Mild Hybrid to półhybryda, konstrukcja napędowa pomiędzy pełnoprawną hybrydą, a tradycyjnym napędem wykorzystującym jedynie silnik spalinowy, która opiera się na dodatkowej instalacji elektrycznej korzystającej z napięcia 48V. Podstawą systemu jest drugi akumulator, litowo-jonowy, o stosunkowo małej, w porównaniu do tych wykorzystywanych w autach hybrydowych, pojemności rzędu 0,5 kWh oraz maszyna elektryczna o mocy w zakresie 6 kW-15 kW i momencie obrotowym 60 Nm. W porównaniu z typowymi hybrydami (nie Plug-In) akumulator ma więc przeciętnie kilkukrotnie mniejszą pojemność, zaś moc jednostki elektrycznej jest około 10-krotnie niższa. Podobnie jak w przypadku tradycyjnych hybryd, energia zgromadzona w akumulatorze 48V pochodzi z rekuperacji (podczas swobodnego wytracania prędkości i/lub hamowania). Wykorzystywana jest ona w wielu celach: uruchamianie silnika, zasilenie urządzeń pokładowych oraz klimatyzacji/sprężarki ale także co najważniejsze wspomaga silnik spalinowy podczas przyspieszania. Mild Hybrid to przejściowe rozwiązanie, które nieznacznie zwiększa koszt budowy samochodu, oferując zauważalne zmniejszenie zużycia paliwa oraz poprawę komfortu eksploatacji. Istotna zaletą jest także fakt, że sposób pracy jest stosunkowo prosty i pozwala każdemu producentowi na indywidualną konstrukcje, bez naruszani praw patentowych skomplikowanych przekładni planetarnej Toyoty, która stanowi główny atut obecnie produkowanych hybryd. Zamiarem producentów Mild Hybryd jest przede wszystkim zmniejszenie zużycia paliwa a tym samym spełnienia ostrej normy czystości spalin, która w 2020 roku wynosi tylko 95 g/km CO2. Testy wskazują, że oszczędności wynoszą średnio około 10% (w mieście nawet 15%), co zapewnia równocześnie spełnienie w/w wyśrubowanych normy czystości spalin nowych samochodów.
Nowością konstrukcji współczesnych samochodów Mild Hybrid jest zintegrowany rozrusznik/generator (ISG-Integrated Starter and Generator), który może być stosowany we wszystkich pojazdach wyposażonych w silnik spalinowy (motor). Oznacza to, że ISG działa jako silnik do obracania wału korbowego podczas uruchamiania silnika i przekształca moment obrotowy silnika w energię elektryczną, która ładuje akumulator 48V, podczas pracy motoru. Ponadto zastosowano konwerter 48V/12V DC/DC w celu zapewnienia interoperacyjności z siecią elektryczną niskiego napięcia 12V. Jego moc wynosi około 2kW, a topologia jest zwykle symetrycznym mostkiem ZVS, który przełącza się w zakresie 70-150kHz.
Pierwszy patent US10415532 Integrated starter and generator system of vehicle, Hyundai Motor Corporation, K.l. Choi, Data patentu: 17.09.2019, ujawnienia konstrukcje zintegrowanego układu rozrusznika/ generatora (ISG) pojazdu, którego zalety prowadzą do poprawy wydajności dostarczania mocy i zdolności momentu obrotowego ISG poprzez bezpośrednie zamontowanie ISG na kole pasowym wału korbowego silnika (tj. bezpośrednie połączenie ISG z wałem korbowym). Zintegrowany układ rozrusznika i generatora (ISG) pojazdu zgodnie z przykładem wykonania niniejszego ujawnienia może obejmować: zestaw przekładni planetarnej obejmujący koło słoneczne, nośnik planet (jarzmo) i koło koronowe jako jej elementy obrotowe.
*******************************Odnośnik *******************************
Przekładnie planetarne. W skład przekładni planetarnej wchodzą dwa współśrodkowe koła zębate: koło słoneczne (centralne) o uzębieniu zewnętrznym oraz koło pierścieniowe (zewnętrzne) o uzębieniu wewnętrznym. Między nimi umieszczone są małe koła zębate, tzw. satelity, połączone ze sobą jarzmem (wodzidłem). Satelity wykonują obrót, każdy wokół własnej osi, a wszystkie razem obiegają oś całego mechanizmu. Zadaniem przekładni planetarnej jest przenoszenie momentu obrotowego poprzez układ kół zębatych, w którym największe z nich – koło pierścieniowe (nazywane jest też kołem koronowym, gdyż pełni rolę obudowy każdej przekładni planetarnej) – ma uzębienie wewnętrzne, a wewnątrz ulokowane jest koło słoneczne o uzębieniu zewnętrznym.. Wokół koła słonecznego znajdują się tak zwane satelity, czyli mniejsze koła zębate, które poprzez zazębienie z kołem koronowym powodują jego zazębienie pośrednie z kołem słonecznym. Zwykle stosuje się od trzech do pięciu satelit. Ich rozmieszczenie jest w równych odstępach (np. 4 satelity co 90 stopni). Ponieważ koła zębata oraz wodzidło satelit są połączone za pomocą wałków napędowych, to w przypadku gdy jeden z nich zostanie zatrzymany, pozostałe kręcą się wokół tego zablokowanego. Występujące różnice pomiędzy zastosowanymi kołami, zarówno pod względem średnicy, jak również liczby zębów, powodują, że elementy te mają różne prędkości obrotowe.
PLANETARY GEARSET AND ITS LEVER DIAGRAM ωsxS+ωrxR= ωcx (R+S)
************************************************************************
Zintegrowany rozrusznik i generator (ISG) działa jako silnik/ generator. Oznacza to, że ISG działa jako silnik do obracania wału korbowego podczas uruchamiania silnika oraz przekształca moment obrotowy silnika spalinowego w energię elektryczną, która ładuje akumulator podczas pracy silnika. Zintegrowany ISG można stosować we wszystkich pojazdach wyposażonych w silnik spalinowy, a także w hybrydowych pojazdach elektrycznych.
