48-вольтовые системы автомобиля
48-вольтовые системы набирают популярность ввиду экологических требований и перехода многих компонентов с механического привода на более эффективный электрический: электроусилители руля, электрические вакуумные насосы тормозной системы, электрические водяные насосы. Все современные автомобили комплектуются множеством вспомогательных систем (мониторинг мертвых зон, система удержания в полосе, адаптивный круиз-контроль) все это требует дополнительной поддержки электропитания в автомобиле.
Архитектура 48-вольтовой системы
В настоящее время 48-вольтовая система дополняет традиционную 12-вольтовую что и представляет собой так называемый «мягкий гибрид». В структуру данной системы входят три основные компонента:
- стартера-генератор или блок мотор-генератор (MGU)
- преобразователь напряжения постоянного тока 12/48В
- аккумулятор высокого напряжения 48В
Стартер-генератор устанавливается вместо традиционного генератора и так же имеет ременной привод, преобразователь напряжения и аккумулятор в нише багажного отделения. 48-вольтовая система благодаря своей простоте и небольшому весу является относительно дешёвой альтернативой полноценным гибридным установкам. За приблизительные 30% от стоимости полноценной гибридной силовой установки автопроизводители получают 50-70% его производительности, что обеспечивает топливную экономичность порядка 10-15%. Эффективность 48-вольтовой аккумуляторной батареи в 4 раза выше 12-вольтовой.
В данной системе применяется литий-ионный аккумуляторная батарея на 48В с ёмкостью менее 1 кВт/ч. Ток на 12-вольтовый аккумулятор поступает посредством расположенного в багажном отделении преобразователя, который снижает напряжение для питания 12-вольтового оборудования автомобиля.
Основные функции и принцип работы
Стартер-генератор производит выработку электроэнергии для 48-вольтовой аккумуляторной батареи не только тогда, когда двигатель работает и крутит ремень, но и когда двигатель выключен, а машина едет накатом или тормозит (происходит процесс рекуперации энергии). Помимо выработки электроэнергии для аккумуляторной батареи стартер-генератор способен вращать бензиновый или дизельный двигатель через приводной ремень, производить его запуск после кратковременной остановки (12-вольтовый стартер остаётся для холодного пуска), обеспечивать ему дополнительные 135 Н/м для лучшего ускорения и снижения вибрации при запуске. А возможность использования водяного насоса или кондиционера от бортовой электросети, уменьшает нагрузку на двигатель и позволяет этим компонентам устанавливать свои собственные рабочие циклы отвечающие потребностям автомобиля и клиента, а не на основе числа оборотов двигателя.
Audi