시작-정지 시스템. 효과가있다?
수년 동안 알려진 연료 소비를 줄이는 방법 중 하나는 자동차가 잠시 정차하는 동안에도 엔진을 끄는 것입니다. 현대 자동차에서는 Start-Stop 시스템이 이 작업을 담당합니다.
55년대 독일에서 0,35kW 엔진이 장착된 Audi LS에 대해 실시된 트랙션 테스트에서 공회전 시 연료 소비량이 1,87cm5인 것으로 나타났습니다. XNUMX./s, XNUMX 시작 부분에는 XNUMX을 참조하십시오. 이 데이터는 XNUMX 초 이상 정지하면서 엔진을 끄면 연료가 절약된다는 것을 보여주었습니다.
거의 동시에 다른 자동차 제조업체에서도 유사한 테스트를 수행했습니다. 매우 짧은 정차에서도 엔진을 정지했다가 다시 시작하여 연료 소비를 줄이는 기능은 이러한 작업을 자동으로 수행하는 제어 장치의 개발로 이어졌습니다. 첫 번째는 아마도 1,5년대에 정지 시 엔진을 10초 이상 끄는 Crown 모델의 전자 장치를 사용한 Toyota일 것입니다. 도쿄 교통 체증 테스트에서 연료 소비가 1% 감소한 것으로 나타났습니다. 유사하게 작동하는 시스템이 Fiat Regata 및 첫 번째 Formel E Volkswagen Polo에서 테스트되었습니다. 후자 차량의 장치를 통해 운전자는 엔진을 정지하거나 속도, 엔진 온도 및 기어 레버 위치에 따라 자동으로 정지할 수 있습니다. 운전자가 클러치 페달을 밟은 상태에서 가속 페달을 밟은 상태에서 2단 또는 5단 기어를 물린 상태에서 시동을 켜고 엔진을 재시동했다. 차량 속도가 XNUMXkm / h 미만으로 떨어지면 시스템이 엔진을 끄고 유휴 채널을 닫습니다. 엔진이 차가우면 시동기의 마모를 줄이기 위해 온도 센서가 엔진 정지를 차단합니다. 따뜻한 엔진은 차가운 엔진보다 시동하는 데 훨씬 적은 시간이 걸리기 때문입니다. 또한 제어 시스템은 배터리 부하를 줄이기 위해 차량이 주차되었을 때 열선 리어 윈도우를 끕니다.
도로 테스트 결과 불리한 주행 조건에서 최대 10%의 연료 소비 감소가 나타났습니다. 일산화탄소 배출량도 10% 감소했다. 2% 조금 넘습니다. 반면에 배기 가스의 질소 산화물과 거의 5가지 탄화수소의 함량이 증가했습니다. 흥미롭게도 스타터의 내구성에 대한 시스템의 부정적인 영향은 없었습니다.
최신 시작-정지 시스템
최신 시동-정지 시스템은 주차 시(특정 조건에서) 자동으로 엔진을 끄고 자동 변속기 차량에서 운전자가 클러치 페달을 밟거나 브레이크 페달에서 발을 떼는 즉시 다시 시동을 겁니다. 이는 연료 소비와 탄소 배출을 감소시키지만 도시 교통에서만 가능합니다. Start-Stop 시스템을 사용하려면 스타터 또는 배터리와 같은 특정 차량 부품이 더 오래 지속되고 빈번한 엔진 정지의 영향으로부터 다른 부품을 보호해야 합니다.
Start-Stop 시스템에는 다소 정교한 에너지 관리 시스템이 장착되어 있습니다. 그들의 주요 작업에는 배터리 충전 상태 확인, 통신 버스에서 수신기 구성, 전력 소비 감소 및 현재 최적의 충전 전압 확보가 포함됩니다. 이 모든 것은 배터리가 너무 많이 방전되는 것을 방지하고 언제든지 엔진을 시동할 수 있도록 하기 위한 것입니다. 시스템 컨트롤러는 배터리 상태를 지속적으로 평가하여 온도, 전압, 전류 및 작동 시간을 모니터링합니다. 이 매개변수는 순간 시동 전력과 현재 충전 상태를 결정합니다. 시스템이 낮은 배터리 수준을 감지하면 프로그래밍된 종료 순서에 따라 활성화된 수신기의 수를 줄입니다.
Start-Stop 시스템은 제동 에너지 회수 기능을 선택적으로 장착할 수 있습니다.
Start Stop 시스템이 있는 차량은 EFB 또는 AGM 배터리를 사용합니다. EFB 유형의 배터리는 기존 배터리와 달리 폴리에스테르 코팅으로 코팅된 양극판을 가지고 있어 빈번한 방전 및 고전류 충전에 대한 플레이트의 활성 질량 저항을 증가시킵니다. 반면 AGM 배터리는 플레이트 사이에 유리 섬유가 있어 전해질을 완전히 흡수합니다. 실질적으로 손실이 없습니다. 이 유형의 배터리 단자에서 약간 더 높은 전압을 얻을 수 있습니다. 그들은 또한 소위 심방전(deep discharge)에 더 강합니다.