FIG.1 jest schematycznym widokiem układu dostarczania mocy konwencjonalnego hybrydowego pojazdu, do którego można zastosować zintegrowany rozrusznik/generator (ISG) zgodnie z przykładem wykonania; FIG.2 pokazuje pozycję montażową systemu ISG; FIG.3 jest schematem ideowym systemu ISG; FIG.4 jest schematem dźwigni dla pokazania działania układu ISG podczas uruchamiania silnika i podczas generowania energii elektrycznej. Koło słoneczne może być bezpośrednio połączone z wirnikiem, nośnik planet może być bezpośrednio połączony z kołem pasowym wału korbowego, bezpośrednio połączonym z wałem korbowym, a koło koronowe może być bezpośrednio połączone ze stojanem silnika. W układzie zasilania typu TMED (Transmission Mounted Electric Device) w hybrydowym pojeździe typu równoległego, sprzęgło CL jest umieszczone między silnikiem ENG, jako głównym źródłem zasilania, a silnikiem/generatorem M/G (motor/generator) jako pomocniczym źródłem zasilania. Automatyczną skrzynią biegów AT zapewnia zmiany generowanego momentu obrotowego silnika ENG połączonego szeregowo z silnikiem/generatorem M/G, który przenoszony jest na koła napędowe WH, poprzez końcowe urządzenie redukujące FD (reduction device). Silnik ENG jest uruchamiany przez hybrydowy rozrusznik/generator (zwany dalej Hybrid starter/generator„HSG”) lub przez silnik / generator M/G, gdy HSG nie działa. Zarówno HSG, jak i silnik/generator M/G działające jako silnik/generator, są skonfigurowane do elektrycznego połączenia z akumulatorem B o dużej pojemności, który realizuje funkcje źródła energii dla rozrusznika podczas startu silnika oraz podlega ładowaniu przez generator podczas pracy silnika spalinowego. HSG służy jako generator do uruchamiania silnika i ładowania akumulatora, ale nie jest wykorzystywany jako silnik napędowy pojazdu. Ponieważ HSG pokazany na FIG.1 jest umieszczony na zewnątrz bloku silnika i jest połączony z kołem pasowym wału korbowego silnika za pomocą paska klinowego, co ma tę zaletę, że minimalizuje zmianę konstrukcji silnika, ale w praktyce spełnia wymagań dotyczących warunków pracy alternatora napięcia.
Przedstawiony w przykładzie wykonania układ ISG hybrydowego pojazdu umieszczony jest w kole pasowym CSP (crankshaft pulley) wału korbowego, które jest połączone z różnymi urządzeniami pomocniczymi np.: z pompą obwodu chłodzenia, układem klimatyzacji ACP. Nowość rozwiązania układ ISG polega na zastosowaniu planetarnego zestawu przekładni PG jako środka zmieniającego moment obrotowy ISG podczas pracy silnik /generator, który jest umieszczony na wewnętrznej części obwodowej koła pasowego CSP wału korbowego. Koło pasowe wału korbowego CSP jest zamontowane na końcowej części wału korbowego CS i jest połączone z różnymi akcesoriami (nie pokazano) za pośrednictwem pasków napędowych. Zestaw przekładni planetarnych PG (planetary gear set ) jest zestawem przekładni planetarnych z pojedynczym kołem zębatym i zawiera koło słoneczne S, element nośny planet PC (planet carrier) obrotowo podtrzymujący wiele kół zębatych P (planet) równomiernie rozmieszczonych na zewnętrznym obwodzie koła słonecznego S i zewnętrznie sprzężonych z nim. koło zębate R (ring gear) sprzężone wewnętrznie z wieloma kołami zębatymi P planet, które połączone są roboczo z kołem słonecznym S jako jego elementy obrotowe. ISG silnik/ generator, obejmuje stojan ST jako element nieruchomy oraz wirnik RT osadzony obrotowo wnętrzu stojana ST. Koło słoneczne S jest bezpośrednio połączone z wirnikiem RT ISG, nośnik planety PC jest bezpośrednio połączony z kołem pasowym wału korbowego CSP (crankshaft pulley), a koło koronowe R jest bezpośrednio połączone ze stojanem ST i działa jako element sprzężony z zestawem kół zębatych-planet PG (planetary gear). Aby koło zębate R działało jako element stały, koło pasowe koła zębatego RP, jest zamontowane na zewnętrznej części obwodowej stojana ST i koła pasowego RP, jak pokazano na FIG.2, które jest połączony z rolką mocującą FP (fixing pulley) trwale umieszczoną na zewnątrz silnika za pomocą paska mocującego FB (fixing belt). Nawiązując do FIG.4, koło słoneczne 5, nośnik planety PC i koło koronowe R zestawu planetarnego PG są zdefiniowane jako trzy węzły na schemacie dźwigni, gdzie odległość między węzłami jest ustawiony zgodnie z liczbą zębów koła słonecznego S i koła koronowego R. Po uruchomieniu silnika moment obrotowy ISG jest wprowadzany na koło słoneczne, przy czym koło koronowe R działa jako element stały. Moment obrotowy przekazywany jest na nośnik planet PC (planet carrier), który połączony jest z wałem korbowym motoru jako elementem wyjściowym. W tym przypadku moment obrotowy ISG jest zwiększany o przełożenie przekładni, dzięki czemu pozwala uruchomić silnik poprzez obrót wału korbowego. Podczas pracy motoru nośnik planet jest bezpośrednio podłączony do wału korbowego CS, działa jako element wejściowy, a koło słoneczne S podłączone do ISG działa jako element wyjściowy. Koło słoneczne jest połączone z wirnikiem ISG, który posiada zwiększona prędkość obrotowa w stosunku do wału korbowego silnika, co zapewnia generacje energii elektrycznej.
Patent US10493977B2 Apparatus and method for controlling start of engine for mild hybrid electric vehicle, Hyunday Motors, Jang, Data patentu : 3.12.2019. przedstawia urządzenie do sterowania uruchomieniem motoru w MILD HYBRID (MH) – hybrydowym pojeździe elektrycznym obejmuje: hybrydowy rozrusznik i generator (MHSG) uruchamiający silnik spalinowy (motor); pierwsza bateria podłączona do MHSG przez pierwszy kabel zasilający i dostarczająca energię elektryczną do MHSG; niskonapięciowy przetwornik DC-DC (LDC) przekształcający napięcie dostarczane z pierwszego akumulatora na niskie napięcie; drugi akumulator dostarczający niskie napięcie do obciążenia elektrycznego, który wykorzystuje niskie napięcie; stacyjkę obejmującą pierwszy punkt kontaktowy i drugi punkt kontaktowy; detektor danych wykrywający dane do sterowania rozruchem motoru w hybrydowym pojeździe oraz kontroler określający, czy stan naładowania drugiego akumulatora jest spełniony na podstawie danych ładujących drugi akumulator za pomocą energii elektrycznej pierwszego akumulatora, gdy warunki ładowania drugiego akumulatora są spełnione. W przypadku hybrydowego pojazdu elektrycznego MH nie ma trybu jazdy, w którym pojazd jest napędzany tylko momentem obrotowym MHSG, ale moment obrotowy motoru można uzupełnić, stosując MHSG zgodnie ze stanem jazdy oraz akumulatora (np. akumulator 48 V), który można ładować przez hamowanie regeneracyjne. Dlatego oszczędność paliwa w hybrydowym pojeździe elektrycznym MH może ulec poprawie. Jako akumulatora, który dostarcza energię elektryczną do MHSG lub jest ładowany energią elektryczną odzyskiwaną przez MHSG, stosuje się baterię litowo-jonową. Oznacza to, że w celu wykazania optymalnej wydajności MHSG stosuje się akumulator, który charakteryzuje się dużą prędkością ładowania i rozładowywania oraz ma dużą trwałość.Jednak bateria litowo-jonowa ma problem polegający na tym, że wydajność magazynowania energii oraz wydajność ładowania i rozładowywania pogarszają się w stanie skrajnie niskiej temperatury. Dlatego w temperaturze poniżej zera akumulator litowo-jonowy może nie dostarczyć wystarczającej mocy elektrycznej do MHSG, w wyniku czego może być problem z uruchomieniem motoru. W takie sytuacji akumulator 12V uzupełnia braki mocy elektrycznej potrzebnej do uruchomienia motoru przez MHSG.
