عملکرد eBoost و سیستم نیم هیبریدی بی ام و به زبان ساده

خودروهای نیم هیبریدی بی‌ام‌و از عملکرد eBoost و سیستم ۴۸ ولتی بهره می‌برند که ضمن انتشار کمتر آلایندگی، ۲۰ درصد سریع‌تر استارت می‌خورند و لرزش و صداهای مخرب کمتری برای سرنشینان خودرو ایجاد می‌کنند.

از حدود سال ۲۰۱۹، بی‌ام‌و به خودروسازان دیگری مانند آئودی و مرسدس بنز در بازاریابی برخی از خودروهای خود به عنوان «نیم هیبریدی» پیوسته است. نیم هیبریدی خودرویی است که معمولاً در حین حرکت با دنده خلاص یا برای تسهیل استارت/استاپ خودکار از نوعی کمک الکتریکی به موازات پیشرانه استفاده می‌کند. اما طبق تعریف، خودروی نیم هیبریدی (Mild-Hybrid) نمی‌تواند از این سیستم مستقل از پیشرانه احتراق داخلی استفاده کند. این سیستم به گونه‌ای طراحی شده است که یکپارچه باشد؛ اکثر مردم با یک وسیله نقلیه نیم هیبریدی خوب رانندگی می‌کنند بدون این‌که حتی متوجه باشند چنین سیستمی در آن وجود دارد.

البته، نکات مثبت بسیاری برای سیستم نیم هیبریدی وجود دارد. یکی از معروف‌ترین آن‌ها عملکرد «eBoost» ارائه شده توسط بی‌ام‌و است. به گزارش بی‌ام‌وبلاگ، eBoost نوید اسب بخار اضافی را با تاخیر صفر می‌دهد که توسط توزیع‌کننده برق ۴۸ ولت و موتور استارتر تسهیل می‌شود. در نهایت، سیستم جدید ۴۸ ولتی بی‌ام‌و در پشت صحنه کارهای زیادی انجام می‌دهد که باید بیشتر به آن پرداخت.

عملکرد eBoost بی‌ام‌و چگونه کار می کند

عملکرد eBoost ساده است: در صورت فراخوانی و در دسترس بودن، ژنراتور موتور استارت به طور خلاصه نیروی اضافی را تامین می‌کند. فقط در مواقعی که اوج گشتاور هنوز در دسترس نیست، از پیشرانه پشتیبانی می‌کند. معمولاً به این دلیل که توربوشارژر هنوز در مرحله «افزایش سرعت چرخش» است. تنها در حین کنترل شروع حرکت، سیستم eBoost در کنار توربوشارژر کاملاً فعال (به این وضعیت eOverboost می‌گویند) کار می‌کند.

عملکردهای eBoost و eOverboost فقط به دلیل موقعیت هوشمندانه ژنراتور موتور استارت امکان‌پذیر است. این عملکردها در سیستم محرک تسمه پیشرانه ادغام شده است. بنابراین، ژنراتور با استفاده از انرژی ذخیره شده از باتری لیتیوم یون، تسمه را تغذیه می‌کند. و اجزای اصلی مسئول به طرز شگفت‌آوری بسیار ساده هستند: ژنراتور، باتری لیتیوم یونی و مبدل DC/DC.

اجزای سیستم ۴۸ ولتی

وظایف ژنراتور بسته به شرایط رانندگی تغییر می‌کند و اساساً دارای دو حالت مختلف است: حالت «ژنراتور» و حالت «پیشرانه». حالت ژنراتور به ژنراتور اجازه می‌دهد تا توان مکانیکی تسمه را به برق تبدیل کند تا به سیستم الکتریکی سنتی ۱۲ ولت کمک کند. حالت پیشرانه بر تامین نیروی مکانیکی پیشرانه از طریق تسمه تمرکز دارد.

باتری لیتیوم یون کاربرد آشکاری دارد: ذخیره انرژی برای استفاده توسط ژنراتور. در محفظه پیشرانه، در سمت راست عقب ذخیره می‌شود. باتری (و مبدل) نیز در صورت خرابی بلافاصله غیرفعال می‌شود. این باتری در درجه اول مانند بسیاری از باتری‌ها، با بازیابی انرژی در هنگام ترمزگیری شارژ می‌شود. اما ب‌ام‌و همچنین خاطرنشان می‌کند که در طول «محدوده‌های عملیاتی ناکارآمد» پیشرانه احتراقی هم شارژ می‌کند.

مبدل DC/DC، (واحد کنترل برق) رابط بین سیستم ۱۲ ولتی و سیستم الکتریکی استاندارد ۴۸ ولتی خودرو است که جایگزین دینام سنتی می‌شود. مبدل همچنین با سیستم مدیریت پیشرانه (DME) به منظور تنظیم و توزیع ولتاژ در هر دو سیستم ارتباط برقرار می‌کند. در صورت بروز خطا، مبدل می‌تواند به صورت خودکار تنظیم شود.

مزایای سیستم ۴۸ ولت

سیستم ۴۸ ولت در بسیاری از عرصه‌ها مزایایی را ارائه می‌دهد. یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌ها در بازبینی ویژگی استارت/استاپ خودکار پیشرانه است. اولین استارت «سرد» همیشه توسط موتور استارت پینیونی ۱۲ ولتی سنتی انجام می‌شود. اما اگر دمای موتور بالاتر از ۶۰ درجه سانتیگراد (۱۴۰ درجه فارنهایت) باشد، سیستم ۴۸ ولت راه‌اندازی خودرو را کنترل می‌کند. این امر باعث انتشار کمتر آلایندگی، ۲۰ درصد استارت سریع‌تر و لرزش و صداهای مخرب کمتر برای سرنشینان خودرو می‌شود.

وجود سیستم ۴۸ ولتی در هنگام حرکت با دنده خلاص به پیشرانه احتراقی خودرو اجازه استراحت می‌دهد و در عوض از انرژی جنبشی خودرو برای به حرکت درآوردن خود استفاده می‌کند. کلاچ‌های گیربکس خودرو باز می‌شوند و سیستم انتقال قدرت خودرو از درگیری خارج شده‌اند و به وسیله نقلیه اجازه می‌دهد آزادانه به صورت خلاص حرکت کند. راه‌اندازی مجدد پیشرانه تقریباً بلافاصله به لطف ژنراتور اتفاق می‌افتد. در این حالت، راندمان بهبود یافته و استرس کمتر بر موتور احتراقی وارد می‌شوذ.

آینده سیستم نیم هیبریدی ۴۸ ولتی بی‌ام‌و

بی‌ام‌و اوایل اعلام کرد که تمام خودروهای مجهز به پیشرانه B۵۸، سیستم ۴۸ ولتی را دریافت می‌کند و ظاهراً در سری ۷ جدید با پیشرانه V۸ نیز عرضه شده است. به نظر می‌رسد این فناوری کاملاً اجتناب‌ناپذیر است و به زودی همه محصولات بی‌ام‌و از این فناوری بهره مند شوند. یک آینده کاملا برقی در انتظار خودروهای بی‌ام‌و است. اما به لطف خودروهای نیم هیبریدی، ما هنوز چند سال فرصت داریم تا از پیشرانه احتراق داخلی لذت ببریم.