La tecnología híbrida es más que simplemente tener dos formas de propulsión.
Con esto en mente, analizamos la progresión del sistema híbrido suave o Mild Hybrid (MHEV)de 48V, así como los factores que afectan la forma en que se desarrollará la tecnología en el futuro.
A diferencia de las configuraciones híbridas verdaderas que usan el motor y / o el motor eléctrico para impulsar el vehículo, el sistema híbrido suave de 48V se emplea en un vehículo típico de arranque y parada con la integración de un conjunto de motor / generador eléctrico de 48V para complementar el motor, mejorando aceleración y mejora de la economía de combustible.
Además, los componentes eléctricos como el compresor de aire acondicionado, la bomba de dirección asistida y la bomba de aceite del motor reducen aún más la carga del motor y aumentan la eficiencia del combustible.
Electrificar vehículos con un voltaje superior a 12V no es nuevo, la industria de automoción contempló el uso de un sistema de 42V en la década de 1990, aunque esta idea fue descartada más tarde debido a las preocupaciones sobre los costes, así como a cuestiones prácticas como interruptores y relés que fallan prematuramente.
Sin embargo, debido a preocupaciones ambientales, la electrónica moderna hace uso de transistores, diodos y microinterruptores, que son más robustos y, por lo tanto, hacen de esta una opción más viable.
Entonces, ¿por qué parar a 48V? Las regulaciones actuales establecen que cualquier cosa por encima de 60V se convierte oficialmente en ‘alto voltaje’.
Esto agrega un costo adicional debido a la adición de blindaje costoso, conectores y conductos como los naranjas comúnmente vistos en muchos vehículos híbridos y eléctricos.
Sin embargo, esto no significa que la arquitectura eléctrica de todo el vehículo se moverá a 48V.
El suministro convencional de 12V todavía se usa para alimentar muchos de los circuitos estándar, como luces, cerraduras de puertas, ventanas eléctricas y un sistema de información y entretenimiento.
El híbrido suave común de 48 V consta de solo un pequeño número de componentes adicionales: conjunto de motor / generador eléctrico, inversor de CA / CC, convertidor de CC / CC, una batería de 48 V y un turbo electrónico.
Componentes de los vehículos híbridos suaves o Mild Hybrid
Inversor AC / DC
El inversor de CA / CC puede estar integrado o no integrado en el motor / generador eléctrico de 48 V y existe para realizar dos funciones.
En primer lugar, convierte la corriente continua (CC) de la batería de 48 V en corriente alterna (CA), que luego alimenta el motor / generador eléctrico en modo motor.
En segundo lugar, convierte la CA generada por el motor / generador eléctrico mientras está en modo generador a CC, lo que recarga las baterías de 12 y 48 V como resultado.
Convertidor DC / DC
Como este vehículo abarca sistemas de 12 y 48 V, se instala un convertidor CC / CC para reducir el voltaje eléctrico de 48 a 12V.
Batería de 48V
La batería de iones de litio de 48 V generalmente se encuentra en la parte trasera del vehículo y, al igual que el motor / generador eléctrico, puede usar el sistema de enfriamiento para disipar el calor.
E-turbo
El turbocompresor convencional se reemplaza con una versión electrificada, que se conoce mejor como un turbo electrónico.
En lugar de esperar a que los gases de escape hagan girar el impulsor a alta velocidad, se utiliza un motor eléctrico para propulsar el impulsor, proporcionando instantáneamente el impulso necesario sin el retraso que generalmente se experimenta con los motores turboalimentados.
Alternativamente, los sobrealimentadores también pueden electrificarse para proporcionar los mismos resultados que un turbocompresor accionado por un motor eléctrico.
Sistema Mild Hybrid
1. Conjunto de motor / generador eléctrico
2. Inversor AC / DC
3. Batería de 48V
4. Convertidor DC / DC
5. Unidad de distribución de energía de 48V
6. Batería de 12V
7. Unidad de distribución de energía de 12V
8. E- turbo
El sistema mild hybrid de 48V siempre está evolucionando para cumplir con las regulaciones de emisiones de escape, mejorar la economía de combustible y aumentar la aceleración.
Por esta razón, los fabricantes de vehículos ya están desarrollando otras mejoras inteligentes para complementar el sistema de 48V.
Desarrollos en los sistema de híbridos suaves o Mild Hybrid
Tecnología Dynamic Skip Fire (DSF)
Integra la desactivación de cilindros con el sistema híbrido suave de 48V.
El sistema DSF aísla un cilindro al desconectar los seguidores del árbol de levas, lo que bloquea las válvulas de entrada y escape en la posición cerrada cuando se requiere menos potencia, lo que resulta en una mejor economía de combustible
Tecnología extendida Start-Stop
A diferencia de la tecnología convencional de parada y arranque que apaga el motor cuando el vehículo se detiene por completo, el sistema extendido de parada y arranque también apagará el motor cuando se acerque a una parada o mientras el vehículo está navegando a una velocidad constante.
Convertidor catalítico calentado eléctricamente:
Para reducir la cantidad de emisiones nocivas, el convertidor catalítico debe alcanzar la temperatura de funcionamiento lo más rápido posible.
Los sistemas híbridos exacerban esto debido a los frecuentes eventos de parada y arranque o por inercia con el motor apagado.
Sin embargo, esto se puede resolver fácilmente calentando el convertidor catalítico eléctricamente usando el sistema de 48V.
Electrificación de motores auxiliares
La bomba de agua y el compresor de aire acondicionado son dos ejemplos de componentes que pueden electrificarse.
Esto reduce el arrastre parasitario del motor y, más notablemente, permite que los componentes establezcan su propio ciclo de trabajo en función de las demandas del vehículo y del conductor.
Por lo tanto, mientras el sistema actual de 12V tiene dificultades, en comparación con los otros híbridos verdaderos más caros, la tecnología híbrida suave de 48V ofrece una solución rentable para satisfacer las regulaciones de emisiones y los futuros aumentos en los componentes eléctricos que consumen mucha energía.
El uso de la tecnología de 48 V crecerá aún más, especialmente a medida que se establecen objetivos de emisiones de CO 2 más estrictos y continúa la disminución del motor de combustión interna.