FIG.1 jest schematem blokowym ilustrującym hybrydowy pojazd MH zgodnie z przykładem wykonania; FIG.2 jest schematem blokowym ilustrującym urządzenie do sterowania pracą motoru w MH; FIG.3 jest schematem blokowym ilustrującym proces ładowania drugiego akumulatora w systemie sterowania uruchomieniem motoru MH; FIG. 4 jest schematem blokowym ilustrującym proces, w którym drugi akumulator jest rozładowywany w systemie sterowania uruchomieniem motoru MH. Hybrydowy pojazd MH według przykładu wykonania obejmuje motor 10, przekładnię 20, hybrydowy rozrusznik i generator (MHSG) 30, pierwszy akumulator 40, przetwornicę DC-DC niskiego napięcia (LDC) ) 50, drugi akumulator 60, obciążenie elektryczne 70, mechanizm różnicowy 80 i koła 90. Przeniesienie mocy silnika spalinowego ( benzynowego lub Diesla) hybrydowego pojazdu MH odbywa się w taki sposób, że moment obrotowy silnika 10 jest przenoszony na wał wejściowy przekładni 20, a moment obrotowy wytwarzany z wału wyjściowego przekładni 20 jest przenoszony na oś za pośrednictwem mechanizmu różnicowego 80. Gdy oś obraca koła 90, hybrydowy pojazd MH elektryczny porusza się z momentem obrotowym motoru 10. Skrzynia biegów 20 może być automatyczną skrzynią biegów lub manualną skrzynią biegów. Automatyczna skrzynia biegów steruje ciśnieniem hydraulicznym, uruchamiając wiele elektrozaworów w oparciu o prędkość pojazdu i pozycję pedału przyspieszenia, tak że zmiana biegów odbywa się na docelowym etapie zmiany biegów, a operacja zmiany biegów jest automatycznie wykonane. W przypadku manualnej skrzyni biegów operacja zmiany biegów odbywa się, gdy kierowca naciska na pedał sprzęgła i przesuwa dźwignię zmiany biegów na żądany stopień. MHSG 30 przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną lub energię mechaniczną w energię elektryczną. Oznacza to, że MHSG 30 może uruchomić motor 10 lub może wytwarzać energię elektryczną, wykorzystując moc wyjściową motoru 10. Hybrydowy pojazd MH może wykorzystywać moment obrotowy MHSG 30 jako moc pomocniczą, wykorzystując moment obrotowy motoru 10 jako główną moc. Motor 10 i MHSG 30 mogą być połączone za pomocą paska transmisyjnego 32. Pierwszy akumulator 40 może dostarczać energię elektryczną do MHSG 30 za pośrednictwem pierwszego kabla zasilającego 45 lub może być ładowany energią elektryczną odzyskiwaną przez MHSG 30. Pierwsza bateria 40 może być baterią litowo-jonową o napięciu 48V i jest definiowana jako główna. Akumulator litowo-jonowy szybko się ładuje i rozładowuje oraz ma dobrą trwałość, ale wydajność magazynowania energii oraz wydajność ładowania i rozładowywania mogą ulec pogorszeniu w skrajnie niskiej temperaturze. Drugi akumulator ołowiowo-kwasowy 12V , określany jako pomocniczy 60, może być ładowany energią elektryczną dostarczaną z LDC 50. Akumulator 60 dostarcza energię elektryczną do obciążenia elektrycznego 70, które wykorzystuje niskie napięcie (np. 12V) oraz do MHSG 30 przez drugi kabel zasilający 65. Obciążenie elektryczne 70 obejmuje różne urządzenia elektryczne lub elektroniczne, takie jak reflektory, klimatyzator i wycieraczki, które wykorzystują energię elektryczną drugiego akumulatora 60. Jak pokazano na FIG. 2, urządzenie do sterowania pojazdem MH może zawierać włącznik zapłonu 110, detektor 120, sterownik 130, MHSG 30,pierwszy akumulator 40, LDC 50, drugi akumulator 60, pierwszy kabel zasilający 45 oraz drugi kabel zasilający 65.Wyłącznik zapłonu 110 może zawierać wiele punktów kontaktowych zawierających punkt kontaktowy OFF (dalej zwany pierwszym punktem kontaktowym), punkt kontaktowy ACC (Adaptive Cruise Control) , punkt kontaktowy ON (dalej zwany drugim punktem kontaktowym) i punkt kontaktowy START. Po wybraniu pierwszego punktu kontaktowego motor 10 jest wyłączany. Po wybraniu drugiego punktu kontaktowego motor 10 uruchamia się.
Punkty kontaktowe wyłącznika zapłonu 110 mogą być wybierane za pomocą przycisku Start. Detektor 120 wykrywa dane do sterowania uruchomieniem motoru dla MH, a dane wykryte przez detektor 120 są przesyłane do sterownika 130. Detektor 120 może obejmować urządzenie nawigacyjne 121, globalny system pozycjonowania (GPS) 122, pierwszy czujnik SOC 123, drugi czujnik SOC 124 i czujnik temperatury zewnętrznej 125. Detektor 120 może ponadto zawierać jednostki wykrywające (np. : moduł wykrywania położenia pedału przyspieszenia, moduł wykrywania położenia pedału hamulca i tym podobne) do sterowania pojazdem MH . Urządzenie nawigacyjne 121 określa trasę pojazdu MH od aktualnej pozycji do celu. Pierwszy czujnik SOC (State of Charge) 123 wykrywa stan naładowania (SOC) pierwszego akumulatora 40 i przesyła sygnały związane z SOC do sterownika 130. Zamiast bezpośredniego wykrywania SOC pierwszego akumulatora 40, można zmierzyć prąd elektryczny i napięcie pierwszego akumulatora 40, a następnie można przewidzieć SOC pierwszego akumulatora 40 na podstawie prądu elektrycznego i napięcia pierwszego akumulatora 40. Drugi czujnik SOC 124 wykrywa SOC drugiej baterii 60 i przesyła sygnały związane z SOC do sterownika 130. Czujnik temperatury zewnętrznej 125 wykrywa temperaturę zewnętrzną hybrydowym pojazdem i przesyła sygnały związane z temperaturą zewnętrzną do sterownika 130. Sterownik 130 może sterować uruchomieniem silnika na podstawie sygnałów przełącznika zapłonu 110 i detektora danych 120. Sterownik 130 może dostarczać energię elektryczną pierwszego akumulatora 40 do MHSG 30, tym samym uruchamiając silnik 10. Ponadto, ponieważ MHSG 30 jest połączony z drugim akumulatorem 60 za pośrednictwem drugiego kabla zasilającego 65, sterownik 130 może uruchomić motor 10, dostarczając energię elektryczną drugiego akumulatora 60 do MHSG 30. W tym celu sterownik 100 może być zaimplementowany jako jeden lub więcej procesorów obsługiwanych przez wstępnie ustawiony program, który może zawierać serię poleceń do wykonania odpowiednich kroków zawartych w algorytmie sterowania uruchomieniem silnika pojazdu MH, zgodnie z przykładem wykonania, przy czym sterownik 100 może być ogólną jednostką sterującą silnika (ECU).
