR600RR и был своего рода эксклюзивом: тогда это было дорогое удовольствие (1000 евро) прямо из паддока World Superbike, которое клиентами предлагало голландское ателье Ten Kate Racing.
А сегодня эта роскошь доступна каждому! Именно Aliant Power первой наладила серийное производство литиевых АКБ для мотоциклов, и сегодня у нее самая широкая линейка сверхлегких аккумуляторов для любых типов мотоциклов и скутеров ёмкостью от 8 до 32 А-ч. И стоит такой аккумулятор не сильно дороже японского AGM.
Они вот такого размера
Есть ли смысл менять на своем мотоцикле 4-килограммовый AGM на инновацию из MotoGP?
Если коротко, мое личное мнение - однозначно, да! Установив на 10-летний Honda NC 700 с DCT Aliant YLP14 ёмкостью 14 А-ч, получил ряд явных улучшений: легкий запуск двигателя после 5-месячного простоя в гараже - это просто норма; во-вторых, освободилась масса пространства в аккумуляторном отсеке, куда переместилась куча доп.оборудования от GPS-навигатора и бортового компьютера... ну, и уровень напряжения в бортовой сети всегда стабилен - 13.2 В, как по мануалу.
Но «однозначно, да» - это слишком простой ответ. Поэтому, если у вас есть время и желание прочитать выкладки «за» и «против», ниже есть «многобукв» на эту тему с цифрами, а также реальным опытом использования.
Краткий курс
Производители задолго до 1999 года внедрили в мотоциклы электростартеры для комфорта владельцев. Стартер производит первичное вращение коленчатого вала, обеспечивая цикл хода поршней и инициируя непрерывный рабочий процесс в ДВС. Для этого требуется электрическое питание от АКБ 12 вольт (не менее 9.8В, чтобы прокрутить стартер под нагрузкой). Пусковой ток мотоциклетных стартеров варьируется от 80 до 150 А, зависит от типа, рабочего объема двигателя и устройства самого стартера: чем больше мотоцикл и его мотор, тем больше нужна батарейка и запас электричества. Будем рассматривать средний стартерный ток равным 100 А.
Запустить байк с пол-оборота? Легко!
Инжектор дал мотоциклистам независимость от погодных условий и отсутствие проблем с обслуживанием, но взвинтил требования к электрике: произвести запуск двигателя без аккумулятора стало невозможно - перед стартом мотоцикл надо «инициализировать».
Планка взлетела до небес в 2010-х, когда мотоциклы получили бортовые компьютеры и системы Ride-by-wire, а Honda внедрила DCT (Dual Clutch Transmission) - роботизированную КПП, мгновенно ставшую бестселлером компании. К 2016 году доля проданных Honda с DCT сравнялась с долей новых мотоциклов с МКПП. Сегодня DCT превосходит - 53% против 47% - продажи аналогичных моделей на механике.
Чтобы запустить современный двигатель с набором контрольных систем, нужно гарантировать, что аккумулятор жив и готов к работе
Для России, где наблюдается сезонность и длительные паузы в эксплуатации техники, вопрос пуска мотора после вывода мотоцикла из «анабиоза» всегда стоял остро.
Типы АКБ, которые мы используем
Свинцово-кислотный аккумулятор
Традиционный тип АКБ - свинцово-кислотный, где разделенные между собой полимерными стенками отсеки со свинцовыми пластинами заполняются раствором серной кислоты. Самый дешевый, тяжелый, неэкологичный и ненадежный способ хранения электроэнергии.
Схема действия традиционного свинцово-кислотного аккумулятора для мотоцикла
Срок эксплуатации не превышает 3-х лет, а производительность такого АКБ ухудшается через 18 месяцев с начала эксплуатации. Его надо самостоятельно заправить серной кислотой и зарядить перед установкой на мотоцикл. Для сохранения работоспособности владельцу приходится подливать в отсеки с электролитом дистиллированную воду через год после установки. При зарядке, АКБ нужно держать открытым и в хорошо проветриваемом помещении из-за активного выделения водорода, который выходит наружу во время зарядки через открытые дренажные отверстия, а во время зарядки на мотоцикле - через специальное вентиляционное отверстие. Наконец, разряженная в ноль батарея не подлежит восстановлению и нуждается в утилизации, поскольку очень вредна для окружающей среды. В общем, требовательный тамагочи.
