Van de dynamo tot de Boost Recuperation Machine
De afgelopen jaren heeft de dynamo zich ontwikkeld van een eenvoudig onderdeel tot een sterk geïntegreerde boost-recuperatiemachine (BRM). Maar wat zijn de verschillen en wat is hetzelfde gebleven?
Toen de driefasige generator, in de volksmond nog steeds bekend als de dynamo, alleen verantwoordelijk was voor het leveren van energie aan het voertuig en complexe batterijbeheersystemen nog ver weg waren, waren de zaken eenvoudig: als het laadindicatielampje knipperde, ofwel de V- de riem was gebroken of de dynamo had geen kolen meer. Maar er is in de tussentijd veel gebeurd. Er worden echter veel hogere eisen gesteld aan de huidige dynamo: aan de ene kant zijn de elektrische eisen voor het laadvermogen aanzienlijk toegenomen, en aan de andere kant neemt de BRM steeds meer de functie van de starter over om de klassieke verbranding te laten draaien. motor omgebouwd tot een mild hybride. Om met deze eisen rekening te houden, werd de klassieke laadcontroller ontwikkeld tot een 48 volt-omvormer, die nu de lithium-ionbatterij kan opladen. Om de resulterende afvalwarmte van de vermogenselektronica effectief af te voeren, wordt de elektronica in de meeste toepassingen watergekoeld en geïntegreerd in het koelvloeistofcircuit van de motor. Aan de riemzijde doet de eenvoudige riemschijf denken aan een “eenvoudige” riem, maar om de aandrijfkracht bij hybridebedrijf te kunnen overbrengen zijn een tienribsriem en twee BRM-nabijspan- of omkeerrollen (ontkoppelende spanners) noodzakelijk. dat de riem de hoogst mogelijke omsluiting heeft die de poelie heeft.
Elektrische prestaties
Tegenwoordig leveren conventionele driefasige generatoren doorgaans tussen de 90 en 140 ampère. Hoe groter de motor en hoe krachtiger de elektrische apparatuur, hoe krachtiger de generator en de batterij moeten zijn. Boven de 140 ampère wordt de lucht echter ijl; alleen in de bedrijfswagensector zijn er individuele modellen die nog meer vermogen leveren - de kabeldoorsneden worden simpelweg te groot. 140 ampère bij een laadspanning van 14,3 resulteert in een totaal vermogen van ongeveer 2 kW dat zo'n generator permanent kan leveren - het rendement ligt doorgaans in de orde van 67 procent, wat betekent dat er ongeveer 3 kW aan mechanische energie nodig is om 2 kW aan elektriciteit te produceren. elektrische energie op te wekken – efficiëntieverliezen veroorzaakt door de riemaandrijving worden genegeerd.
De Boost Recuperation Machine tilt elektrische prestaties naar een geheel nieuw niveau: naast een vergelijkbaar uitgangsvermogen van 2,2 kW op de 12 volt-rail, leveren ze ook tot 16 kW vermogen op de 48 volt-rail in de boordcomputer netwerk wanneer het voertuig aan het recupereren is. Ook het totale rendement is aanzienlijk hoger: met 87 procent wordt zo’n 20 procent meer energie omgezet in elektrische energie dan bij een conventionele driefasige generator het geval is. Naast een geoptimaliseerde wikkeling en een met neodymiummagneten versterkte rotor wordt deze besparing mogelijk gemaakt door de elektronische omvormer, die de generator altijd op zijn best kan laten werken. Hiervoor heeft de BRM een positiesensor vergelijkbaar met de krukassensor, zodat de elektronica altijd weet hoe de rotor gepositioneerd is en wat het exacte toerental is om de recuperatie en boost zo effectief mogelijk te kunnen regelen.
De omvormer is niet langer slechts een passief circuit, maar eerder een eigen, hoogontwikkelde controller die, afhankelijk van de voertuigfabrikant en het model, is geprogrammeerd met een specifieke laad-/boostcurve die optimaal is afgestemd op de motor. Een hoop inspanning die de moeite waard is voor fabrikanten en chauffeurs: in de praktijk bespaart een milde hybride gemiddeld ongeveer 0,2 liter brandstof per 100 kilometer; voor de fabrikant betekent dit een besparing van 1,4 gram CO² op het wagenparkverbruik.
Wat bij normaal rijgedrag alleen maar voordelen lijkt te bieden, biedt in het dagelijkse leven in de werkplaats ook een aantal nadelen: de riemaandrijving met de ontkoppelingsspanner is complexer ontworpen en de integratie in het koelwatercircuit maakt van wat voorheen een “snelle” vervanging van de dynamo” naar een middelgrote operatie inclusief het ontluchten van het koelvloeistofcircuit. En: In tegenstelling tot de dynamo is de BRM niet veel meer te repareren. De kolen kunnen nog steeds worden vervangen – dat is alles! De kogellagers zouden in theorie vervangen kunnen worden, maar de positiesensor, die tot op de millimeter nauwkeurig op de positie van de rotor is getraind, zit in de weg. Eenmaal verwijderd moet de software van de omvormer opnieuw worden gekalibreerd, wat niet kan worden gedaan met de werkplaatsdiagnose, maar alleen met het gereedschap van de fabrikant. Tegelijkertijd voegen de 48 V Li-ion-accu en de DC/DC-omvormer extra dure componenten toe aan het voertuig, die extra foutenpotentieel bieden. Maar niemand had verwacht dat zo’n hoogontwikkeld product niet goedkoper zou zijn dan zijn eenvoudigere voorganger, toch?
Technische informatie verstrekt door:
Stremtec BV Nederland
www.stremtec.com