Schemat blokowy ilustrujący proces ładowania drugiego akumulatora podczas pracy silnika przedstawia FIG.3, według którego cykl rozpoczyna się od wykrycia danych sterowania pracą 10 (S100). To znaczy, w przypadku, gdy miejsce docelowe pojazdu MH jest wstępnie ustawione, urządzenie nawigacyjne 121 może obliczyć szacunkowy czas wymagany do przejścia hybrydowego pojazdu z aktualnej pozycji do miejsca docelowego. Ponadto pierwszy czujnik SOC 123 mierzy SOC pierwszego akumulatora 40, drugi czujnik SOC 124 mierzy SOC drugiego przy jednoczesnym pomiarze temperatury przez czujnik 125. W oparciu o sygnał urządzenia nawigacyjnego 121, sterownik 130 określa, czy ustawiony jest punkt docelowy pojazdu (S110). Jeżeli w etapie S110 zostanie ustalone, że miejsce docelowe jest ustawione, sterownik 130 porównuje szacowany czas z czasem odniesienia (S120). Czas odniesienia może być ustawiony na okres czasu (np. 5 minut) określony przez specjalistów w tej dziedzinie jako odpowiedni czas, biorąc pod uwagę czas wymagany do naładowania drugiego akumulatora 60 za pomocą energii elektrycznej pierwszego akumulatora 40. Jeżeli szacowany czas jest równy lub dłuższy niż czas odniesienia w etapie S120, sterownik 130 kontynuuje monitorowanie szacowanego czasu. Jeżeli szacowany czas jest krótszy niż czas odniesienia w etapie S120, sterownik 130 określa, czy warunki ładowania drugiego akumulatora 60 są spełnione (S130). Warunki ładowania drugiego akumulatora 60 mogą być spełnione w przypadku, gdy temperatura zewnętrzna jest równa lub niższa od temperatury odniesienia, a SOC drugiego akumulatora 60 jest równy lub niższy niż pierwszy referencyjny SOC. Temperatura odniesienia może być ustawiona na temperaturę ustaloną przez specjalistów w tej dziedzinie jako odpowiednia temperatura, biorąc pod uwagę wydajność magazynowania energii pierwszego akumulatora 40 w stanie niskiej temperatury.
Pierwszy referencyjny SOC może być ustawiony na SOC określony jako odpowiedni SOC przez specjalistów w tej dziedzinie, biorąc pod uwagę SOC drugiego akumulatora 60, który jest wymagany do wykonania rozruchu motoru 10. Jeżeli warunki ładowania drugiego akumulatora 60 są spełnione w etapie S130, sterownik 130 ładuje drugi akumulator 60 energią elektryczną pierwszego akumulatora 40 (S140). Oznacza to, że sterownik 130 przekształca napięcie, które jest dostarczane z pierwszej baterii 40, na niskie napięcie przez LDC 50, i ładuje drugą baterię 60. Sterownik 130 może ładować drugi akumulator 60, dopóki SOC drugiego akumulatora 60 nie osiągnie SOC wymaganego do uruchomienia silnika 10. Dlatego, gdy pojazd MH dotrze do celu, a motor 10 zostanie wyłączony, SOC drugiego akumulatora 60 może wystarczyć do kolejnego uruchomienia silnika 10.Jeżeli w etapie S110 zostanie ustalone, że miejsce docelowe nie jest ustawione, sterownik 130 określa, czy wybrany jest pierwszy punkt styku wyłącznika zapłonu 110 (S150). Jeżeli pierwszy punkt kontaktowy zostanie wybrany w etapie S150, sterownik 130 określa, czy warunki ładowania drugiego akumulatora 60 są spełnione (S130). Jeżeli warunek ładowania drugiego akumulatora jest spełniony w etapie S130, sterownik 130 przekształca napięcie, które jest dostarczane z pierwszego akumulatora 40, na niskie napięcie przez LDC 50 i ładuje drugi akumulator 60. Oznacza to, że nawet gdy motor 10 jest wyłączony, sterownik 130 może obsługiwać LDC 50, aż SOC drugiego akumulatora 60 osiągnie SOC wymagany do wykonania uruchomienia motoru 10. W przypadku gdy drugi akumulator jest rozładowany, zgodnie z algorytmem z FIG.4 , sterownik 130 określa, czy wybrany jest pozycja START wyłącznika zapłonu 110 (S200). Jeżeli warunek rozładowania drugiego akumulatora 60 jest spełniony w etapie S210, sterownik130 może uruchomić motor 10, dostarczając energię elektryczną drugiego akumulatora 60 do MHSG 30 przez drugi kabel zasilający 65 (S220). Jeżeli warunek rozładowania drugiego akumulatora 60 nie jest spełniony w etapie S210, sterownik 130 może uruchomić motor 10, dostarczając energię elektryczną pierwszego akumulatora 40 do MHSG 30 (S230). Podstawową zaletą rozwiązania jest więc możliwość uruchomienia motoru 10 nawet w przypadku gdy SOC pierwszego akumulatora 40 nie jest wystarczający z powodu niskiej temperatury zewnętrznej.
