Генератор стартера 48В за архитектуре електричних возила

двигатель из автомобильного генератора (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Генератор стартера 48В за архитектуре електричних возила


У погледу електрификације погонског агрегата, овај чланак истражује зашто архитектура од 48 волти има смисла, а затим погледа неке од различитих опција монтирања генератора стартера од 48 в.

2017. године забележио је значајан раст у читавом спектру аутомобилске индустрије - од произвођача аутомобила до произвођача малих компоненти. Једна све популарнија тема била је (и још увек је) електрификација возила; конкретно 48-волтну архитектуру. Заправо, с обзиром на многе резултате, израз "48 -волт" (или "48В") произведе у било ком претраживачу показује да је ово инжењерско решење за системе возила овде да остану.

У овом чланку ћу се позабавити разлозима иза новог напонског нивоа и искористити се у једну од главних апликација: генератор стартера 48 в.

Зашто 48-волт "зашто 48-волт?". Ово је важно питање, имајући у виду да је крајем деведесетих година предложен електрични стандард од 42 В како би се заменио 12-волтни стандард. Иако није постигао замах, циљ је био да се позабаве неком од истих проблема са којима се данас суочавамо, укључујући снажнију електричну опрему и лакше ожичење каблова. Међутим, постоје два главна разлога за избор 48 волти као номинална вриједност: сигурност и ефикасност.

Велика брига када је повећање напона потенцијална сигурносна опасност коју може нанијети људима. Иако неки настављају да расправљају да ли је 48-волтна архитектура довољно безбедна, овај напонски ниво обезбеђује додатну снагу без преласка у домен високог напона.

Слика 1 приказује различите нивое напона за батерију од 48 волти. Граница од 60 волти (ДЦ) је горњи сигурносни максимум пре него што се напон батерије сматра превише опасним - како је наведено у ЗВЕИ-овом документу Волтаге Цлассес фор Елецтриц Мобилити (ПДФ). Оптималне перформансе се постижу у опсегу 'нормалне радње', међутим електронске компоненте у возилу треба да буду у стању да издрже најгоре високе напонске услове.

Слика 1. Маргина сигурности напона

Као што сам раније рекао, тренутни систем од 12 волти није у стању да се носи са растућом потражњом за електричном енергијом у оквиру конвенционалних возила. Међутим, 42-волтни предлог био је потпуна замена електричне 12-волтне архитектуре док је 48-волт допуњава. 48-волтна батерија једноставно додаје додатни извор напајања за нове апликације, што такође доприноси лакшем искуству у вожњи. Осим тога, величина и трошкови инсталација и компоненти су значајно смањени због већег напона батерије од 48 волти.

Ближи поглед на опције генератора од 48 волти

Имајући сличан изглед алтернативу за аутомобил (Слика 2), али нешто већи у величини, почетни тополошки положај генератора стартера је на мотору. Генератор стартера (БСГ), познат као П0 (Слика 3), је економично решење које може да обезбеди смањење ЦО 2 за 15%.

Ако погледамо неке системе опоравка (ПДФ), максимална снага снаге је око 10кВ за механички излаз у режиму повишења и 12кВ за електрични излаз током рекуперације - и код 48-волтне. Иако су ови бројеви оцењени кратким временским периодом, стална снага БСГ-а може досећи до 5кВ са максималном ефикасношћу од 85%.

Слика 2. Алтернатор аутомобила

Слика 3. Топологија генератора П0

Међутим, са пооштравањем прописа о емисији, добављачи аутомобила у Тиер 1 развили су различите топологије генератора стартера како би додатно смањили ЦО2 од 48-волтних благих хибридних возила. У растућем редоследу, ове конфигурације нуде боље смањење емисије, али постају све сложеније и скупе.

Слика 4. Тополози генератора 48-волтних хибридних стартера

Генератор стартера на старту коленастог вратила (П1)

Као што сугерише име, ово решење има генератор стартера постављен директно на радилицу (који претвара линијско кретање клипова у ротационо кретање). То даје већи обртни момент од П0 архитектуре због одсуства погона ременице, а без губитка појаса, постиже се већа ефикасност.

Максимална снага је 10 кВ, а ефикасност иде до 94%. Међутим, једно значајно ограничење овог решења је да захтеви обртног момента могу бити захтевни, јер нема односа обртног момента / брзине између радилице и стартер генератора. Пример ове топологије је 2010 Мерцедес-Бенз С400 БлуеХибрид.

Машина на вратилу (П2 / П3)

И П0 и П1 архитектуре се монтирају на мотор, али постоје и друге опције монтирања, као што је електрична машина са 48 волти на улазно / излазном вратилу мењача (П2 / П3 респективно). Обезбјеђивањем механичког искључења ово доводи до побољшане ефикасности протока енергије и омогућава пружање хибридних функција (нпр. Е-погон).

П2 архитектура је или интегрисана у трансмисију на улазној осовини или је причвршћена са стране, што резултира повећаном опоравком енергије и могућностима електричног погона. Монтажа решења на излазном вратилу (П3), обезбеђује највиши ниво горе поменутих предности. Очигледан недостатак електричне машине на вратилу је трошак интеграције.

Електрична машина на задњој осовини (П4)

Врхунска архитектура у овом тренутку укључује монтажу на погон задње осовине (П4). Ово обезбеђује возило са могућностима погона на сва четири точка, с предње стране мотора са сагоревањем и електричном машином. Максимални захтев за снагу П2-П4 архитектуре може досећи до 21кВ са ефикасношћу од 95%. Померање генератора стартера ближе задњој осовини такође пружа више хибридних функција за возило. Нова машина са 48 волти може смањити емисије ЦО 2 до 21% у урбаној возној околини у зависности од његове архитектуре.

Штавише, ова апликација велике снаге захтева значајан дио електронике да би је возио. Наравно, моћни МОСФЕТи играју кључну улогу у овим електронским модулима, али они морају бити способни да издрже најгоре сценарије као што су прекомерне струје и термичке цурења.


Чланци индустрије представљају облик садржаја који омогућава партнерима у индустрији да делују корисне вијести, поруке и технологију са читачима читавог круга на начин на који уређивачки садржај није прикладан. Сви чланци у индустрији подлежу строгим уредничким смерницама с намјером да корисницима пруже корисне вијести, техничку експертизу или приче. Ставови и мишљења изражена у чланцима из области индустрије су оне партнера, а не нужно оне од Алл Абоут Цирцуитс или њених писаца.