Η Delphi πιστεύει ότι τα 48-volt ήπια υβριδικά συστήματα αποτελούν σημαντική τεχνολογική εφαρμογή μιας και θα μπορούσαν να προσφέρουν σημαντικές μειώσεις των εκπομπών CO2 καθώς και σημαντικά οφέλη βελτίωσης του προγράμματος οδήγησης για τα αυτοκίνητα στο μέλλον.
Μιλώντας στην IAA 2015 (Έκθεση Αυτοκινήτου της Φρανκφούρτης), ο Christian Schafer, Γενικός Διευθυντής των προηγμένων ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών αρχιτεκτονικών της Delphi, ανέφερε στους μηχανικούς ότι υπάρχουν πολλά προγράμματα οδήγησης για τις απαιτήσεις της σημερινής τεχνολογίας που δεν υπήρχαν πριν από 15 χρόνια.
Ο κύριος παράγοντας είναι το όριο διοξειδίου του άνθρακα (CO2) των 95 g / km κατά μέσο όρο του στόλου για το 2021 σε ολόκληρη την Ευρωπαϊκή Ένωση”, ανέφερε. “Η ιδέα είναι ότι χρησιμοποιώντας ήπια υβριδικά συστήματα, δεν χρειαζόμαστε υψηλή τάση σε όλα τα αυτοκίνητα η οποία είναι πολύ δαπανηρή. Θα είχαμε 48 volts, ειδικά στο τμήμα της χαμηλής τάσης, μέχρι τα αυτοκίνητα της κατηγορίας C. Τότε θα μπορούσαμε να έχουμε μια ζώνη, με αφετηρία την μίζα / εναλλάκτη, η οποία να χρησιμοποιηθεί ως ένα στοιχείο ηλεκτρικής ώθησης αν δεν υπάρχει μια μονάδα πίσω κίνησης, έτσι ώστε ο εναλλάκτης να αποτελεί μία ηλεκτρική μηχανή για να ενισχύσει τον κινητήρα εσωτερικής καύσης.”
Το αυτοκίνητο θα ξεκινά με ηλεκτροκίνηση για τα πρώτα 100 μέτρα της εκκίνησης. Η πέδηση με ανάκτηση της ηλεκτρικής ενέργειας θα είναι ο κύριος δρόμος για τη μείωση των εκπομπών CO2, όπως υπολογίζει ο κ. Schafer.
“Από την εμπειρία μας και τις συζητήσεις μας με τους Ευρωπαίους κατασκευαστές, έχουμε διαπιστώσει ποσοστά μείωσης των εκπομπών του CO2 μεταξύ 7 και 10 τοις εκατό, από το στόλο των οχημάτων σε τρέχουσες δοκιμές με εναλλάκτες 48-volt, με ονομαστική ισχύ μεταξύ 10 και 12 kW. Για την επόμενη γενιά με εναλλάκτες έως και 20 kW, αναμένουμε ότι θα μπορούσαμε να μειώσουμε τις εκπομπές του CO2 κατά 15%.”
Ήπιο Υβριδικό Σύστημα 48 volt – Μεγάλα οφέλη με μικρό κόστος
Παρά το γεγονός ότι ένα ήπιο υβριδικό σύστημα μπορεί να ρυθμιστεί με πολλούς διαφορετικούς τρόπους, παρακάτω είναι ένα παράδειγμα ενός αποδοτικότερου σε κόστος, μικρότερης εκπομπής CO2, ήπιου υβριδικού συστήματος 48 volt με την χρήση συστήματος Στάσης/Εκκίνησης και ανάκτησης ενέργειας κατά την πέδηση.
Η ενέργεια πέδησης είναι η ενέργεια εκκίνησης
Εκκίνηση με πράσινο φανάρι…
…Στη συνέχεια πέδηση στο κόκκινο φανάρι…
Τα επιπλέον αξεσουάρ μπορούν να λειτουργήσουν με 48-volt
Η μεταφορά του επιπλέον φορτίου από τον κινητήρα στην μπαταρία 48-volt κάνει δυνατή την βελτίωση προς όφελος της οικονομίας καυσίμου και των μειωμένων εκπομπών καυσαερίων. Επιπρόσθετα, μπορείτε να δροσίζεστε ακόμη και όταν ο κινητήρας δεν λειτουργεί στο κόκκινο φανάρι.
Προβλέψεις μεγάλης αύξησης για τα ήπια υβριδικά συστήματα 48 volt
Μέχρι το 2025, περισσότερα από τα μισά υβριδικά συστήματα θα είναι ήπια συστήματα 48 volt. Και το 95% όλων των ήπιων υβριδικών συστημάτων θα είναι 48 volt.