Trzeci patent US8757119B2 Engine stopping and restarting system, HONDA MOTOR CO LTD, Suzuki H., Data patentu: 24.06.2014, zastrzega układ, który automatycznie zatrzymuje motor po zatrzymaniu pojazdu i ponownie uruchamia go w odpowiedzi na z góry określony stan. Przykład wykonania pojazdu obejmuje motor, obudowę koła korbowego, planetarny mechanizm przekładniowy, silnik elektryczny, źródło energii elektrycznej i maszynę pomocniczą. Konfiguracja obudowy koła pasowego korby, mechanizmu przekładni planetarnej i silnika elektrycznego może być zwarta, pozostawiając więcej miejsca wewnątrz pojazdu na inne elementy. Aby zwiększyć zwartość układu, obudowa koła pasowego korby może pełnić dwie funkcje, jako koło pasowe korby oraz jako obudowa mechanizmu przekładni planetarnej. Aby jeszcze bardziej zwiększyć zwartość systemu, silnik może pełnić dwie funkcje. Silnik można wykorzystać do ponownego uruchomienia motoru i do napędzania maszyny pomocniczej. Obudowę koła pasowego korby można umieścić w sąsiedztwie bloku motoru, aby umożliwić jego ponowne uruchomienie. Przekładnia planetarna jest wykorzystana do zwiększenia momentu obrotowego wału korbowego motoru, gdy silnik jest używany do ponownego jego uruchomienia. W rezultacie, można zastosować mniejsze, bardziej kompaktowe źródło energii elektrycznej do zasilania silnika. W celu przeniesienia momentu obrotowego z silnika na motor mechanizm przekładni planetarnej może być skonfigurowany do połączenia z wałem korbowym motoru, natomiast maszynę pomocniczą można skonfigurować tak, aby była napędzana przez motor lub silnik elektryczny .
FIG.1 jest podstawową konfiguracją przykładu wykonania systemu; FIG.2 jest tabelą odnoszącą się do trybów pracy silnika zgodnie z przykładem wykonania; FIGA.3 jest widokiem rozstrzelonym obudowy koła pasowego, mechanizmu przekładni planetarnej i silnika, zgodnie z przykładem wykonania; FIG.4 jest widokiem z przodu elementów, które mogą być umieszczone wewnątrz obudowy koła korbowego z obudową koła korbowego pokazaną fantomowo, zgodnie z FIG.3; FIG.5 jest widokiem perspektywicznym obudowy koła pasowego korby i elementów, które mogą być umieszczone wewnątrz obudowy koła pasowego korby z wyciętą częścią obudowy koła pasowego korby na osi X, zgodnie z FIG. 3; FIGA.6 jest widokiem przekroju obudowy koła pasowego korby i elementów, które mogą być umieszczone wewnątrz obudowy koła pasowego korby wzdłuż osi X, zgodnie z FIG.3; FIGA.7 jest widokiem z przodu elementów, które mogą być umieszczone wewnątrz obudowy koła korbowego z obudową koła pasowego pokazaną fantomowo, zgodnie z FIG.3; FIGA.8 jest widokiem perspektywicznym obudowy koła pasowego korby i elementów, które mogą być umieszczone wewnątrz obudowy koła pasowego korby z wyciętą częścią obudowy koła pasowego korby na osi X, zgodnie z FIG.3; FIGA.9 jest widokiem w przekroju obudowy koła pasowego korby i elementów, które mogą być umieszczone w obudowie koła pasowego korby wzdłuż osi X, zgodnie z FIG.3; FIG.10 pokazuje ruch układu zaangażowany, gdy motor pracuje podczas jazdy; FIG.11 przedstawia wariant prace systemu po zatrzymaniu motoru; FIG.12 pokazuje wariant pracy systemu podczas ponownego uruchomieniem motoru.
W większości konwencjonalnych pojazdów motor po uruchomieniu nie zatrzymuje się, chyba, że kierowca wyłączy zapłon. Gdy pojazd jest tymczasowo zatrzymany, na przykład podczas oczekiwania na światłach, motor nadal zużywa paliwo, gdy jest na biegu jałowym. Ponieważ pojazd jest zatrzymany, motor nie musi działać podczas tych tymczasowych zatrzymań. Zatem zużycie paliwa przez motor podczas tych tymczasowych postojów jest marnotrawstwem. A na dodatek podczas jazdy motor może również napędzać maszynę pomocniczą, np.: sprężarkę klimatyzacji, pompę oleju lub pompę wody. Z kolei silnik elektryczny k który ponownie uruchamia motor, może również napędzać pomocniczej maszyny, gdy motor jest zatrzymany. Używanie silnika do dwóch zadań może zaoszczędzić liczbę części i zwiększyć przestrzeń dostępną dla innych elementów wewnątrz pojazdu. Dodatkowo druga funkcja silnika zapewnia prace maszyn pomocniczych bez użycia motoru, który może się zatrzymać, aby oszczędzać paliwo, gdy pojazd zatrzymuje się na światłach lub w korku. Zatem, po zatrzymaniu pojazdu i wyłączeniu motoru, pojazd może kontynuować napędzanie sprężarki klimatyzatora za pomocą silnika elektrycznego.
Zgodnie z przykładem wykonania FIG.1 pojazd zawiera motor 100 z wałem korbowy 108 do przenoszenia momentu obrotowego. Silnik elektryczny może być umieszczony wewnątrz obudowy 110 koła pasowego korby, przy czym źródłem energii elektrycznej jest akumulator 118 podłączony przewodami do silnika. Zewnętrzna powierzchnia obudowy 110 koła pasowego korby może być skonfigurowana do przyjmowania pasa 116 koła pasowego połączonego z wałem napędowym 112 maszyny pomocniczej. Przykładowo, jako pomocniczą maszyną może być pompa wodna , pompa olejowa lub sprężarka 106 klimatyzacji. Zatem, gdy silnik wewnątrz obudowy 110 koła pasowego korby powoduje obrót obudowy 110 koła pasowego korby, to tym samym napędza koło pasowe 114 sprężarki 106 klimatyzatora. Wał korbowy 108 może być podłączony do obudowy 110 koła pasowego korby, tak że silnik wewnątrz obudowy 110 koła pasowego korby może napędzać wał 108 korby, a tym samym motor 100 . Tryby pracy zespołu motor- silnik elektryczny ilustruje FIG.2, które mogą być powiązane z trybami pracy motoru 100. Gdy motor 100 pracuje podczas jazdy, napędza koła napędowe 204 oraz maszyny pomocnicze: klimatyzator 106, pompę oleju 207, pompę obiegu chłodzenia 209. Gdy motor 100 jest zatrzymany, jego funkcje może przejąć silnik 102, napędzając sprężarkę 106 klimatyzatora, pompę oleju 207 lub pompę wody 209. Podczas trybu ponownego uruchamiania motoru 100 silnik wewnątrz obudowy 110 koła pasowego korby może, zapewnić moment obrotowy do ponownego uruchomienia motoru 100.
