6.7 New developments in charging sy

6.7 New developments in charging systems
6.7.1 General developments
Alternators are being produced capable of ever greater outputs in order to supply the constantly increasing demands placed on them by manufacturers. The main problem to solve is that of producing
Figure 6.35 Extract from information supplied by Lucas Automotive Ltd.relating to the Plus Pac alternator
144 Automobile electrical and electronic systems
high output at lower engine speeds. A solution to this is a variable drive ratio, but this is fraught with mechanical problems. The current solution is tending towards alternators capable of much higher maximum speeds, which allows a greater drive ratio and hence greater speed at lower engine rev/min. The main design of alternators does not appear to be changing radically; however, the incremental improvements have allowed far more efficient machines to be produced.
6.7.2 Water-cooled alternators
Valeo have an interesting technique involving running the engine coolant through the alternator. A 120–190A output range is available. Compared with conventional air-cooled alternators the performance of these new machines has been enhanced more particularly in the following areas:
 Improved efficiency (10–25%).  Increased output at engine idle speed.  Noise reduction (10–12dB due to fan elimination).  Resistance to corrosion (machine is enclosed).  Resistance to high ambient temperature (130°C).
Additional heating elements can be integrated into the alternator to form a system that donates an additional 2–3kW to the coolant, enabling faster engine warm up after a cold start. This contributes to reduced pollution and increased driver comfort. Valeo have also developed an alternator with a ‘self-start’ regulator. This can be thought of as an independent power centre because the warning light and other wires (not the main feed!) can be eliminated. This saves manufacturing costs and also ensures that output is maintained at idle speed.
6.7.3 Smart charging Introduction The ‘current’demands made by modern vehicles on the charging system are considerable – and increasing. The charging system must be able to meet these demands under all operating conditions and still fast charge the battery. The main component of the charging system is the alternator and on most modern vehicles, with the exception of its associated wiring, it is the only component in the charging system. The alternator generates AC but must produce DC at its output terminal, as only DC can be used to charge the battery and run electronic circuits. Traditionally the output of the alternator was regulated to a constant voltage regardless of engine
speed and electrical load – but this is changing (Figure 6.36).
Basic operating principles A generator, or alternator, is a machine that converts mechanical energy from the engine into electrical energy. The basic principle of an alternator is a magnet (the rotor) rotating inside stationary loops of wire (the stator). Electromagnetic induction caused by
Figure 6.36 Alternator on a vehicle (Source:DigitalUP)
Figure 6.37 Alternator and stator construction (Source:Bosch Press)
Charging systems 145
the rotating magnet produces an electromotive force in the stator windings. In order for the output of the alternator to charge the battery and run other vehicle components, it must be converted from alternating current to direct current. The component most suitable for this task is the silicon diode. In order to full-wave rectify the output of a three-phase machine six diodes are needed. These are connected in the form of a bridge in a rectifier pack. Many rectifiers now include two extra diodes that pick up extra power from a centre connection to the stator. A regulator, which controls rotor magnetic field strength, is used to control the output voltage of an alternator as engine speed and current demand change. Manufacturers strive to produce ever more efficient machines. A modern alternator’s high performance and efficiency are achieved primarily by a very
