ŠAVŠ Studie 2021 (5)

6.3 Elektrická soustava vozidla Se vzrůstajícím počtem a složitostí elektrických, elektrotechnických a automatic- kých systémů vzrůstá spotřeba elektrického výkonu, a tedy nastává situace, kdy velikost elektrického proudu z alternátoru, popř. z akumulátoru, dosahuje při napětí 12 V hod- noty 100 A (a více), a to nejen krátkodobě, například při startování vozidla (Cetl, 2016). To se promítá do parametrů elektrické sítě automobilu (dimenzování vodičů), výrazně rostou ztráty v elektrickém rozvodu (závislé na velikosti proudu). Jedním ze základních problémů elektrické soustavy automobilu je nerovnoměrný provoz elektrospotřebičů, přičemž ale existují situace a provozní režimy, kdy se na celkovém odběru podílejí sou- časně, téměř všechny systémy a spotřebiče. V elektrické soustavě automobilu má zvláštní pozici startér motoru, jehož doba činnosti je velmi krátká a jen v čase, kdy všechny velké spotřebiče nemusejí pracovat, ale příkon výrazně převyšuje příkon ostatních spotřebičů. Dominantní částí elektrické soustavy automobilu je alternátor, který je hlavním zdrojem elektrického výkonu. V současných konstrukcích automobilu je poháněný přes řemenový převod od klikového hřídele motoru. Bývá umístěn v čelních oddílech mo- torového prostoru. Zásobníkem elektrické energie u automobilů je většinou olověný akumulátor, který se pořád osvědčuje, a přestože dochází v této oblasti k dalším výzkumům, lze jej stále považovat za nejvhodnější zásobník elektrické energie. Důvodem jsou (Girma, 2012) jeho provozní vlastnosti umožňující efektivní použití jak při krátkodobém odbě- ru extrémně velkého proudu pro startér, tak i průběžné krytí spotřeby palubních elektro a automatizačních systémů a spotřebičů v době mimo provoz motoru nebo zajištění odběrových špiček při provozu vozidla v dobách, kdy okamžitý výkon alternátoru ne- zvládne krýt spotřebu. Dobíjí se přebytkem výkonu z alternátoru při běhu motoru. Velikost akumulátoru je udávána jeho ampérhodinovou kapacitou a je do značné velké míry závislá na velikosti startovacího proudu potřebného k roztočení startéru, jak v běž- ných, tak i v nepříznivých provozních podmínkách (například za mrazu) při zachování přijatelného poklesu napětí během spouštění. Pokud bychom provedli energetické bilance automobilu, snadno bychom zjistili a řada studií to dokládá (Dusil, 2015), že ve všech provozních režimech je tok energie ztrátový a energie z paliva se přeměňuje na kinetickou energii vozidla a tepelné ztráty. Nicméně je známo, že mnoho jiných dopravních prostředků používá při režimu brzdění vozidla rekuperaci energie (například na principu elektrické trakce). A tak lepší hospo- daření s energií a její efektivní využívání v různých systémech a soustavách automobilu (například již v zmíněných brzdných režimech) je cestou, jak alespoň částečně zlepšit celkovou účinnost jízdního procesu. Na základě všech zmíněných skutečností byla navržena spousta konstrukčních změn v uspořádání energetické soustavy vozidla. Zde jsou zahrnuty změny konstrukční i koncepční. Jak uvádí literatura (Cetl, 2016) nejvýraznějšími znaky nové koncepce jsou: • sloučení funkce startéru a alternátoru do jednoho elektrického stroje (star- térgenerátor), • umístění startérgenerátoru za výstupní částí klikového hřídele, a to buď pří- mo/ nebo přes spojku, u některých koncepcí ještě přes převodové ústrojí,

219