Удельная энергоёмкость такого АКБ составляет от 25 до 40 Вт-ч/кг, то есть классический мотоциклетный аккумулятор типа YS12B на 12 А-ч имеет габариты 160 x 130 x 90 мм и весит с электролитом 4.1 кг.
Зарядка свинцово-кислотных АКБ может занимать до 10 часов низким током, от 1.5 до 0.5 А с плавным понижением. "Быстрая" зарядка током более 2 А убивает свинцовый АКБ из-за перегрева и разрушения пластин.
У свинцово-кислотного АКБ высокий уровень саморазряда, и в зависимости от температуры и условий хранения составляет от 0.8% до 1.5% в день. При простое в 40 дней на холоде он может потерять половину, а за 3 месяца - до 80% заряда. Нормальной считается потеря 10% заряда каждые 14 дней.
Современный мотоцикл Honda с DCT при просадке напряжения ниже 10.2В, запросто выдаст ошибку - ему может не хватить энергии, чтобы запитать актуаторы сцепления и провести тест системы
Наконец, из-за особенности протекания химических реакций и агрессивности электролита, эксплуатация свинцово-кислотного АКБ возможна только в вертикальном положении. Что требует от производителей мотоциклов выделения большого и хорошо защищенного пространства в конструкции мотоцикла. В общем, куча минусов.
А плюс только один - цена в 3000-5000 руб.
Гелевые и AGM
Самые распространенные сегодня АКБ на мотоциклах - более совершенная конструкция, в которой свинцовые пластины с кислотой заменены контейнерами с абсорбентом электролита, либо пластинами. Такие АКБ являются необслуживаемыми и поставляются заряженными, что позволяет начать эксплуатацию сразу после установки. Герметичность AGM позволяет эксплуатировать его под разным наклоном. И число циклов разряда-заряда выше - 500-700.
Схема работы AGM аккумулятора
Переход на AGM был продиктован стремлением заменить неэкологичную свинцово-кислотную схему, не меняя принятые на рынке стандарты и форм-факторы. В итоге, AGM имеет те же габариты и массу, что и свинцово-кислотный АКБ - до 4 кг при ёмкости 12 А-ч.
AGM технология более требовательная к качеству зарядного тока и зарядного устройства, боится перезаряда и превышения зарядных токов. То есть, нужна «умная» зарядка, которая умеет соблюдать цикличность с постепенным понижением тока. А еще, даже при -10°С производительность AGM аккумулятора падает на 30%.
Из личного опыта: простоявшие на морозе ниже -15°С аккумуляторы нуждаются в "разморозке" - длительном процессе подачи на них тока или наоборот, стрессовой разрядке. Автомобилисты хорошо знакомы с такой схемой: прийти морозным утром на стоянку к авто и перед запуском двигателя, например, включить фары или другое электрооборудование, чтобы заставить аккумулятор чуть-чуть поработать - «прогреться» - и только затем крутить стартер.
Работать на прием заряда "замерзший" AGM аккумулятор по-настоящему начинает только с -5°С и околонулевой температуры. Выглядит это так: зарядное устройство подает зарядный ток на АКБ, но быстро заявляет, что батарея заряжена на 100%. Измерение вольтметром на клеммах показывает 11.8-12.0 В. При подключении зарядки видишь искомые 14.4 В, зарядное устройство говорит "ОК" - и отключается, а напряжение откатывается к 12.0, при нагрузке падает до 10.2-10.5 В. То есть, пользоваться аккумулятором с мороза не рекомендуется.
Однако, в сравнении со свинцово-кислотными АКБ, это настоящая находка!