dense winding of the copper wire in the stator grooves. To do so, the wires are first wound onto a flat stator core, which is easier to access, after which it is then bent into the usual rounded form (Figure 6.37). As another response to the constantly growing demands vehicle electrical systems place on their power supply, Bosch has developed the liquid-cooled alternator. It works extremely quietly due to the absence of a fan and its complete encapsulation; moreover, its lower operating temperature leads to a longer service life. This machine even has the advantage of reducing engine warm up times as initially it passes heat to the coolant (Figure 6.38). Closed loop regulation of output voltage To prevent the vehicle battery from being overcharged the regulated system voltage should be kept below the gassing voltage of the lead-acid battery. A figure of 14.2  0.2V was traditionally used for all 12V (nominal) charging systems

Results (Vietnamese) 1:

6.7 New developments in charging systems6.7.1 General developmentsAlternators are being produced capable of ever greater outputs in order to supply the constantly increasing demands placed on them by manufacturers. The main problem to solve is that of producingFigure 6.35 Extract from information supplied by Lucas Automotive Ltd.relating to the Plus Pac alternator144 Automobile electrical and electronic systemshigh output at lower engine speeds. A solution to this is a variable drive ratio, but this is fraught with mechanical problems. The current solution is tending towards alternators capable of much higher maximum speeds, which allows a greater drive ratio and hence greater speed at lower engine rev/min. The main design of alternators does not appear to be changing radically; however, the incremental improvements have allowed far more efficient machines to be produced.6.7.2 Water-cooled alternatorsValeo have an interesting technique involving running the engine coolant through the alternator. A 120–190A output range is available. Compared with conventional air-cooled alternators the performance of these new machines has been enhanced more particularly in the following areas: Improved efficiency (10–25%).  Increased output at engine idle speed.  Noise reduction (10–12dB due to fan elimination).  Resistance to corrosion (machine is enclosed).  Resistance to high ambient temperature (130°C).Bạt bổ sung có thể được tích hợp vào phát điện để tạo thành một hệ thống tài trợ một bổ sung 2-3kW cho dung, cho phép nhanh hơn động cơ ấm lên sau một sự khởi đầu lạnh. Điều này góp phần giảm ô nhiễm và tăng cường điều khiển thoải mái. Valeo cũng đã phát triển một phát điện với một điều 'tự bắt đầu'. Điều này có thể được dùng như một trung tâm quyền lực độc lập bởi vì ánh sáng cảnh báo và khác dây (không chính thức ăn!) có thể được loại bỏ. Điều này giúp tiết kiệm chi phí sản xuất và cũng đảm bảo rằng sản lượng được duy trì ở tốc độ nhàn rỗi.6.7.3 thông minh tính phí giới thiệu các ' current'demands được thực hiện bởi các phương tiện hiện đại trên hệ thống sạc pin được đáng kể- và ngày càng tăng. Hệ thống tính phí phải có khả năng đáp ứng những nhu cầu theo tất cả các điều kiện hoạt động và vẫn còn nhanh sạc pin. Thành phần chính của hệ thống tính phí là phát điện và trên phương tiện hiện đại nhất, với ngoại lệ của nó liên quan đến hệ thống dây điện, nó là thành phần duy nhất trong hệ thống tính phí. Việc phát điện tạo ra AC nhưng phải sản xuất DC tại nhà ga đầu ra của nó, như chỉ DC có thể được sử dụng để sạc pin và chạy mạch điện tử. Theo truyền thống ra phát điện được quy định để một điện áp không đổi bất kể cơtốc độ và tải điện- nhưng điều này là thay đổi (hình 6.36).Hoạt động phát điện nguyên tắc A hoặc phát điện cơ bản, là một máy chuyển đổi năng lượng cơ học từ động cơ thành năng lượng điện. Nguyên tắc cơ bản của một phát điện là một nam châm (cánh quạt) quay bên trong văn phòng phẩm vòng dây (stator). Cảm ứng điện từ gây ra bởiCon số 6.36 phát điện trên một chiếc xe (nguồn: DigitalUP)Hình 6.37 phát điện và chế tạo stator (nguồn: Bosch Press)Tính hệ thống 145Các nam châm Luân phiên tạo ra một lực lượng electromotive trong cuộn dây stator. Để cho đầu ra phát điện để sạc pin và chạy các thành phần khác của chiếc xe, nó phải được chuyển đổi từ dòng điện xoay chiều để trực tiếp hiện tại. Các thành phần thích hợp nhất cho nhiệm vụ này là các diode silicon. Để làn sóng đầy đủ khắc phục các đầu ra của một máy ba giai đoạn sáu điốt là cần thiết. Các kết nối trong các hình thức của một cây cầu trong một gói chỉnh lưu. Chỉnh lưu nhiều bây giờ bao gồm hai điốt phụ nhặt thêm sức mạnh từ một kết nối Trung tâm để stator. Một điều, điều khiển quạt từ trường mạnh, được sử dụng để điều khiển điện áp đầu ra của một phát điện như tốc độ động cơ và hiện nay nhu cầu thay đổi. Nhà sản xuất phấn đấu để sản xuất máy hiệu quả hơn bao giờ hết. Một phát điện hiện đại cao hiệu suất và hiệu quả đạt được chủ yếu bằng một rấtdense winding of the copper wire in the stator grooves. To do so, the wires are first wound onto a flat stator core, which is easier to access, after which it is then bent into the usual rounded form (Figure 6.37). As another response to the constantly growing demands vehicle electrical systems place on their power supply, Bosch has developed the liquid-cooled alternator. It works extremely quietly due to the absence of a fan and its complete encapsulation; moreover, its lower operating temperature leads to a longer service life. This machine even has the advantage of reducing engine warm up times as initially it passes heat to the coolant (Figure 6.38). Closed loop regulation of output voltage To prevent the vehicle battery from being overcharged the regulated system voltage should be kept below the gassing voltage of the lead-acid battery. A figure of 14.2  0.2V was traditionally used for all 12V (nominal) charging systems

Results (Vietnamese) 2:

6.7 Phát triển mới trong hệ thống sạc
6.7.1 phát triển chung
Alternators đang được sản xuất có khả năng đầu ra lớn hơn nữa trong để cung cấp nhu cầu không ngừng gia tăng đặt ra cho họ bởi các nhà sản xuất. Các vấn đề chính để giải quyết là sản xuất
Hình 6.35 Trích xuất từ các thông tin được cung cấp bởi Lucas Ô tô Ltd.relating để phát điện Cộng Pac
hệ thống điện và điện tử ô tô 144
sản lượng cao ở tốc độ động cơ thấp hơn. Một giải pháp này là một tỷ lệ ổ biến, nhưng điều này là đầy vấn đề cơ khí. Giải pháp hiện nay đang có xu hướng giao điện có khả năng đạt tốc độ tối đa cao hơn nhiều, cho phép một tỷ lệ ổ đĩa và tốc độ cao do đó hơn ở động cơ thấp hơn vòng / phút. Việc thiết kế chính của máy biến dòng không xuất hiện để được thay đổi triệt để; Tuy nhiên, những cải tiến gia tăng đã cho phép máy hiệu quả hơn sẽ được sản xuất.
6.7.2 alternators Nước làm mát bằng
Valeo có một kỹ thuật thú vị liên quan đến chạy nước làm mát động cơ thông qua việc phát điện. Một loạt sản 120-190A có sẵn. So với máy biến dòng không khí làm mát bằng thông thường hiệu suất của các máy mới đã được tăng cường đặc biệt hơn trong các lĩnh vực sau:
? Cải thiện hiệu quả (10-25%). ? Tăng sản lượng ở tốc độ động cơ nhàn rỗi. ? Giảm tiếng ồn (10-12dB do loại bỏ quạt). ? Khả năng chống ăn mòn (máy được kèm theo). ? Đề kháng với nhiệt độ môi trường cao (? 130 ° C).
Yếu tố làm nóng bổ sung có thể được tích hợp vào máy phát điện để tạo thành một hệ thống tặng một 2-3kW bổ sung để làm mát, cho phép động cơ nhanh hơn ấm lên sau một khởi đầu lạnh. Điều này góp phần giảm ô nhiễm môi trường và tăng sự thoải mái lái xe. Valeo cũng đã phát triển một máy phát điện với một điều 'tự bắt đầu'. Điều này có thể được coi như là một trung tâm quyền lực độc lập bởi vì ánh sáng cảnh báo và dây khác (không phải là thức ăn chính!) Có thể được loại bỏ. Điều này tiết kiệm chi phí sản xuất và cũng đảm bảo rằng sản lượng được duy trì ở tốc độ nhàn rỗi.
