Об аккумуляторе мы чаще всего вспоминаем в холода, если из-за мороза плохо запускается мотор. Но есть компания, которая занимается аккумуляторами уже более 100 лет и стала одним из крупнейших в мире поставщиков энергии в компактной упаковке Johnson Controls, Inc. – современное название компании, основанной в далеком 1885 г. в американском городе Милуоки как Johnson Electric Service. Сейчас она успешно работает в трех равноценных по доходности направлениях. Одно из них – разработка и производство компонентов и комплектных интерьеров для различных автопроизводителей. Например, интерьер Opel Astra был целиком создан силами этого подразделения фирмы.

А вот два других направления связаны с энергией. Компания занимается оптимизацией энергопотребления зданий – отоплением, кондиционированием и вентиляцией, при этом часто используется возобновляемая энергия – солнечная, геотермальная, энергия ветра и т.д. В частности, Johnson Controls по праву гордится одним из действующих проектов: под ее управлением происходит реконструкция инженерных систем в знаменитом Empire State Building в Нью-Йорке. Причиной же моего визита в Ганновер стало посещение одного из самых крупных и современных аккумуляторных заводов в мире, с конвейера которого ежегодно сходит 7,5 млн батарей. Это направление компании, широко известное по торговой марке VARTA, распадается на два потока: свинцово-кислотные батареи, рассчитанные на различное количество циклов заряда и разряда, и литиево-ионные тяговые батареи.

В ассортименте Johnson Controls выпускает батареи для различной техники.

Прежде всего, это автомобили, мотоциклы (кстати, только мотоциклетные батареи еще выпускаются и сухозаряженными, все остальные заливаются электролитом и заряжаются на заводе), сельскохозяйственная и садовая техника, кемперы, снегоходы, квадроциклы с учетом специфики каждого вида техники. Для внедорожной, например, особым условием является стойкость батареи к вибрации.

Любопытно было познакомиться с производством свинцово-кислотных батарей, большая часть из которых предназначена для обычных автомобилей. На этом же заводе выпускаются и аккумуляторы для автомобилей с системой «стоп-старт». Конструктивные различия этих батарей невелики – в основе конструкции по-прежнему находятся гальванические элементы с «положительными» и «отрицательными» пластинами. В случае с батареями для автомобилей с технологией «стоп-старт» «положительные» пластины помещаются в чехлы из стекловолокна. Дело в том, что более активная роль в жизни аккумуляторов принадлежит именно «положительным» пластинам – от их состояния зависит надежность и долговечность батареи.

Компании, выпускающей аккумуляторы с 1887 г., принадлежит одно из прорывных технических решений, связанных с «положительными» пластинами, – технология Powerframe. На заводе в Ганновере на моих глазах свинцовые слитки шаг за шагом превращались в гладкую ленту с точно контролируемыми шириной и толщиной. Затем из нее за семь последовательных операций вырубались пластины с наружной рамкой и лучами сетки, устремленными снизу вверх.

Технология Powerframe дает возможность делать пластины с очень высоким качеством и функциональными возможностями. Направление и форма ячеек создают оптимальное движение электролита при заряде и разряде батареи. Жесткость пластины и чистота ее поверхности обеспечивают наибольшее сопротивление коррозии, а это основные предпосылки для эффективной и длительной работы аккумулятора.

Для того чтобы почувствовалась разница, на заводе показали, как изготавливаются «отрицательные» пластины, для которых по-прежнему подходит традиционная, более простая и дешевая технология с литой сеткой. Сетчатую ленту постепенно растягивают до ширины, равной высоте будущей пластины, и рубят на отрезки, равные длине готовой пластины, – ни о какой рамке по периметру здесь речь не идет, как и о высокой чистоте обработки перемычек сетки.

Гибридные горизонты

О дальнейшем развитии этого бизнеса рассказал Жан-Франсуа Бувейрон, вице-президент по маркетингу дочерней компании Power Solutions EMEA. Исследования показывают, что из эры традиционных стартерных батарей мы быстро перемещаемся в эру гибридных аккумуляторов. Под гибридными здесь подразумеваются батареи, используемые в автомобилях с технологией «стоп-старт», в автомобилях с гибридным приводом, а также в электромобилях.

Преимущества такой технологии для российских условий пока не очевидны. Большие пробки, долгая зима и довольно жаркое лето требуют, чтобы постоянно работал отопитель или кондиционер. А в Европе с более разветвленной сетью дорог и не такими суровыми зимами ожидается, что объем выпуска автомобилей с технологией «стоп-старт» превысит количество выпускаемых машин без этой системы уже в 2013 г. Сейчас эта технология освоена практически всеми ведущими автопроизводителями и используется уже приблизительно на 3 млн автомобилей, но в ближайшие годы их должно стать вдесятеро больше.

В зависимости от необходимого количества зарядных и разрядных циклов используется различная технология производства батарей. Батареи типа EFB от Johnson Controls в отличие от обычных стартерных батарей позволяют увеличивать количество циклов вдвое при столь же высокой средней степени заряженности, как и у обычных батарей, и устанавливаются на автомобили с системой «стоп-старт» начального уровня. Для автомобилей с более сложными технологиями, а также с рекуперативным торможением и адаптивным управлением энергопотреблением предназначены батареи с технологией AGM, допускающие втрое больше циклов заряда/разряда и рассчитанные на более низкий средний уровень заряженности, для того чтобы в любой момент аккумулятор мог «принимать» большое количество энергии.

Johnson Controls лидирует и в области литиево-ионных аккумуляторов, которые выпускаются совместным предприятием Johnson Controls-Saft уже более 20 лет. Это первый производитель серийных литиево-ионных батарей для серийных гибридных автомобилей. Такие батареи с 2009 г. устанавливаются, например, на гибриды Mercedes-Benz S-класса.

Материал предоставлен бюро переводов Традос.