Автомобільна індустрія постійно розвивається і впроваджує нові технології для підвищення ефективності та екологічної безпеки автомобілів. Одним із таких нововведень стала технологія "м'якого гібрида" (MHEV), що включає стартер-генератор і літій-іонну батарею, які працюють на напрузі 48 В. Стартер-генератор відповідає за запуск двигуна, вироблення електроенергії, створення додаткового крутного моменту при різкому розгоні, а також рекуперацію енергії гальмування. Двигун зі стартер-генератором може бути заглушений під час невеликої зупинки, наприклад на світлофорі, а потім за частки секунди знову запущений. Технологія "м'якого гібрида" забезпечує 10 - 15% економії палива, і найголовніше -- зниження викидів шкідливих речовин в атмосферу.
Наразі існує дві принципові конструкції стартер-генератора: ремінний стартер-генератор (BSG) та інтегрований стартер-генератор (ISG). Ремінний стартер-генератор інтегрований у привід додаткового обладнання ДВЗ (Front End Accessory Drive (FEAD)). У такому виконанні стартер-генератор замінює звичний генератор змінного струму з погляду ролі та встановлення (монтажу).
Ремінний стартер-генератор Audi
Вбудований стартер-генератор (ISG) замінює маховик двигуна, що забезпечує вищу вихідну потужність і крутний момент порівняно з ремінним стартер-генератором. Однак встановлення вбудованого стартер-генератора супроводжується суттєвим доопрацюванням двигуна. Фактично виходить абсолютно новий двигун. Тому більшого поширення набув ремінний стартер-генератор через простоту інтегрування в наявні двигуни.
Інтегрований стартер-генератор Mercedes-Benz-S400-BlueHyrbid
Як побудований ремінний стартер-генератор?
Конструктивно ремінний стартер-генератор являє собою електродвигун трифазного змінного струму (AC) з вбудованим інвертором. Залежно від потужності стартер-генератор може мати повітряне або рідинне охолодження.
Устройство ременного стартер-генератор Continental 48 В
Ремінний стартер-генератор керується і обмінюється даними з блоком керування двигуна по CAN шині. Також стартер-генератор сам керує насосом охолоджувальної рідини (якщо конструкція з рідинним охолодженням) за допомогою сигналів із широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ-сигналів).
Розбирання ремінного стартер-генератора завдання не тривіальне і трудомістке. Під єдиною кришкою на корпусі розташовується силова електроніка.
Силова електроніка стартер-генератора 48 В Jeep Wrangler 2019-2021
З боку силової електроніки розташовуються: трифазний міст, центральний конденсатор постійного струму і зовнішнє інтерфейсне обладнання. Силова електроніка має три H-мости, по одному на фазу. Кожна фаза приварена до шин контролера двигуна.
Якщо від'єднати пару шин від контролера, то з'явиться доступ до плати управління, підшипникового вузла і ротора. Плата керування закрита пластиковою кришкою, привареною до кришки корпусу. Без руйнування пластикової кришки дістатися до плати керування не вийде.
Висновок
Незважаючи на велике зростання популярності електромобілів автовиробники продовжують удосконалювати автомобілі з ДВЗ на шляху зниження викидів CO2 і економії палива. Розвиток технологій "м'яких гібридів" із системою електроживлення 48 В створить серйозну конкуренцію складнішим і дорожчим високовольтним системам живлення плагін-гібридних (PHEV) автомобілів і електромобілів.
Під час написання статті використано матеріали статті https://transistor-man.com/everything_etorque.html
COMMENTS