Гелевая батарея Yuasa YTX14-BS стала своеобразным стандартом качества среди мотоаккумуляторов
Если бы не одно но: цены на гелевые АКБ одной и той же ёмкости колеблются от 3000 до 16000 руб. - почему?!
Стоимость AGM должна быть выше свинцово-кислотного АКБ при той же ёмкости, потому что удельная энергоёмкость AGM лучше - 40-45 Вт-ч/кг, а срок службы с потерей производительности в 30% составляет уже 5 лет. Но это касается только оригинальных АКБ, сделанных серьезными заводами и протестированных по технологии, а не «по маркетингу».
Важный нюанс - это перенасыщенность рынка барахлом с реальным сроком службы 14-18 месяцев против 5-7 лет, какой гарантируют японца - из-за заниженной ёмкости ячеек
Проблема хорошо известна: ёмкость аккумулятора можно измерить разными способами, получая при этом искомый результат - то есть, сжульничать! И способ тестирования производителем никогда не декларируется; на аккумуляторе указана только номинальная ёмкость - тот самый искомый результат.
В чем разница между разными замерами? Разные по ёмкости и качеству батареи можно тестировать на разряд под разной нагрузкой и в течение разного времени. Компании с репутацией проводят полноценное тестирование большой (реальной стартерной) нагрузкой от 10 до 150 А. Компании, которые хотят скрыть истинную ёмкость своих ячеек, могут провести испытания малым током в течение длительного времени (плавный разряд), например, 0.5 А, а затем с чистой совестью заявить номинал в 10 А-ч... ну, батарея же держала нагрузку в течение 20-часового теста! Но при реальной нагрузке в 100 А такой АКБ мгновенно просядет. В итоге, батарее придется пройти больше циклов полного разряда-заряда, чем аналогичной с качественной ёмкостью, так что и "умрет" она раньше.
Для примера, оригинальные Yuasa продаются по 16000-17000 руб, а можно найти китайский гель с теми же цифрами на корпусе за 4000-6000 руб: скорее всего, реальная ёмкость таких АКБ и будет вдвое-трое меньше. Чудес не бывает, физику не обмануть красивой упаковкой.
Решения из Супербайка и MotoGP - Li-Ion
Требования к электронным схемам на современных мотоциклах выше: АКБ должен обеспечивать не просто стабильно высокий пусковой ток, но и не зависеть от геометрии (угла наклона установки), был безопасным (особенно, на мотоциклах типа Adventure и эндуро), а также легким.
Такие условия обеспечивают только твердотельные литий-ионные (Li-Ion) и самые совершенные - литий-железо-фосфатные (LiFePo4) аккумуляторы
Установка на мотоциклы, связанные с регулярными рисками падения или опрокидывания (эндуро, мотокросс, adventure, квадроциклы), твердотельных аккумуляторных батарей - первоочередной must have!
Собственно, литиевые АКБ и взяли на вооружение мотогонщики по всему миру.
Компактность при огромной ёмкости и пусковом токе - первый однозначный плюс. Li-Ion АКБ содержат внутри тонкие пластины или ленту с нанесенным на нее слоем литиевой соли, графитовым анодом и металлическим катодом. Герметичная и легкая упаковка позволяет делать стартовые АКБ с током пуска до 250А даже при ёмкости в 5 А-ч. Вес такого аккумулятора не превышает 0.3-0.5 кг.
Мотоциклетный АКБ Li-Ion ёмкостью 7.5 А-ч достаточно компактен
Li-Ion АКБ может уместиться в корпусе размером с сигаретную пачку, толщиной около 50 мм. Саморазряд Li-Ion АКБ один из самых низких - за 12 месяцев не превышает 20%. Они идеально подходят для установки на спортивные мотоциклы и не нуждаются в обслуживании по ходу сезона - поставили и забыли.