Szczegóły konstrukcji 110 koła pasowego korby i elementów, które mogą być umieszczone wewnątrz obudowy 110 koła pasowego korby przedstawiają rysunki, Fig.3-9, gdzie koło pasowe 316 może zawierać elementy do przyjmowania paska 116 koła pasowego oraz pierścieniową ścianę obwodową mającą rowki 322 wzdłuż jej zewnętrznej powierzchni. Obudowa 110 koła pasowego korby może również zawierać elementy do podtrzymywania koła zębatego mechanizmu przekładniowego. Obudowa 110 koła pasowego korby zawiera ściankę boczną 318 koła pasowego korby, która jest formowana integralnie z krawędzią pierścieniowej obwodowej ściany koła pasowego korby 316. Koło pasowe korby 316 i ściana boczna koła pasowego korby 318 mogą zapewniać pierścieniową przestrzeń do pomieszczenia innych elementów, tzn. konstrukcja silnika i mechanizmu przekładni planetarnej ma za zadanie zwiększenia momentu obrotowego silnika w celu ponownego uruchomienia motoru 100. Mechanizm przekładni planetarnej może obejmować koło słoneczne 326, z zębami 332, koło planetarne 328 i koło zębate zewnętrzne 330. W niektórych przykładach wykonania koło słoneczne 326 może być skonfigurowane do wspólnego poruszania się z obudową koła pasowego korby.
Koło słoneczne 326 może być podłączone do obudowy 110 koła pasowego korby, tak że obrót koła słonecznego 326 jest przenoszony na obudowę 110 koła pasowego korby i odwrotnie. Koło słoneczne 326 może być oddzielnie formowane i połączone z obudową 110 koła pasowego korby, przy czym. do połączenia koła słonecznego 326 z obudową 110 koła pasowego korby można zastosować dowolny znany mechanizm wliczając w to śruby. Koło słoneczne 326 może być umieszczone w środku mechanizmu przekładni planetarnej, oraz zgodnie z rysunkami FIG.3,5-6 i 8-9, koło słoneczne 326 może być uformowane integralnie z obudową 110 koła pasowego. Przekładnie planetarne 328 ma zęby 334, które zazębiają się z zębami przekładni słonecznej 332. Koła planetarne 328 są skonfigurowane do otaczania koła słonecznego 326, przy czym mechanizm przekładni planetarnej może obejmować trzy koła planetarne 328. Liczba kół planetarnych 328 może być wybrana zgodnie z różnymi czynnikami, tzn. liczbę przekładni planetarnych 328 można wybrać zgodnie z pożądanym momentem obrotowym zapewnianym przez mechanizm przekładni planetarnej. Nośnik planet 336 ma śruby 340 skonfigurowane do przenoszenia kół planetarnych 328, przy czym liczba śrub 340 powinna odpowiadać liczbie kół planetarnych 328. Śruby 340 mogą być ustawione tak, że koła planetarne 328 otaczają obwodowo koło słoneczne 326, a zęby koła zębatego 334 zazębiają się z zębami koła słonecznego 332. Koło zębate 330 zawiera koło koronowe 348, które ma zęby 352 skonfigurowane do zazębiania się z zębami 332 przekładni planetarnej. Koło koronowe 348 może być skonfigurowane do obwodowego otaczania kół planetarnych 328, aby pozwolić zębom pierścieniowym 352 na kontakt i zazębienie z zębami koła zębatego 334. Zewnętrzne koło zębate 330 może zawierać elementy sprzęgające ze sprzęgłem 556, co oznacza, że pierścieniowa ściana obwodowa koła koronowego 348 może zawierać element powierzchniowy skonfigurowany do zazębiania się ze sprzęgłem 556.
Jak pokazano na FIG.3, 5-6 i 8-9, koło zębate zewnętrzne 330 zawiera ścianę boczną koła zewnętrznego 350, która jest skonfigurowana do zazębienia z powierzchnią sprzęgła 556. W rezultacie sprzęgło 556 może sprzęgać się z zewnętrzną ścianką boczną koła zębatego 350, jak omówiono poniżej w odniesieniu do FIG.4-9. Zewnętrzna ściana boczna koła zębatego 350 jest integralnie uformowana z zewnętrzną ścianą boczną koła zębatego 350. Silnik posiada konstrukcje bezszczotkową, która zawiera wiele magnesów 358 i cewek 360, pokazanych na FIG. 3-9, przystosowanych do umieszczenia w obudowie 110 koła pasowego korby. Cewki 360 są zasilane z akumulatora 118 , natomiast rdzenie mogą być wykonane z żelaza. Cewki 360 i rdzenie 362 mogą być skonfigurowane do umieszczenia między magnesami 358 a zewnętrznym kołem zębatym 330. Cewki 360 i rdzenie 362 mogą być skonfigurowane tak, aby pozostawić pierwsza małą szczelinę powietrzną między magnesami 358 i cewkami 360. Podobnie, cewki 360 mogą być skonfigurowane do pozostawiania drugiej małej szczeliny powietrznej między cewkami 360 i zewnętrznym kołem zębatym 330. Małe szczeliny powietrzne
mogą umożliwiać obracanie się magnesów 358 i zewnętrznego koła zębatego 330 bez kontaktu z cewkami 360. Zatem magnesy 358 i zewnętrzne koło zębate 330 mogą się obracać, podczas gdy cewki 360 są nieruchome.
Do mocowania i zwalniania zewnętrznego koła zębatego 330 zastosowano sprzęgło 556, który może zawierać okrągłą tarczę skonfigurowaną do sprzęgania się z zewnętrzną ścianką boczną koła zębatego 350. Sprzęgło 556 może zawierać element powierzchniowy skonfigurowany do sprzęgania się z zewnętrzną ścianą boczną koła zębatego 350, tzn.: sprzęgło 556 może zawierać rowki odpowiadające rowkom na zewnętrznej ścianie bocznej koła zębatego 350. W niektórych przykładach wykonania sprzęgło 556 może być sprzęgłem elektromagnetycznym, które może zawierać otwór 568 do przyjmowania wału korbowego 108, a ponadto ma taką wielkość, aby pasowało do pierścieniowej przestrzeni zapewnianej przez cewki 360. Gdy sprzęgło 556 jest włączone, jak pokazano na FIG.4-6, koło zębate zewnętrzne 330 jest ustawione tak, aby się nie obracało. Gdy sprzęgło 556 jest wyłączone, jak pokazano na FIG.7-9, koło zewnętrzne 330 może swobodnie obracać się wokół kół planetarnych 328.
Rysunki FIG.4-5 zawierają strzałki pokazujące ruch obudowy 110 koła pasowego korby i elementy, które mogą być umieszczone wewnątrz obudowy 110 koła pasowego korby, gdy sprzęgło 556 jest włączone. Ruch może być taki sam, niezależnie od tego, czy motor 100 pracuje, czy jest dopiero uruchamiany ponownie. Sprzęgło sprzęgające 556 może umożliwiać przeniesienie obrotu między wałem korbowym 108, a obudową 110 koła pasowego korby. Zatem, gdy sprzęgło 556 jest włączone, obudowa 110 koła pasowego korby może przenosić obrót na wał korbowy 108. Podobnie, gdy sprzęgło 556 jest włączone, motor 100 może przenosić obrót na wał korbowy 108, a wał korbowy 108 może przenosić obrót na obudowę 110 koła pasowego korby.