6.7.3 thông minh sạc Giới thiệu 'current'demands làm bằng phương tiện hiện đại vào hệ thống sạc là đáng kể - và ngày càng tăng. Hệ thống sạc phải có khả năng đáp ứng những nhu cầu trong mọi điều kiện hoạt động và vẫn còn nhanh sạc pin. Các thành phần chính của hệ thống sạc là máy phát điện và trên hầu hết các phương tiện hiện đại, với ngoại lệ của hệ thống dây điện liên quan của nó, nó là thành phần duy nhất trong hệ thống sạc. Máy phát điện tạo ra AC nhưng phải xuất DC ở ngõ ra của nó, như chỉ DC có thể được sử dụng để sạc pin và chạy các mạch điện tử. Theo truyền thống, đầu ra của máy phát điện đã được quy định cho một điện áp không đổi bất kể động cơ
tốc độ và tải điện -. Nhưng điều này đang thay đổi (Hình 6.36)
nguyên tắc hoạt động cơ bản Một máy phát điện, hoặc điện, là một máy tính có thể chuyển đổi năng lượng cơ học từ động cơ vào điện năng lượng. Các nguyên tắc cơ bản của một máy phát điện là một nam châm (rotor) xoay bên trong vòng lặp dừng của dây (stator). Cảm ứng điện từ gây ra bởi
hình 6.36 phát điện trên xe (Nguồn: DigitalUP)
Hình 6,37 Alternator và stator xây dựng (Nguồn: Bosch Press)
hệ thống 145 sạc
nam châm quay tạo ra một lực điện trong các cuộn dây stator. Để cho đầu ra của máy phát điện để sạc pin và chạy các thành phần xe khác, nó phải được chuyển đổi từ dòng điện xoay chiều chỉ đạo hiện hành. Các thành phần thích hợp nhất cho công việc này là các diode silicon. Để toàn sóng chấn chỉnh đầu ra của một máy ba pha sáu điốt là cần thiết. Đây là những kết nối trong các hình thức của một cây cầu trong một gói chỉnh lưu. Nhiều chỉnh lưu hiện nay bao gồm hai điốt thêm rằng lấy thêm sức mạnh từ một kết nối trung tâm vào stato. Một điều tiết, kiểm soát cường độ từ trường rotor, được sử dụng để điều khiển điện áp đầu ra của một máy phát điện như tốc độ động cơ và thay đổi nhu cầu hiện tại. Các nhà sản xuất phấn đấu để sản xuất máy bao giờ hiệu quả hơn. Hiệu suất và hiệu quả cao Một phát điện hiện đại được thực hiện trước hết bởi một rất
dày đặc quanh co của dây đồng trong các rãnh stato. Để làm như vậy, các dây là vết thương đầu tiên vào một lõi stato phẳng, đó là dễ dàng hơn để truy cập, sau đó sau đó bị bẻ cong thành hình tròn thông thường (Hình 6,37). Như một phản ứng với các nhu cầu xe không ngừng phát triển hệ thống điện đặt trên cung điện của họ, Bosch đã phát triển máy phát điện làm mát bằng nước. Nó hoạt động rất lặng lẽ do sự vắng mặt của một fan hâm mộ và đóng gói hoàn chỉnh của nó; Hơn nữa, nhiệt độ hoạt động thấp hơn của nó dẫn đến một cuộc sống phục vụ lâu hơn. Máy này thậm chí còn có lợi thế là làm giảm động cơ ấm lên lần đầu tiên nó đi nhiệt để làm mát (Hình 6.38). Quy định vòng khép kín của điện áp đầu ra để ngăn chặn pin xe bị quá tải điện áp hệ thống điều tiết phải được giữ dưới mức thoát khí điện áp của ắc quy chì-axit. Một con số 14,2? 0.2V theo truyền thống được sử dụng cho tất cả các hệ thống sạc 12V (danh nghĩa)