Mercedes-Benz'in mikro hibrit 48V motor sisteminin analizi
Son yıllarda yeni bir hibrit güç sistemi popüler hale geldi.Mercedes-Benz'in temsil ettiği Alman otomobil markaları bunu ana modellerine tanıttı.Bu sistem 48V motor sistemidir. Mercedes-Benz, bu sistemi S-Class, CLS-Class, C-Class ve diğer modellerde tanıtmıştır.Yerel üretilen Mercedes-Benz C 260 L spor sedan ve C 260 spor sedan da bu sistemle donatılmıştır. Gelecekte tüm modellere yaygınlaştırılacaktır. Peki, 48V motor sistemi tam olarak ne için kullanılıyor? Nasıl gelişti? Ana özellikleri nelerdir? Gelecekteki beklentiler nelerdir?
48V motor sistemini anlamadan önce, bir konsept hakkında konuşmalıyız: Zayıf hibrit veya mikro hibrit olarak çevrilebilen hafif hibrit, belirli bir saf elektrikli seyir menzili sağlayabilen Toyota Prius gibi geleneksel bir hibrit otomobile karşılık gelir. / Mid-mix ve plug-in hibrit modeller, 48V motor sistemi şu anda en yaygın mikro-karışım sistemidir. Kullandığı pil takımının kapasitesi düşüktür ve motor gücü yüksek değildir, genellikle sadece onlarca kilovattır.Ancak bu sistem, aracın motoru marş etmesini önleyebilir, örneğin yavaşlama, frenleme, durma gibi belirli çalışma koşullarında. Kinetik enerji şarj edilerek geri kazanılır.
2009 yılında piyasaya sürülen Mercedes-Benz S 400 Hybrid aynı zamanda bir mikro hibrit modeldir.Aynı zamanda lityum iyon akü kullanan ilk hibrit modeldir.3,5 litrelik V6 motorla çalıştırılmasına rağmen 100 kilometrede kapsamlı yakıt tüketimi sadece 7,9 litredir. Bununla birlikte, bu arabanın mikro hibrit sistemi 48V motor sistemi değildir.Üç fazlı motoru 120V voltaj kullanır ve çoğu yerleşik elektrikli alete güç sağlamak için bir DC-DC dönüştürücü aracılığıyla 12V güce dönüştürülmesi gerekir.
Zayıf karışımın yakıt tüketiminin azaltılmasında rol oynayabileceği görülebilir. Aslında, en eski zayıf hibritler de, 1990'lara kadar izlenebilen 42V sistemleri (General Motors tarafından temsil edilen) kullanıyordu ve bazı standartlar oluşturuldu ve 2000 civarında piyasaya sürüldü. Haziran 2011'e kadar Daimler, BMW, Porsche ve Volkswagen ortaklaşa 48V sistemini piyasaya sürdü.Aynı yıl 48V teknik şartname LV148 yayınlandı. 48V sistemi ana akıma dönüşmedi. Ondan sonra Volvo, Jaguar Land Rover, Mitsubishi ve diğerleri de katıldı.
48V motor sisteminin asıl bileşenleri arasında esas olarak doğrudan / DC dönüştürücüler, invertörler (DC / AC dönüştürücüler), 48V pil paketleri, motorlar / jeneratörler ve diğer bileşenler bulunur. Şu anda ana tedarikçiler arasında Bosch, Continental, Schaeff bulunmaktadır Le, Johnson Controls, Delphi vb. Aşağıdaki şekil, Delphi'nin 48V motor sisteminin şematik bir diyagramıdır .. 48V veriyolu ve geleneksel 12V veriyolunun teknik çözümün bir arada bulunduğu görülebilir.
Neden 48V motor sistemi kullanılmalı? Daha önce bahsedildiği gibi, bu mikro karıştırma sistemi gerçekten yakıt tüketimini azaltabilir. Avrupa, 2021'de bir sonraki araç emisyon göstergelerini açıklayacağı için kesinlikle şu an olduğundan daha katıdır.İhtiyaçları karşılamak için sadece çok sayıda saf elektrikli ve hibrit modelin satılabilmesi beklenmektedir, bu nedenle hibrit güce geçmek gerekiyor. Daha da önemlisi, 48V sistemi yüksek maliyetli yüksek voltajlı hat korumasına ihtiyaç duymaz, dolayısıyla yüksek voltajlı hibrit sistemlerin (200-600V) en sinir bozucu elektriksel güvenlik sorununu atlayarak sistem maliyetlerini düşürür. 48V motor sisteminin mevcut piyasada yakıt tüketimini azaltmak için en uygun maliyetli teknik çözüm olduğu söylenebilir.
İlgili istatistiklere göre 48V'luk bir motor sisteminin donatılması, 800-1000 ABD doları tutarında bir maliyet artışı getirecek, ancak aynı güç ve emisyon seviyesine sahip dizel modellere kıyasla 48V motor sistemi, aracın gerçek maliyetini 600-1000 ABD Doları kadar düşürebiliyor. Sırf lityum iyon pil takımının kapasitesi düşük olduğu için, eşleşen elektrik motorunun gücü yüksek olmadığı için bu sistem tekerlekleri tek başına süremez, yani saf elektrikli sürüş kabiliyeti sağlayamaz.