Nawiązując do FIG.4-5, gdy motor 100 pracuje podczas jazdy, sprzęgło 556 może zostać włączone, a wał korbowy 108 może się obracać. Z powodu połączenia między nośnikiem planetarnym 336 a wałem korbowym 108 obrót wału korbowego 108 może powodować obrót nośnika planetarnego 336, z tą samą prędkością i w tym samym kierunku co wał korbowy 108. Gdy nośnik planety 336 obraca się, koła planetarne 328 mogą przemieszczać się po torze kołowym wokół osi wzdłużnej wału korbowego 108. Ze sprzęgłem 556 zapobiegającym obrotowi zewnętrznego koła zębatego 330 i zębów 334 koła planetarnego zazębiających się ze stacjonarnymi zębami 352 pierścieniowego koła zębatego, koła planetarne 328 mogą obracać się wokół śrub 340, gdy koła planetarne 328 poruszają się po torze kołowym. Ponieważ zęby przekładni planetarnej 334 mogą zazębiać się z zębami przekładni słonecznej 332, a koła zębate planetarne 328 mogą nie przenosić obrotu na stałe zewnętrzne koło zębate 330, obrót kół zębatych planetarnych 328 wokół śrub 340 może spowodować, że koła zębate planetarne 328 przenoszą obrót na koło zębate słoneczne 326. W rezultacie koło słoneczne 326 może obracać się wokół swojej osi wzdłużnej. Koło słoneczne 326 może być skonfigurowane do wspólnego poruszania się z obudową 110 koła pasowego korby.
FIG.10 pokazuje przypadek, gdy motor 100 pracuje i sprzęgło 556 jest włączone dzięki czemu występuje obrót wału korbowego 108, który napędza zarówno koła jak i sprężarkę 106 klimatyzatora. Sprzęgnięcie sprzęgła 556 i zamocowanie zewnętrznego koła zębatego 330 może spowodować przeniesienie obrotu wału korbowego 108 na obudowę 110 koła pasowego korby. Obrót obudowy 110 koła pasowego korby może spowodować ruch paska 116 koła pasowego, który z kolei może powodować obrót koła pasowego 114 klimatyzatora. W rezultacie koło pasowe 114 klimatyzatora może przenosić obrót na wałek napędowy 112, powodując obracanie się wałka napędowego 112 i napędzanie sprężarki 106 klimatyzatora. RYS.7-8 obejmują strzałki pokazujące ruch obudowy 110 koła pasowego korby i elementy, które mogą być umieszczone w obudowie 110 koła pasowego korby, gdy sprzęgło 556 jest odłączone. Sprzęgło rozłączające 556 może zapobiegać przenoszeniu obrotu między wałem korbowym 108, a obudową 110 koła pasowego korby. Zatem, gdy sprzęgło 556 jest odłączone, obudowa 110 koła pasowego korby może obracać się bez przenoszenia obrotu na wał korbowy 108. Podobnie, wał korbowy 108 może obracać się bez przenoszenia obrotu na obudowę 110 koła pasowego korby.
Nawiązując do RYS.7-8, gdy silnik 100 jest zatrzymany, sprzęgło 556 może zostać włączone, a silnik może zostać uruchomiony, aby spowodować obrót obudowy 110 koła pasowego korby. Ponieważ koło słoneczne 326 może być skonfigurowane do wspólnego poruszania się z obudową 110 koła pasowego korby, obrót obudowy 110 koła pasowego korby może powodować obrót koła słonecznego 326. Zęby koła zębatego słonecznego 332 mogą zazębiać się z zębami koła zębatego planetarnego 334, powodując, że koła zębate planetarne 328 obracają się wokół śrub 340, gdy koło słoneczne 326 obraca się. Ponieważ zewnętrzne koło zębate 330 może się swobodnie obracać, gdy sprzęgło 556 jest odłączone, a zęby 352 pierścienia zębatego mogą zazębiać się z zębami 334 koła planetarnego, obrót kół planetarnych 328 może być przenoszony na koło zębate zewnętrzne 330. W rezultacie koło zewnętrzne 330 może obracać się wokół nośnika planety 336. Gdy obrót planetarnych kół zębatych 328 jest przenoszony na zewnętrzne koło zębate 330 zamiast na nośnik planet 336, koła planetarne 328 mogą obracać się wokół śrub 340 bez powodowania obrotu nośnika planet 336. W konsekwencji nośnik planety 336 i wał korbowy 108 mogą pozostawać w bezruchu względem osi wzdłużnej wału korbowego 108.
W przypadku gdy motor 100 jest zatrzymany FIG.11 a sprzęgło 556 wyłączone, następuje zwolnienie zewnętrznego koła zębatego 330, co może pozwolić silnikowi na obrócenie obudowy 110 koła pasowego korby bez przenoszenia obrotów na wał korbowy 108.. Obrót obudowy 110 koła pasowego korby może spowodować ruch paska 116 oraz koła pasowego 114 klimatyzatora. W rezultacie koło pasowe 114 klimatyzatora może przenosić obrót na wałek napędowy 112, powodując obracanie się wałka napędowego 112 i napędzanie sprężarki 106 klimatyzatora. Aby motor 100 został ponownie uruchomiony, sprzęgło 556 musi zostać włączone, a silnik uruchomiony, aby spowodować obrót obudowy 110 koła pasowego korby. Ponieważ koło słoneczne 326 może być skonfigurowane do wspólnego poruszania się z obudową 110 koła pasowego korby, obrót obudowy 110 koła pasowego korby może powodować obrót koła słonecznego 326. Zęby koła zębatego słonecznego 332 mogą zazębiać się z zębami koła zębatego planetarnego 334, powodując, że koła zębate planetarne 328 obracają się wokół śrub 340, gdy koło słoneczne 326 obraca się. Dzięki sprzęgłu 556 zapobiegającemu ruchowi zewnętrznego koła zębatego 330 i zębów 334 koła planetarnego zazębiających się ze stacjonarnymi zębami 352 koła zębatego, obrót kół planetarnych 328 może spowodować, że koła zębate planetarne 328 przemieszczą się wzdłuż kołowej ścieżki zębów koła zębatego 352 Gdy koła planetarne 328 poruszają się po torze kołowym, nośnik planet 336 może obracać się wokół osi wzdłużnej wału korbowego 108. W konsekwencji, ze względu na połączenie między nośnikiem planety 336 a wałem korbowym 108, obrót nośnika planety 336 może powodować obrót wału korbowego 108 z tą samą prędkością i w tym samym kierunku co nośnik planet 336.
