Przemysł motoryzacyjny stale się rozwija i wdraża nowe technologie w celu poprawy wydajności i bezpieczeństwa ekologicznego samochodów. Jedną z takich innowacji była technologia „miękkiej hybrydy” (MHEV), która zawiera rozrusznik-alternator i akumulator litowo-jonowy pracujący na napięciu 48 V. Rozrusznik-alternator odpowiedzialny za uruchomienie silnika, wytwarzanie energii elektrycznej, generowanie dodatkowego momentu obrotowego podczas gwałtownego przyspieszania, a także odzyskiwanie energii hamowania. Silnik z rozrusznikiem-alternatorem można wyłączyć podczas niewielkiego zatrzymania, na przykład na światłach, a następnie ponownie uruchomić w ułamku sekundy. Technologia „miękkiej hybrydy” zapewnia 10-15% oszczędności paliwa, a co najważniejsze – zmniejszenie emisji szkodliwych substancji do atmosfery.
Obecnie istnieją dwie podstawowe konstrukcje rozrusznika-alternatora: rozrusznik-alternator pasowy (BSG) i zintegrowany rozrusznik-alternator (ISG). Rozrusznik-alternator pasowy jest zintegrowany z napędem dodatkowego wyposażenia silnika spalinowego (Front End Accessory Drive (FEAT)). W tej konstrukcji rozrusznik‑alternator zastępuje zwykły alternator pod względem roli i instalacji (montażu).
Rozrusznik-alternator pasowy Audi
Wbudowany rozrusznik-alternator (ISG) zastępuje koło zamachowe silnika, co zapewnia wyższą moc wyjściową i moment obrotowy w porównaniu z rozrusznikiem-alternatorem pasowym. Instalacji wbudowanego alternatora rozrusznika towarzyszy jednak znaczna modyfikacja silnika. W rzeczywistości okazuje się, że jest to zupełnie nowy silnik. Dlatego rozrusznik-alternator pasowy stał się bardziej rozpowszechniony ze względu na łatwość integracji z istniejącymi silnikami.
Zintegrowany rozrusznik-alternator Mercedes-Benz S400 BlueHyrbid
Jak działa rozrusznik-alternator pasowy?
Strukturalnie rozrusznik-alternator pasowy to trójfazowy silnik elektryczny prądu przemiennego (AC) ze zintegrowanym falownikiem. W zależności od mocy rozrusznik-alternator może być chłodzony powietrzem lub cieczą.
Rozrusznik-alternator pasowy Continental 48 V
Rozrusznik-alternator pasowy jest sterowany i komunikuje się z jednostką sterującą silnika za pośrednictwem magistrali CAN. Również rozrusznik-alternator sam steruje pompą płynu chłodzącego (jeśli konstrukcja jest chłodzona cieczą) za pomocą sygnałów z modulacją szerokości impulsu (sygnały PWM).
Demontaż rozrusznika-alternatora pasowego nie jest zadaniem trywialnym, a bardzo czasochłonnym. Pod jedyną pokrywą na obudowie znajduje się elektronika zasilająca.
Elektronika zasilająca rozrusznika-alternatora 48V Jeep Wrangler 2019-2021
Po stronie elektroniki zasilającej znajdują się: most trójfazowy, centralny kondensator prądu stałego i zewnętrzny sprzęt interfejsu. Elektronika zasilająca ma trzy mostki H, po jednym na fazę. Każda faza jest przyspawana do magistrali sterownika silnika.
Jeśli odłączyć parę magistrali od sterownika, pojawi się dostęp do płyty sterującej, zespołu łożyska i wirnika. Płyta sterująca jest zamknięta plastikową osłoną przyspawaną do pokrywy obudowy. Bez zniszczenia plastikowej pokrywy nie będzie można dostać się do płyty sterującej.
Wniosek
Pomimo dużego wzrostu popularności samochodów elektrycznych, producenci samochodów nadal ulepszają samochody z silnikiem spalinowym, zmniejszając emisję CO2 i oszczędzając paliwo. Rozwój technologii „miękkich hybryd” z systemem zasilania 48 V stworzy poważną konkurencję dla bardziej złożonych i kosztownych systemów zasilania pojazdów hybrydowych typu plug-in (PHEV) i pojazdów elektrycznych wysokiego napięcia.
Do napisania artykułu wykorzystano materiały z artykułu https://transistor-man.com/everything_etorque.html
COMMENTS