엔진에 해를 끼치나요?
수십 년 전에는 엔진 시동을 걸 때마다 주행 거리가 수백 킬로미터씩 늘어난다고 믿었습니다. 이 경우 도시 교통에서만 운전하는 자동차에서 작동하는 Start-Stop 시스템은 엔진을 매우 빨리 종료해야 합니다. 켜고 끄는 것은 아마도 엔진이 가장 좋아하는 것이 아닐 것입니다. 그러나 예를 들어 윤활유 분야의 기술적 진보를 고려해야 합니다. 또한 Start-Stop 시스템은 빈번한 종료의 결과로부터 다양한 시스템, 주로 엔진을 효과적으로 보호해야 합니다. 이것은 특히 터보차저의 추가 강제 윤활을 보장하기 위해 적용됩니다.
Start-Stop 시스템의 스타터
사용 중인 대부분의 시동-정지 시스템에서 엔진은 기존 스타터를 사용하여 시동됩니다. 그러나 대폭 늘어난 연산 횟수로 인해 내구도가 높아졌다. 스타터는 더 강력하고 내마모성 브러시가 장착되어 있습니다. 클러치 메커니즘에는 재설계된 일방향 클러치가 있으며 기어에는 수정된 톱니 모양이 있습니다. 그 결과 스타터 작동이 더 조용해지며, 이는 잦은 엔진 시동 시 운전 편의성에 중요합니다.
가역 발전기
StARS(Starter Alternator Reversible System)라고 하는 장치는 Valeo가 Start-Stop 시스템용으로 개발했습니다. 이 시스템은 스타터와 교류 발전기의 기능을 결합한 가역 전기 기계를 기반으로 합니다. 고전적인 발전기 대신 가역 발전기를 쉽게 설치할 수 있습니다.
이 장치는 매우 부드러운 시작을 제공합니다. 기존 스타터에 비해 여기에는 연결 프로세스가 없습니다. 시동시 이때 전동기가 되는 가역형 교류발전기의 고정자권선에는 교류전압이, 회전자권선에는 직류전압이 공급되어야 한다. 온보드 배터리에서 AC 전압을 얻으려면 소위 인버터를 사용해야 합니다. 또한 고정자 권선에는 전압 안정기와 다이오드 브리지를 통해 교류 전압이 공급되어서는 안됩니다. 이때 전압 조정기와 다이오드 브리지를 고정자 권선에서 분리해야 합니다. 시동 시 가역 발전기는 2 - 2,5kW 전력의 전기 모터가 되어 40Nm의 토크를 발생시킵니다. 이를 통해 350-400ms 내에 엔진을 시동할 수 있습니다.
엔진이 시동되면 인버터의 AC 전압이 흐르지 않고 가역 발전기는 다시 고정자 권선에 연결된 다이오드와 차량의 전기 시스템에 DC 전압을 공급하는 전압 조정기가 있는 교류 발전기가 됩니다.
일부 솔루션에서는 가역 발전기 외에도 엔진에 오랜 시간 동안 사용하지 않은 후 처음 시동하는 데 사용되는 기존 스타터가 장착되어 있습니다.
에너지 축적기
Start-Stop 시스템의 일부 솔루션에는 일반적인 배터리 외에도 소위 배터리가 있습니다. 에너지 축적기. 그것의 임무는 "Start-Stop"모드에서 첫 번째 엔진 시동 및 재시동을 용이하게 하기 위해 전기를 축적하는 것입니다. 수백 패럿의 용량으로 직렬로 연결된 두 개의 커패시터로 구성됩니다. 방전 시 수백 암페어의 전류로 시동 시스템을 지원할 수 있습니다.
Условия эксплуатации
Start-Stop 시스템의 작동은 다양한 조건에서만 가능합니다. 우선, 엔진을 다시 시작하려면 배터리에 충분한 에너지가 있어야 합니다. 또한 포함합니다. 처음 출발할 때부터 차량 속도는 특정 값(예: 10km/h)을 초과해야 합니다. 차량이 두 번 연속으로 정차하는 사이의 시간이 프로그램에서 설정한 최소 시간보다 큽니다. 연료, 교류 발전기 및 배터리 온도가 지정된 범위 내에 있습니다. 운전 마지막 순간에 정지 횟수가 한도를 초과하지 않았습니다. 엔진이 최적의 작동 온도에 있습니다.
이는 시스템이 작동하기 위해 충족해야 하는 일부 요구 사항일 뿐입니다.
