마일드 하이브리드 주요 기계 부품 구성, Mild Hybrid Electric Vehicle (MHEV) – components (Continental)

이 기사에서는 마일드 하이브리드 전기 자동차 (MHEV)의 주요 구성 요소의 전기적 및 기계적 매개 변수에 대해 설명합니다. 이 문서는 Continental에서 제공하는 48V MHEV 구성 요소에 중점을 둡니다.

다양한 유형의 하이브리드 전기 자동차와 마일드 하이브리드 전기 자동차를 만드는 이유를 상기하려면 다음 기사를 읽으십시오.

 

▷마이크로, 마일드, 풀 및 플러그인 하이브리드 전기 자동차 이해

▷마일드 하이브리드 전기차 (MHEV) – 소개

▷마일드 하이브리드 전기 자동차 (MHEV) – 아키텍처

 

48V 마일드 하이브리드 전기 자동차 시스템은 몇 가지 핵심 부품으로 만 구성됩니다.

▷전기 기계

ACDC 인버터

DCDC 변환기

▷배터리

 

48V 전기 네트워크에 더 많은 전기 부품을 추가하면 연비 및 차량 주행성 측면에서 추가 개선이 가능합니다. 차량 애플리케이션에 따라 이러한 구성 요소는 전기를 공급하고 48V 네트워크에 연결할 수 있습니다.

 ▷엔진 오일 펌프

 ▷엔진 진공 펌프

 ▷변속기 오일 펌프

 ▷엔진 워터 펌프

 ▷A / C 압축기

 ▷흡기 압축기

 ▷엔진 냉각수 히터

 

더 높은 배터리 전압과 에너지 용량은 배기 가스 후 처리 시스템에 대한 개선 된 기술의 기회를 제공합니다. 한 가지 예는 다음과 같습니다.

 

 Continental의 전기 가열 촉매 EMICAT®

 

¨ 전기 기계 및 인버터

현재 가장 일반적인 마일드 하이브리드 토폴로지는 전기 기계가 FEAD (Front End Accessory Drive)에 통합 된 P0 아키텍처입니다. 이 경우 전기 기계는 역할 및 패키지 측면에서 교류 발전기를 대체하고 있습니다.

48V belt starter generator

 

Image: 48V belt starter generator
출처: Continental

 

445/5000

벨트 일체형 시동 발전기 (BiSG 또는 e-machine)는 두 가지 주요 기능을 가진 비동기식 또는 동기식 전기 기계가 될 수 있습니다.

▶모터 모드에서 파워 트레인에 토크 제공

▶발전기 모드에서 전기 생산

예를 들어 BiSG 4-6kW의 공칭 전력과 약 14-16kW의 피크 전력을 제공 할 수 있습니다. 출력 토크는 약 60Nm 일 수 있으며 벨트 풀리 비율로 증폭 될 때 크랭크 축에서 최대 160Nm에 도달 할 수 있습니다.

48V belt starter generator

 

Image: 48V belt starter generator – exploded view
출처: Continental

1. 풀리

2. 하우징

3. 로터

4. 고정자

5. 통합 인버터

대부분의 48V 스타터 발전기는 인버터가 통합 된 3 상 교류 (AC) 전기 기계입니다. 인버터에는 두 가지 역할이 있습니다.

 AC의 배터리에서 공급되는 직류 (DC)를 전기 기계가 모터 모드 일 때 전원으로 변환

 ▶전기 기계 (발전기 모드)에서 생성 된 ACDC로 변환하여 배터리에 저장 가능

인버터가 통합 된 48V 벨트 스타터 발전기의 일반적인 전기적 및 기계적 매개 변수는 다음과 같습니다.

인버터와 전기 기계가 동일한 하우징에 통합됨 (따라서 인버터와 전자 기계 사이에 외부 케이블이 없음)

▶출력 토크 : 60Nm (크랭크 축에서 최대 160Nm)

▶기계적 피크 전력 ( 2 초 동안 사용 가능) : 14-16kW

▶기계적 연속 전력 : 4-6 kW

▶최대 속도 (연속) : 20000 rpm

▶수냉

로터는 동기식 전자 기계의 경우 클로폴 유형이거나 비동기 / 유도 전자 기계의 경우 구리 / 알루미늄 유형일 수 있습니다.

비교를 위해 P1 마일드 하이브리드 아키텍처의 경우 e- 머신은 내연 기관과 변속기 사이에 위치하기 위해 평평해야 합니다. 이러한 응용 분야에서 높은 토크 출력을 얻으려면 e- 머신이 높은 전력 밀도를 가져야 합니다. 따라서 유도 비동기 전자 기계 대신 영구 자석 동기 전자 기계가 사용됩니다.