Εκτός από τις δυνατότητες μείωσης των εκπομπών CO2 από τα συστήματα 48-volt, η Delphi βλέπει και άλλους λόγους για την μετάβαση από τα 12 volts σε υψηλότερη τάση. Κάποια συστήματα, όπως π.χ. ο έλεγχος δυναμικής ευστάθειας του αμαξώματος, θα επιβάλει υψηλό φορτίο ισχύος για το αυτοκίνητο. “Θα υπάρχουν υψηλές αιχμές ρεύματος (peak), και αυτό δεν μπορείτε να το κάνετε με ένα σύστημα 12-volt,” δήλωσε ο κ. Schafer.
Επιπλέον, ο στόχος πολλών κατασκευαστών συστημάτων και μηχανισμών οχημάτων OEM (Original equipment manufacturer), είναι να ελαχιστοποιηθεί η εξάρτηση κίνησης των μηχανισμών του κινητήρα από τον “ιμάντα” με εξαίρεση τον εναλλάκτη. Αυτό θα σήμαινε ότι όλα αυτά τα συστήματα, όπως ο συμπιεστής κλιματισμού, η αντλία υδραυλικού τιμονιού και η αντλία του ψυκτικού υγρού θα πρέπει να κινούνται ηλεκτρικά από το σύστημα των 48-volt.
“Με τον ιμάντα, έχετε πολλές τριβές, για παράδειγμα, στην εθνική οδό, έχετε την υψηλότερη ταχύτητα στην αντλία του υποβοηθούμενου συστήματος διεύθυνσης, αλλά δεν το χρειαζόσαστε. Η υποβοήθηση του τιμονιού θα μπορούσε να είναι ένα κατά παραγγελία ένα ηλεκτροκίνητο σύστημα. Αυτός είναι ένας άλλος τρόπος που μπορείτε να μειώσετε τις εκπομπές CO2 κατά ένα μικρό ποσό”, ανέφερε ο κ. Schafer.
Οι ποινικές ρήτρες που θα επιβάλλονται στους κατασκευαστές οι οποίοι αγωνίζονται για να συμμορφωθούν με το μέσο όρο εκπομπών CO2 στην ΕΕ το 2021 θα μπορούσαν τουλάχιστον να αντισταθμίζονται από την εγκατάσταση ενός συστήματος 48-volt.
Από τις αναφορές της Delphi ποσοστό μεταξύ 20 και 70% του συνόλου των υβριδικών θα παράγεται με ένα 48-volt ήπιο-υβριδικό σύστημα.
Η εταιρεία Delphi εργάζεται ήδη με τα ηλεκτρικά εξαρτήματα που απαιτούνται για την αρχιτεκτονική ενός αρκετά εξελιγμένου 48-volt ήπιου υβριδικού συστήματος. Αυτό περιλαμβάνει ένα 3-kW κινητήρα και ένα μετατροπέα DC / DC, 48/ 12-volts.
“Το σημαντικό είναι ότι είναι μια αμφίδρομη συσκευή, που παράγει 3 kW από 48 volt ενώ σαν εναλλάκτης υποστηρίζει με 12-volt όλα τα παραδοσιακά συστήματα και μηχανισμούς. Παράλληλα για ένα “δυνατό” ξεκίνημα του οχήματος το σύστημα λειτουργεί αντίστροφα σε κατάσταση πρόωσης με ένα κινητήρα 3 kW /48 volt” ανέφερε ο κ. Schafer.
Άλλα σημαντικά στοιχεία είναι ότι όλες οι συνδέσεις των 48-volt πληρούν τα υψηλότερα πρότυπα για στεγανότητα (αδιάβροχα) και ανθεκτικότητα στους κραδασμούς.
Επίσης η Delphi σχεδιάζει να εισαγάγει χρωματική κωδικοποίηση για συστήματα 48-volt για να προειδοποιούν τους τεχνίτες ότι αυτό δεν είναι ένα σύστημα 12-volt.
Η πρόταση αναφέρει ότι τα συστήματα των 48-volt θα πρέπει να κωδικοποιούνται με μπλε χρώμα καλωδιώσεων. Η Delphi αναμένεται να αρχίσει την παραγωγή ενός 48-volt ηλεκτρικού συστήματος το 2016, που θα παρέχει μια έξοδο 40 amp. Για το 2017 θα μπει στην παραγωγή ένα εξελιγμένο σύστημα των 48-volt, ενσωματώνοντας ένα ημιαγωγό ασφαλείας MOSFET. Το σύστημα θα μπορεί να ανιχνεύει όλες τις αστοχίες που θα μπορούσαν να συμβούν στο κύκλωμα των 48 και12-volt, προστατεύοντας τόσο το σύστημα και τα εξαρτήματα όσο και τους χρήστες.
Έτσι λοιπόν μια «έξυπνη» αρχιτεκτονική ενός ήπιου υβριδικού συστήματος των 48-volt σε συνδυασμό με το σύστημα των 12-volt μπορεί προσφέρει σημαντικές λύσεις οικονομίας, άνεσης και μελλοντικής περιβαλλοντικής προσαρμογής των οχημάτων.
Πηγή: SAE
