充電制御系統是現今車輛提高燃油經濟性的主要手段之一,傳統車輛上的發電機從引擎啟動到熄火前都在不停的工作(發電),消耗引擎動力所轉換的電能除供應車上電裝配備外,其剩餘電力就是充入電池。而搭載充電制御系統的車輛,當車輛進行起步/加速,或電池充電量高於門檻值時,發電機會暫停發電,停止對引擎動力消耗,使車輛獲得完整引擎動力輸出及降低燃油消耗;車輛定速行駛/減速滑行時,或電池充電量低於門檻值,發電機才開始發電,消耗引擎動力轉換成電能並對電池充電。為了提高電池電量補充速度,搭載充電制御的車種也會採用較高充電電壓的大功率充電策略。相較於傳統充電方式,充電制御系統下電池的充放電更為頻繁,也讓電池處於較嚴苛的使用環境

 

充電制御系統的運作方式:

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傳統車與充電制御車的電池充電量變化比較:

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為了進一步提高燃油經濟性及降低車輛暫停怠速狀態下的排放,越來越多車款開始搭載ISS(Idle Stop/Start)怠速熄火/啟動系統,簡稱啟停(Start-Stop)系統,車輛於紅燈或上下乘客的短暫停車下引擎會自動熄火,綠燈起步時再自動啟動引擎。因引擎熄火時發電機會停止輸出,車上電裝品會轉由電池進行供電,每次起步時啟動馬達也會對電池抽取大電流讓引擎發動,所以具備啟停系統的車輛,其電池使用環境也會比起一般車輛要嚴苛許多

 

一般車與SS(啟停系統)車於減速/停止/起步/行駛的引擎及電池狀態比較圖:

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一般車輛與啟停系統車輛的電池電量變化比較圖:

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上述充電制御及啟停系統對於電池的間歇充放電、深度放電、大充大放等特性要求以及對電池使用負荷程度都會比較高,所以傳統鉛酸電池不能用在具備充電制御、啟停系統的車輛上,如果誤用將會造成電池壽命急遽縮短,系統運作不良也會造成車輛燃油消耗增大或其他異常

 

啟停/充電制御車常採用的電池為AGM(Absorbent Glass Mat)電池,其內部使用玻璃纖維隔板及多孔狀極板來吸收及維持電解液,無硫酸分層造成的影響,採大面積緊密結構以提高AGM隔板及極板的接觸壓力,降低電池內阻並提高電池充放電能力,因為AGM電池具備負極吸收能力(充電時正極所產生的氧氣在負極上與氫重新結合成水),所以AGM電池為密封式結構,僅保留安全洩壓閥,又稱為VRLA(密封閥控式鉛酸電池)AGM電池在循環壽命/深度放電/大電流輸出/充電受入性的表現十分稱職,專為滿足高效能需求,所以在高階歐系車款中常見到AGM電池的身影

 

部分具備啟停/充電制御的日系車款也會使用EFB電池,EFB電池全名為Enhanced Flooded Battery(增強型富液電池),比起傳統鉛酸電池,EFB電池同為富液式(加水式)電池,並使用改良的正負極板及內部結構。EFB電池具有以下特性:

1.可承受更多次數的深度放電循環,於熄火下可提供車上電裝部品較長的供電時間

2.強化大電流輸出能力,以應付頻繁的引擎啟動需求

3.強化充電受入性,可承受較高電壓/電流的充電,讓電池能有效補充電量

 

AGM/EFB電池除了提供給具備啟停及充電制御的車輛使用外,使用傳統充電系統的車輛也可以從傳統鉛酸改成AGM/EFB電池,來提供車上電系配備更穩定的性能表現。其中又以EFB電池最適合取代,因EFB電池為傳統加水式鉛酸電池的進化版,且購置成本較AGM

而使用EFB電池的啟停/充電制御系統的車輛,除了選擇原本的EFB電池外,也可進階選擇AGM電池,可提高啟停/充電制御系統的運作效率

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