변속기 장착 전기 기계 또는 P2 마일드 하이브리드 아키텍처는 변속기 케이스에 통합하거나 옆에 장착하여 벨트 구동 식으로 장착 할 수 있습니다.

Continental이 제안한 벨트 구동 설계는 매우 콤팩트하며 내연 기관과 변속기 사이의 제한된 공간에서 통합을 용이하게 합니다. 이 구성의 주요 이점은 엔진을 전기 기계에서 분리하여 전기 에너지의 회복을 향상시킬 수 있다는 것입니다 (엔진 손실이 없음). 또한 엔진 오프 코스 팅 / 세일링이 구현되면 전기 기계는 제한된 양의 토크를 제공 할 수 있으며 제동 중에 전기 에너지를 회복 할 수도 있습니다.

 

Image: 48V P2 hybrid module
출처: Continental

Image: 48V belt drive system
출처: Continental

1. 48V 전기 기계

2. 디커플링 텐셔너

3. 구동계 풀리

4. 벨트

5. A / C 압축기

P2 e- 머신의 냉각이 변속기 오일을 통해 수행되는 경우, 로터 유형은 영구 자석 또는 인덕션의 브러시리스여야 합니다. 포장 제약 (공간 제한)의 경우, 유도 기계 대신 영구 자석 기계 (높은 토크 밀도)가 선호됩니다.

 

¨ DC-DC 변환기

48V 마일드 하이브리드 전기 자동차에는 저전압 (12V) 네트워크와 고전압 (48V) 네트워크의 두 가지 전기 네트워크가 있습니다. 전기 에너지는 48V 전자 기계로만 생산할 수 있으므로 48V 시스템에서 12V 시스템으로 에너지를 전송하려면 DCDC 변환기가 필요합니다.

48V DCDC converter

 

Image: 48V DCDC converter
출처: Continental

DCDC 컨버터는 고전압에서 저전압 (48V ~ 12V)으로 변환 할 때 벅 모드 (스텝 다운) 또는 저전압에서 고전압 (12V)으로 변환 할 때 부스트 모드 (스텝 업)에서 작동 할 수 있습니다. 48V까지). MHEV 애플리케이션에서 대부분의 경우 DCDC는 벅 모드에서 작동하지만 두 모드를 모두 수행 할 수 있습니다.

자동차 애플리케이션에 사용되는 일반적인 DCDC 컨버터의 매개 변수는 다음과 같습니다.

▶벅 모드에서 연속 전력 : 최대 3kW

▶연속 전류 : 215A (벅 모드), 58A (부스트 모드)

▶효율성 : 95 % 이상

▶입력 전압 (벅 모드) : 24 – 54V

▶출력 전압 (벅 모드) : 6 – 16V

¨ 전기 압축기 (e-Compressor)

터보 차저 엔진에는 운전자가 가속 페달을 밟은 순간부터 차량 가속이 지연되는 이른바 "터보 지연"이 있습니다. 이것은 흡기 / 배기 가스와 압축기의 로터의 관성 때문에 발생합니다.

48V 네트워크는 기존 터보 차저 보다 응답 시간이 더 빠른 전기 압축기를 사용할 수 있는 기회를 제공합니다. Continental 48V 마일드 하이브리드 아키텍처에 적합한 자동차 애플리케이션 용 전기 구동 방사형 압축기를 제조합니다.

48V e-Compressor

Image: 48V e-Compressor
출처: Continental

e-Compressor는 엔진의 전반적인 토크 과도 응답과 저급 토크 특성을 개선하여 가벼운 하이브리드 애플리케이션을 위해 엔진의 크기를 더욱 줄일 수 있습니다.

Continental에서 제공하는 48V e-Compressor의 주요 특징은 다음과 같습니다.

▶전기 모터 : 영구 자석 동기

▶공급 전압 : 48V

▶피크 샤프트 파워 : 5kW

▶최대 속도 : 70000 rpm

▶응답 시간 t90 : 0.25 초 미만 (t90은 목표 속도의 90 %에 도달하는 시간을 나타냄)

▶수냉식

CAN 인터페이스가 있는 통합 전자 장치

▶고속 베어링 시스템

▶용도별 압축기 설계 (다른 엔진 사양에 맞게 사용자 정의 가능)

¨ 전기 가열 촉매 EMICAT®

내연 기관은 배기 가스 배출 표준 (Euro 6, SULEV )을 충족 할 수 있는 후 처리 시스템이 필요합니다. 촉매 변환기는 ICE 후 처리 시스템에서 널리 사용됩니다. 촉매 변환기의 단점 중 하나는 효율적으로 작동하려면 고온에 도달해야 한다는 것입니다.