Gdy obrót jest przenoszony z silnika na wał korbowy 108 za pośrednictwem mechanizmu przekładni planetarnej, mechanizm przekładni planetarnej może działać jako układ redukcji przekładni zwiększający moment obrotowy wytwarzany przez silnik. W rezultacie wzmocniony moment obrotowy może ponownie uruchomić motor 100. Według rysunku FIG.12 podczas ponownego uruchamiania silnika sprzęgło 556 może zostać włączone, a silnik może zostać uruchomiony, aby spowodować obrót obudowy 110 koła pasowego korby, zapewniając ruch napędowy. W odniesieniu do FIG. 4-5, sprzęgnięcie sprzęgła 556 i zamocowanie zewnętrznego koła zębatego 330 może spowodować przeniesienie obrotu obudowy 110 koła pasowego korby na wał 108. Obrót wału korbowego 108 może spowodować ponowne uruchomienie motoru 100. Jeżeli silnik napędzał sprężarkę 106 klimatyzacji, podczas gdy motor 100 był zatrzymany, silnik może nadal napędzać sprężarkę 106 klimatyzacji, podczas rozruchu motoru 100. Obrót obudowy 110 koła pasowego korby może spowodować ruch paska 116 koła pasowego, który może wymusić obrót koła pasowego 114 klimatyzatora. W rezultacie koło pasowe 114 klimatyzatora może przenosić obrót na wałek napędowy 112 sprężarki 106 klimatyzatora.
Wnioski: Jednym z najważniejszych obecnych trendów w projektowaniu samochodów jest przejście na pojazdy hybrydowe lub w pełni elektryczne. Być może mniej oczywista dla przeciętnego kierowcy jest fundamentalna zmiana w architekturze systemów elektrycznych pojazdów, wraz z wprowadzeniem systemów 48V, DC do współpracy z systemami 12V, DC, których używaliśmy od dziesięcioleci. Pytanie, z czego wynika ta zmiana i co będzie oznaczać dla firm opracowujących elektronikę samochodową i obsługujących je dostawców komponentów, może istotnie prognozować rozwój techniki samochodowej w najbliższej przyszłości. Ci, którzy uważali na lekcji fizyki w liceum mogą teraz mieć satysfakcje z interpretacji wzoru na moc prądy elektrycznego, według którego P(W)= I (A) x U(V) „ Moc w watach równa się iloczynowi napięcia w woltach razy natężenie prądu w amperach”? To przydatne równanie mówi nam, że taką samą moc można dostarczać elektrycznie przy użyciu wysokiego napięcia i małego prądy lub dużego prądu i niskiego napięcia. Ale jest jeszcze jeden warunek wynikający ze wzoru P(W) = U(V) x U(V) / R(Ω) według którego „ Moc w watach równa się kwadratowi napięcia w woltach podzielonego przez rezystancji obciążenia w Ohmach”. Oczywistym wnioskiem powtórki z fizyki jest stwierdzenie, że sensowne jest dostarczanie mocy przy wysokim napięciu i niskim prądzie, aby zminimalizować straty rezystancyjne. To jest jeden z głównych powodów przejścia na 48V w nowoczesnych konstrukcjach samochodów, które posiadają energochłonną klimatyzacje, wydajne komputery wspomagające kierowcę i złożone systemy informacyjno-medialne, co oznacza, że samochody zużywają teraz znacznie więcej energii elektrycznej niż kiedyś. Dlatego sensowne jest przejście na 48V, aby zminimalizować straty rezystancyjne. Przejście na 48V umożliwia dostarczanie większej mocy, więc funkcje takie jak odmrażacze szyb i podgrzewane siedzenia mogą być bardziej efektywne i szybsze w działaniu. Dodatkowa zaletą wprowadzenia 48V jest możliwość hybrydyzacji napędów samochodowych, która zapewnia oszczędność paliwa i zmniejszoną emisję zanieczyszczeń spalin pojazdów przy stosunkowo niskich kosztach. Jako ciekawostki można również przytoczyć fakt, że niektórzy amerykańscy producenci ciężarówek promują stosowanie systemów 48V, wskazując, że umożliwią one użytkownikom zasilanie dodatkowych narzędzi z sieci zasilania pojazdów. Reasumując, branża samochodowa za dużo zainwestowała w systemy elektryczne 12V, aby od razu przejść na 48V. Zamiast tego przejście na 48V będzie następować stopniowo, wraz z wprowadzeniem infrastruktury 48V, która będzie działać równolegle ze „starszym” systemem 12V. Ogólny system 48V zawiera dodatkową baterie 48V, kontroler akumulatora, zespół silnikowo-prądnicowy i falownik, szynę zasilającą i punkty połączeń, a także konwerter DC / DC do przesyłania mocy między dwoma systemami w razie potrzeby. Przejście na 48V wymaga opracowania szerokiej gamy nowych podzespołów, które mogą pracować przy tym wyższym napięciu i spełniać wymagające normy przemysłu motoryzacyjnego. Na przykład łagodne hybrydy będą potrzebować wydajnych obwodów inwerterowych, aby móc dostarczać energię do pokładowej baterii 48V i pobierać ją z niego bez nadmiernych strat. Dodatkowo konieczna jest również modernizacja wiązek przewodów, aby poradziły sobie z wyższymi napięciami i prądami w nowym systemie zasilania. Według materiałów reklamowych światowych firm samochodowych oferowane konstrukcje Mild Hybrid z systemem 48V zapewniają mniejsze zużycie paliwa i emisję spalin, a to dlatego, że można zasilać więcej rzeczy z dodatkowej baterii 48V, który jest ładowany podczas jazdy, przez generator/rozrusznik połączony paskiem z wałem korbowym silnika spalinowego, co zapewnia odzysk energii podczas hamowania i tzw. wybiegu. Dodatkowo, w zależności od stanu naładowania baterii 48V generator/rozrusznik zapewnia również, krótkotrwałe zwiększenie mocy silnika spalinowego, szczególnie podczas krótkotrwałego przyspieszania w trakcie wykonywania manewrów. Obszerną encyklopedyczną wiedzę na temat omawianych konstrukcji Mild Hybrid zawiera artykuł : MIĘKKA HYBRYDA (MILD HYBRID) – CO TO JEST, JAK DZIAŁA, CZY JEST SIĘ CZEGO BAĆ https://premiummoto.pl/miekka-hybryda-mild-hybrid-jak-dziala/, po przeczytaniu którego można występować w charakterze guru w tej dziedzinie. W charakterze ilustracji omawianego tematu można przedstawić również krótki materiał filmowy: 48 Volt Battery for Mild Hybrids – explained in a simple way!
UWAGA: Na zakończenie można przytoczyć patent Boscha z tej dziedziny US9260106, który dobitnie ilustruje stopień trudności w implementacji rozwiązania MIld Hybryd we współczesnych konstrukcjach samochodów tego typu. Ze względu na stopień trudności opisywanych w nim procedur, muszę się przyznać, że sam mam problemy ze zrozumieniem szczegółów istoty opatentowanego rozwiązania. Dodatkowa trudność sprawia lustrzane przeniesienie oryginału niemieckiego opisu patentowego na opis patentowy w systemie amerykańskim, którego filozofia zasadniczo różni się od niemieckiego systemu patentowego.