Sieć o napięciu 48V w samochodach Audi
„W naszej strategii nowoczesnych rozwiązań napędu, wykorzystujemy wszystkie możliwości elektryfikacji. Sieć pokładowa o napięciu 48 woltów odgrywa w tych założeniach istotną rolę” – mówi prof. dr Ulrich Hackenberg, członek zarządu Audi AG ds. rozwoju technicznego. „Sieć 48 V daje możliwość wykorzystywania znacznych ilości energii elektrycznej. Otwiera więc furtkę dla rozwiązań technicznych czyniących nasze samochody jeszcze bardziej sportowymi, jeszcze bardziej wydajnymi, a jednocześnie bardzo komfortowymi.”
Dlaczego Audi potrzebuje wyższego napięcia sieci?
Możliwości sieci pokładowej o napięciu 48 woltów Audi zademonstrowało niedawno w pojazdach prototypowych Audi A6 TDI concept i RS 5 TDI concept. Oba modele wyposażono w napędzaną elektrycznie sprężarkę. Pracuje ona niezależnie od obciążenia silnika i dzięki temu znacznie poprawia przyspieszenie samochodu. Ponadto sieć 48 V jest idealna do wdrożenia systemów zapewniających wysoki komfort jazdy przy dynamicznej kontroli podwozia. Już wkrótce cztery pierścienie przedstawią nowe rozwiązania na tym polu.
Przy obecnym stanie techniki, sieci pokładowe o napięciu 12 woltów osiągnęły kres swych możliwości. Generalnie, zwłaszcza w niskich temperaturach, tzw. odbiorniki statyczne całkowicie zużywają prąd generowany przez obecnie stosowane alternatory o mocy do trzech kW. Dla nowych, dynamicznych odbiorników, takich jak np. napędzana elektrycznie sprężarka wysokiej mocy, pojemność akumulatora jest niewystarczająca.
Dwie sieci napięcia: 12V i 48V
Rozwiązaniem jest druga, częściowa sieć pokładowa o napięciu 48V, która uzupełnia sieć o napięciu 12V. Wyższe napięcie sprawia, że przewody mogą mieć mniejszy przekrój, co z kolei wpływa na obniżenie ciężaru okablowania oraz strat wynikających z przepływu. Sieć 48V wykorzystuje nowe techniki magazynowania energii elektrycznej i dostarcza znacznie więcej prądu niż sieć 12V z ogniwami ołowiowymi. To właśnie czyni ją ważnym elementem strategii Audi, zmierzającej do elektryfikacji napędu. Inżynierowie z Ingolstadt, w ramach prac związanych ze strategią, wdrażają już koncepcję skalowalnej platformy, w tym jej wersję ze zintegrowaną, napędzaną elektrycznie sprężarką.
W jej najbardziej zaawansowanej wersji rozwojowej, źródłem energii przy wyłączonym silniku jest kompaktowy, litowo-jonowy akumulator o napięciu 48 woltów, a przetwornik prądu stałego łączy sieć 12-woltową z siecią pokładową. Akumulator litowo-jonowy współpracuje z nowym alternatorem o zoptymalizowanej wydajności, czyniącym z układu napędowego system niemal hybrydowy. W ramach tej koncepcji mamy do czynienia z różnymi, zależnymi od bieżących potrzeb, sposobami rozruchu, sterowania i wyłączania silnika spalinowego. Potężny alternator, przy rekuperacji, odzyskuje nawet dziesięć kilowatów, o wiele więcej niż jest to możliwe obecnie. W ten sposób można zmniejszyć emisję dwutlenku węgla na kilometr nawet o dziesięć gramów, co odpowiada ilości 0,4 litra paliwa na 100 kilometrów.
Źródło: materiały prasowe Audi