Всё здорово! Но... нет. Для регулярной эксплуатации с марта по ноябрь Li-Ion АКБ имеет пару ограничений из-за узкого температурного режима - от +15°С до +30°С. Резкое падение производительности - известная проблема Li-Ion технологии: даже при температуре в +5°С отдача падает на 50%, а при минимальных отрицательных - до 80%. Боязнь высоких температур - еще одно "но": +50°С для Li-Ion-пакета - опасная грань, +85°С - критическая. В смартфонах есть режим защиты от перегрева АКБ, когда мобильное устройство перестает принимать заряд через USB-шнур, чтобы предотвратить плавление оболочки батареи. При попадании внутрь герметичной упаковки кислорода, начинается стремительный процесс окисления солей лития, сопровождаемый высокотемпературным горением - это как взрыв.
Самая совершенная технология - LiFePo4
С точки зрения российской действительности, есть минус, который перечеркивает все плюсы Li-Ion - это отсутствие стабильности качества у многочисленных китайских производителей. Рынок пестрит предложениями литиевыми АКБ для мотоциклов, но как и в случае с AGM, риск попасть на поделку, не соответствующую заявленным характеристикам еще выше.
Поэтому, самым совершенным на данный момент типом АКБ для мотоцикла с гарантированной ёмкостью является LiFePo4
LiFePo4 аккумуляторы Aliant Power
Он такой же производительный, как Li-Ion, такой же компактный, но совершенно нечувствительный к температурным режимам. АКБ LiFePo4 состоят из герметичных ячеек, залитых композитной смолой и в прочном панцире. Это делает блок монолитным и защищенным. Устанавливать LiFePo4 аккумулятор можно под любым углом, даже вверх ногами. И каждый такой блок в обязательном порядке комплектуется платой балансировщика заряда/разряда, что дополнительно значительно продлевает срок службы LiFePo4 аккумулятора - до 12-15 лет.
Аккумулятор Aliant Power YLP 14 против Noname AGM АКБ аналогичной ёмкости - 0.8 г против 4 кг
Ключевое преимущество LiFePo4 аккумуляторов - это гарантированная самой технологией ёмкость заряда, компактность и минимальный вес при гораздо большем пусковом токе, чем у AGM аккумуляторов. Например, Aliant YLP14 ёмкостью 14 А-ч имеет габариты всего 90 x 98 x 114 мм при весе 760 г.
Производительность LiFePo4 превосходит все технологии: саморазряд всего 0.05% в день, Aliant гарантирует полную готовность АКБ к работе даже через 12 месяцев простоя и гарантию на 12000 стартов двигателя после установки АКБ из коробки.
Квадроциклистам зимой? Только LiFePo4 аккумуляторы!
Из явных плюсов LiFePo4 - это стабильная отдача тока при температурах от -30°С до +50°С. Отдача вдвое выше, чем у AGM - до 490А! Даже при температуре -18°С LiFePo4 аккумулятор даст пусковой ток 245А, что невозможно в случае с любыми другими.
LiFePo4 можно заряжать высокими токами в 10 раз быстрее, чем AGM! Подсевшую при стартовом пуске LiFePo4 батарею можно добить до 100% уже через 10-15 минут после начала движения на мотоцикле. На зарядку гелевой АКБ в таком же случае уйдет от 40 минут.
Компактное размещение LiFePo4 АКБ на макси-скутере Yamaha Tmax
Разница чувствуется особенно явно весной: если вы покрутили стартером в сыром и холодном гараже, но мотоцикл не завелся с первой попытки, вы продолжили крутить, наконец, завели, но затем поездили всего 10 минут или вообще не ездили, то вы оставляете свой АКБ разряженным, и в следующий раз вас подведет
Установить LiFePo4 аккумулятор можно на все мотоциклы и квадроциклы, имеющие традиционную схему с реле заряда. Ключевым моментом является исправность реле-регулятора: единственное, чего боится LiFePo4 - высокого напряжения заряда, свыше 15 В. Тоесть, рекомендуется убедиться, что реле заряда на мотоцикле изначально исправно и выдает 13.4-14.4 В.
1905975
163373
17368