48V motor sisteminin ana bileşenleri motor / motor ve pil paketidir ve maliyet düşürmede bazı sonuçlar elde edilmiştir. Örneğin, Bosch tarafından geliştirilen 48V lityum iyon akü paketi, aktif bir soğutma sistemi gerektirmez ve genel akü paketlerinde kullanılan metal kapak yerine sadece plastik bir kapağa ihtiyaç duyar. Bosch, birçok otomobil şirketinin ana tedarikçisidir.
Mercedes-Benz arabalarında 48V motor sistemine geri dönelim. Şu anda Mercedes-Benz C 200, C 260, CLS 350, CLS 450, GLE 450, S 450, S 500 ve Mercedes-AMG CLS 53'te kullanılmaktadır, GT 53, E 53 ve diğer modeller. 2018 Mercedes-Benz S-Class'ta, elektronik türbinlere, yağ pompalarına, hava pompalarına, klima kompresörlerine, su pompalarına, marş motorlarına vb. Güç sağlamak için 48V sistemi kullanabilen 3.0 litrelik sıralı altı motorla birlikte bir mikro karıştırma sistemi oluşturur.
ISG'nin varlığından dolayı, sıradan araçlar gibi motorun çalışmasına güvenmek yerine, su pompaları ve klima kompresörleri gibi daha güçlü ekipmanlar ISG tarafından çalıştırılabilir.Bu sayede araç durduğunda (kırmızı ışık beklemek gibi) motor durabilir. Çalışma süresi, böylece tüm aracın enerji tüketimini azaltır. ISG'nin daha büyük gücü, motorun daha hızlı yeniden çalışmasını sağlayarak, çalıştırma sırasında daha sessiz ve pürüzsüz hissetmesini sağlar. Ek olarak, batarya takımı yeterince şarj edildiğinde, motor yokuş aşağı bir bölümde veya durması gerektiğine karar verilmeden, yani boşta sürüş modu gerçekleştirilmeden önce kapatılabilir.
48V motor sisteminin varlığı, rölanti hızının daha düşük ayarlanabilmesi gibi bir başka avantaja sahiptir.Mercedes-Benz S-Class'ta minimum, sadece 520 rpm iken, ortalama araç 600-800 rpm'dir. Düşük rölanti hızının en az iki faydası vardır: Birincisi daha az yakıt tüketmesi, diğeri ise aracın titreşiminin daha hafif olması ve bu da insanları daha rahat hissettirmesidir. Ek olarak, 48V motor sistemi, Mercedes-Benz S 500'ün sıralı altı motorlu bir V8 motorunkine benzer bir güç seviyesi elde etmesini sağlar. 100 kilometreye hızlanması sadece 4,8 saniye sürer. Resmi Mercedes-Benz verilerine göre, bu sistem, değiştirdiği 4.0 litrelik çift turboşarjlı V8 motora kıyasla yakıt verimliliğinde% 22 artışa sahip.
Bununla birlikte, Mercedes-Benz C 260 L spor sedan ve C 260 spor sedan'da kullanılan 48V motor sistemi, kayış tahrikli yüksek güçlü marş motoruna / jeneratörüne dayanan RSG'ye dayanmaktadır. Faydalar temelde Mercedes-Benz S-Serisi ile aynıdır. Yeni M2641.5 litrelik sıralı dörtlü motoru, çift vorteks teknolojisi ile donatıldığından, aynı zamanda bir elektronik turboşarjla donatılmamış, ancak aracın güç seviyesi hala aynı seviyede lider konumdadır.
Önceki Mercedes-Benz S-Class'ta olduğu gibi, 48V motor sistemi de Mercedes-Benz C-Class'a üç büyük avantaj getiriyor: "sessiz sürüş, yumuşak başlatma ve hızlanma ve düşük yakıt tüketimi". "Statik", motorun daha yüksek bir güce sahip olmasından kaynaklanır. Bazı durumlarda, motorun tamamen kapatılmasına izin vererek, elektrikli bir araba kadar sessiz olmasını sağlayarak, motorun yerleşik elektrikli cihazlara güç sağlamak için değiştirilebilmesi; "Shun", yüksek güçlü motorun daha kolay ve daha hızlı olabilmesidir. Motor düşük seviyeli bir şekilde çalıştırılır, soğuk çalıştırma, çalıştırma-durdurma ve hızlanma sırasında daha hafif olur ve eşleşen 9 ileri otomatik şanzıman aynı zamanda güç aktarımını daha sorunsuz hale getirir; "tasarruf", mikro karıştırma sisteminin motorun çalışmasını daha makul şekilde kullanabilmesidir. Yağ tüketen soğuk çalıştırma ve düşük hızlı fazlar motor yardımına bağlıdır.
Daha katı emisyon düzenlemeleri karşısında, daha ekonomik yakıt tüketiminin peşinde, üretim maliyetlerinin de dikkate alınmasıyla birlikte birçok otomobil şirketi 48V motor sistemlerine yöneldi. Bu tür bir mikro-hibrit dizel-elektrik hibritinin şu anda ana gelişme trendi olduğu söylenebilir. German Continental Group'un tahminlerine göre 48V motor sistemi önümüzdeki birkaç yıl içinde hızla gelişecek ve 2020'de toplam otomotiv pazar payının% 4'ünü kaplayacak ve 2030'da% 22'ye ulaşacak. Aslında, bir zamanlar Avrupa tarafından aranan dizel gücü, halihazırda 48V motor sistemi tarafından temsil edilen mikro hibrit güce dönüyor ve Mercedes-Benz de bu etkili güç sistemini tam olarak benimseyecek.
