«Готовь сани летом, а телегу - зимой». Следуя этой пословице, тюменские ученые уже сейчас дорабатывают для зимнего тестирования устройство, позволяющее запускать автомобиль в любые морозы. Ноу-хау уже испытали в прошлом году, правда, вне машины. Этой зимой устройство пройдет финишное тестирование под капотом автомобиля. О том, как появилась идея разработки и как проходят испытания, корреспондент «АиФ-Тюмень» узнал у руководителя Центра робототехники студенческой инновационной платформы ТИУ Вадима Костина.
Одним выстрелом
Как это часто бывает, к идее создания такого устройства подтолкнул личный опыт. Коллега Вадима Костина в зимние морозы не смог завести свой автомобиль. Машина хорошая, нестарая и не должна была подвести, но испытания сибирскими холодами не прошла.
«Мы начали анализировать, почему автомобили отказываются заводиться в морозы, нашли причину и решили разработать устройство, которое могло бы завести машину и при - 35, и при - 60 градусах», - рассказывает Вадим.
Устройство представляет собой интеллектуальную зарядку аккумулятора и систему управления запуском стартера и рассчитано на решение сразу двух задач. Первая - поддерживать рабочее состояние аккумулятора. Интеллектуальное устройство автоматически выбирает оптимальные режимы зарядки и выдает необходимое напряжение в зависимости от температуры воздуха за окном.
«Дело в том, что при - 25 градусах и ниже начинаются проблемы с аккумулятором, потому что не хватает уровня напряжения генератора, чтобы его зарядить. Генератор машины выдает до 14 вольт, а в морозы нужно до 16-18, - поясняет Вадим Костин. - Если же поднять напряжение зарядки аккумулятора через систему управления автомобиля, это чревато тем, что в бортовой сети напряжение также поднимется и начнется перегрев электроники. Соответственно, высокое напряжение нужно разделить, чтобы и аккумулятор зарядился, и электроника не перегорела. В нашем устройстве это тоже предусмотрено. Есть специальные преобразователи, которые позволяют на аккумулятор выдать необходимое при данной температуре напряжение, а в бортовую сеть стандартные 12-13,6 вольт».
Вторая часть умной зарядки для авто состоит из так называемых суперконденсаторов, которые позволяют облегчить пуск двигателя. Чем ниже температура, тем больший ток нужно подать на стартер, чтобы завести двигатель. Но сила тока в 150-200 ампер действует разрушительно на аккумулятор. Тюменские ученые придумали, как решить и эту проблему. В устройстве стоят пять суперконденсаторов. Они и принимают весь удар высокого уровня тока на себя.
«Каждый из суперконденсаторов - в 600 фарад, то есть их емкость в десятки миллионов раз больше, чем в обычно применяемых в бытовой технике конденсаторах. Они заряжаются от аккумулятора, сохраняют этот заряд в себе и при запуске двигателя отдают заряд кратковременно, в доли секунды, этого достаточно, чтобы завести машину. Так, одним выстрелом мы убиваем сразу двух зайцев: даем необходимое напряжение и защищаем аккумулятор от большого тока».
Доехать до точки назначения
Первые испытания устройство уже прошло. Прошедшей зимой при морозах в -36 градусов его оставляли на улице в специальном шкафу. Проверяли на двух аккумуляторах с одинаковыми параметрами. С помощью разработанной системы управления произвели имитацию взаимодействия аккумулятора и авто: работу стартера, генератора, вентилятора, подогрев сидений, стекол.
В одном случае заряд шел напрямую на аккумулятор, во втором - через разработанное интеллектуальное устройство. За ночь было сымитировано около 20-30 поездок. Первый аккумулятор покрылся инеем, а напряжение в нем упало до двух вольт. Завести машину он бы уже точно не смог. Второй аккумулятор, поддерживаемый умной зарядкой, стойко пережил ночные морозы и сохранил напряжение в 12 вольт.
Помимо того, что устройство позволяет без проблем заводить авто при любом «минусе», оно еще продлевает жизнь аккумулятора до стандартных 10-15 лет. При наших климатических условиях, как правило, «автомобильные батарейки» едва ли доживают до шести-семи лет. А в условиях крайнего севера аккумулятор начинает подводить уже через три года. Кстати, изобретатели убеждены - такое устройство могло появиться только в России.
«Ни в одной стране больше нет такой огромной территории, где суровые морозы были бы по несколько месяцев в году. Поэтому проблема незаводящихся зимой автомобилей, по большому счету, исключительно российская, иностранным компаниям это просто неинтересно», - говорит Вадим.
Аналогов таким устройствам в мире нет. Если финальные испытания пройдут успешно, то, возможно, к 2021 году такую зарядку можно будет купить. Особенно она будет актуальна для жителей ЯНАО и ХМАО.
«В условиях Ямала на зимниках речь идет не только о технике, но и о человеческих жизнях. Наше устройство позволит завести автомобиль даже при -60 градусах. Да, это не решает вопрос с износом деталей, так как при продолжительных морозах начинается проблема со смазочными веществами и т.д., но водители смогут доехать до точки назначения. При экстремально низких температурах это очень важно».
Сейчас авторы изобретения работают над тем, чтобы сделать устройство максимально компактным. По размерам оно будет приблизительно как упаковка бумаги формата А4. Срок службы - около 10-15 лет. Какие-то элементы, например, обычные конденсаторы, со временем, возможно, нужно будет обновить.
Скорее всего, умная зарядка будет реализовываться через компании, которые будут заниматься ее установкой для подготовки автомобилей к суровым климатическим условиям. Ведь в зависимости от мощности двигателя нужно будет подбирать количество суперконденсаторов. Что касается стоимости, то цена устройства по приблизительным подсчетам будет в пределах 30-50 тысяч рублей. В эпоху, когда мобильные телефоны стоят в районе 50-60 тысяч, купить устройство на десять лет за такую стоимость вполне реально, уверены авторы изобретения.
