Стартер-генератор 48 В. Какие бываю и как устроены

Автомобильная индустрия постоянно развивается и внедряет новые технологии для повышения эффективности и экологической безопасности автомобилей. Одним из таких нововведений стала технология «мягкого гибрида» (MHEV), которая включает стартер-генератор и литий-ионную батарею работающие на напряжении 48 В. Стартер-генератор отвечает за запуск двигателя, выработку электроэнергии, создание дополнительного крутящего момента при резком разгоне, а также рекуперацию энергии торможения. Двигатель со стартер-генератором может быть заглушен во время небольшой остановки, например на светофоре, а затем за доли секунды опять запущен. Технология «мягкого гибрида» обеспечивает 10 – 15 % экономии топлива, и самое главное -– снижение выбросов вредных веществ в атмосферу.

На данный момент существует две принципиальных конструкции стартер-генератора: ременной стартер-генератор (BSG) и интегрированный стартер-генератор (ISG). Ременной стартер-генератор интегрирован в привод дополнительного оборудования ДВС (Front End Accessory Drive (FEAD)). В таком исполнении стартер‑генератор заменяет привычный генератор переменного тока с точки зрения роли и установки (монтажа).

Ременной стартер-генератор Audi

Встроенный стартер-генератор (ISG) заменяет маховик двигателя, что обеспечивает более высокую выходную мощность и крутящий момент по сравнению ременным стартер-генератором. Однако установка встроенного стартер-генератора сопровождается существенной доработкой двигателя. По факту получается совершенно новый двигатель. Поэтому большее распространение получил ременной стартер-генератор по причине простоты интегрирования в существующие двигатели.

Интегрированный стартер-генератор Mercedes-Benz-S400-BlueHyrbid

Как устроен ременной стартер-генератор?

Конструктивно ременной стартер-генератор представляет собой электродвигатель трехфазного переменного тока (AC) со встроенным инвертором. В зависимости от мощности стартер-генератор может иметь воздушное или жидкостное охлаждение.

Устройство ременного стартер-генератор Continental 48 В

Ременной стартер-генератор управляется и обменивается данными с блоком управления двигателя по CAN шине. Также стартер-генератор сам управляет насосом охлаждающей жидкости (если конструкция с жидкостным охлаждением) при помощи сигналов с широтно‑импульсной модуляцией (ШИМ-сигналов).

Разборка ременного стартер-генератора задача не тривиальная и трудоёмкая. Под единственной крышкой на корпусе располагается силовая электроника.

Силовая электроника стартер-генератора 48 В Jeep Wrangler 2019–2021

Со стороны силовой электроники располагаются: трехфазный мост, центральный конденсатор постоянного тока и внешнее интерфейсное оборудование. Силовая электроника имеет три H-моста, по одному на фазу. Каждая фаза приварена к шинам контроллера двигателя.

Если отсоединить пару шин от контроллера, то появиться доступ к плате управления, подшипниковому узлу и ротору. Плата управления закрыта пластиковой крышкой, приваренной к крышке корпуса. Без разрушения пластиковой крышки добраться до платы управления не получится.

Заключение

Несмотря на большой рос популярности электромобилей автопроизводители продолжают совершенствовать автомобили с ДВС по пути снижения выбросов CO2 и экономии топлива. Развитие технологий «мягких гибридов» с системой электропитания 48 В создаст серьёзную конкуренцию более сложным и дорогостоящим высоковольтным системам питания плагин-гибридных (PHEV) автомобилей и электромобилей.

При написании статьи использовались материалы статьи https://transistor-man.com/everything_etorque.html