Стартер-генератор 48 В. Які буваю і як побудовані

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 пального, і найголовніше - – зниження викидів шкідливих речовин в атмосферу.

На даний момент існує дві принципових 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 більш високу вихідну потужність і крутний момент порівняно з ремінним стартер-генератором. Однак встановлення вбудованого стартер-генератора супроводжується суттєвим доопрацюванням двигуна. За фактом 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 влаштований 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.

Пристрій ремінного стартер-генератор Continental 48 В

Ремінний стартер-генератор керується і обмінюється даними з блоком управління 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 керування, підшипникового вузла і ротора. Плата керування закрита пластиковою кришкою, привареною до кришки корпусу. Без руйнування пластикової кришки дістатися до плати керування не вдасться.

Висновок

Не дивлячись на велике зростання популярності електромобілів автовиробники продовжують удосконалювати автомобілі з ДВЗ на шляху зниження викидів CO2 та економії палива. Розвиток технологій «м'яких гібридів» з системою електроживлення 48 В створить серйозну конкуренцію складнішим і дорожчим високовольтним системам живлення плагін-гібридних (PHEV) автомобілів і електромобілів.

При написанні статті використовувалися матеріали статті https://transistor-man.com/everything_etorque.html