스파크 점화 (가솔린) 엔진에 사용되는 3 원 촉매 컨버터에서 소등 온도 (작동을 시작하는 값)는 약 300 ° C입니다. 가장 효율적인 전환율은 400 – 800 ° C 사이의 공칭 온도에서 얻어집니다.

가능한 한 배출량을 줄이려면 촉매가 가능한 한 빨리 소등 온도에 도달해야 합니다. 하이브리드 차량은 정지 및 시동 중 또는 엔진이 꺼진 상태에서 타력 주행 중에 엔진 정지 상황이 더 자주 발생하기 때문에 이러한 상황을 악화시킵니다.

Image: EMICAT®

출처: Continental

Image: EMICAT® and catalyst

출처: Continental

Continental에서 제공하는 전기 가열 촉매 EMICAT®는 매우 짧은 시간에 촉매 변환기를 가열하여 이 문제를 해결합니다. 이 기술을 사용하면 엔진 끄기 단계를 반복하고 연장하여 유해 배출량을 동시에 줄일 수 있습니다 (촉매 조명 끄기 온도에 더 짧은 시간에 도달). 가솔린 및 디젤 승용차 후 처리 시스템은 물론 고효율 지원 촉매를 포함한 중부 하 작업에도 통합 될 수 있습니다.

EMICAT® 시스템의 주요 특징은 다음과 같습니다.

 작동 전압 : 12V 또는 24V 또는 48V

 12V의 정격 전력 : 0.3 – 3.6 kW

 24V의 정격 전력 : 1 – 4 kW

 48V의 정격 전력 : 2 – 4 kW

직경 (차량 용도에 따라 다름) : 50 – 342 mm

EMICAT performance

 

Image: EMICAT performance
출처: Continental

위의 이미지에서 가열되지 않은 촉매에 비해 가열 된 촉매의 전력 등급 기능인 온도 반응과 탄화수소 (HC) 배출 감소를 볼 수 있습니다. 48V 전기 네트워크 (마일드 하이브리드 차량)에 적합한 3kW 전력에서 최고의 성능을 얻습니다.

전기 가열 촉매는 후 처리 시스템에 다음과 같은 몇 가지 이점을 제공합니다.

▶촉매 조명 오프 온도의 더 빠른 도달

▶무부하 또는 엔진 오프 단계에서 촉매 냉각 감소

▶귀금속 감소 가능성 (비용 절감)

▶배기 가스에 추가 에너지가 추가되어 액체의 기화 개선

▶개선 된 저온 SCR (선택적 촉매 환원)

▶낮은 난방 전력을 위한 지능형 활성화

▶중간 저장 없이 회복 에너지 사용 (배터리 순환 없음)

RDE (Real Driving Emissions) 도전 지원

※출처 : x-engineer.org

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중고 자동차 점검 및 매매 지원 서비스(www.korea-autonews.com)

(https://korea-autonews.tistory.com/category/%EA%B3%B5%EC%A7%80%20%EC%82%AC%ED%95%AD)

1. 개인 중고차 매매 시 중고 자동차 점검

- 중대 사고 여부, 침수차 여부, 기타 자동차 점검

- 자동차 엔진 및 트랜스미션 중요 결함 여부 점검

2. 법인 자동차 관리

- 자동차 정기 점검, 자동차 유지 및 정비

- 자동차 Life cycle 관리 및 중고차 판매 조건

- 회사 보유 중고차 대량 구매 및 판매 서비스

3. 자동차 매매 대행 서비스

- 기존 보유 중고차 판매 시 최고가 판매 조건 검색 및 견적 제출

- 중고 자동차 구매 시 최저가 조건 검색 및 구매 중고차 성능 점검

4. 기타

- 자동차 개발 및 정비 분야 30년 경력

(자동차정비기사, 자동차 산업기사, 중고차 진단평가 1급 자격증 보유)

 - 본인 출판 책 LIST(자동차 중고 구매 및 자동차 사용법)

   1) 지구를 살리는 친환경 자동차 사용법(Yes 24)

   2) 자동차 50 100 km 타는 법(Yes 24)

   3) 자동차 왕초보 중고차 구매법(Yes 24)

- 자동차 서비스 제공 불만족 시 100% 환불

5. 문의 연락처 : 카닥(Car Doc), HP : 010-7102-8900, e-mail : koreaautonews@gmail.com

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