Энергетический баланс бортовой сети автомобиля

Соотношение емкости аккумуляторной батареи автомобиля, мощности генератора и мощности потребителей электроэнергии – определяет энергетический баланс бортовой сети автомобиля. Энергетический баланс в большой степени зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу, передаточного отношения генераторного привода и режима эксплуатации автомобиля.

Автомобильную аккумуляторную батарею можно сравнить с резервуаром, из которого все потребители черпают электроэнергию, которая постоянно должна пополняться от генератора. В том случае если потребление электроэнергии превышает ее поступление – происходит разряд аккумуляторной батареи.

Нормальный  энергетический баланс  — это когда потребление электроэнергии равно её поступлению. В основном к нарушению нормального энергетического баланса приводит подключение дополнительных потребителей электроэнергии  или экстремальный режим эксплуатации автомобиля. Из выше сказанного можно сделать вывод, что наибольшее влияние на энергетический баланс оказывают условия эксплуатации автомобиля и суммарное потребление электроэнергии.

Возьмем, к примеру, дальний свет фар. Он используется в основном  при движении автомобиля с большими скоростями на загородных дорогах, когда высокая частота вращения вала двигателя. В городских условиях, когда скорость автомобиля небольшая и двигатель работает на низких частотах и холостом ходу, дальний свет фар автомобиля не используется.

Такие потребители электроэнергии не создают проблем в виду того, что они используются в основном при высоких оборотах вала двигателя, когда генератор автомобиля обеспечивает как заряд аккумуляторной батареи так и питание потребителей энергии.

В приведенном примере суммарное действие всех факторов оказалось весьма благоприятным для энергетического баланса автомобиля.

 

Теперь рассмотрим другой  пример – неблагоприятный.

В автомобиле включены противотуманные фары, наружное освещение автомобиля и обогрев заднего стекла салона. Такое бывает, например, когда туман. Данные потребители используются в автомобиле преимущественно при низкой частоте вращения вала двигателя. В таком режиме генератор не может отдавать полную мощность.

 

В этом примере факторы складываются неблагоприятным образом для энергетического баланса.

 

Функции блока управления бортовой сетью

До появления блока управления бортовой сетью, все его функции выполняли несколько отдельных блоков  управления и реле. В современных автомобилях  блок управления бортовой сетью, прежде всего, контролирует потребление электроэнергии различными потребителями. При всем этом, он следит за уровнем выходного напряжения на выводах АКБ. Если выходное напряжение аккумуляторной батареи снижается до определенного значения, блок управление увеличивает частоту вращения вала двигателя на холостом ходу, что способствует увеличению частоты вращения генератора и, следовательно, способствует восстановлению нормального состояния бортовой сети автомобиля.

 

Если перед  блоком управления бортовой сетью возникает выбор — возможность пуска двигателя или работа потребителей энергии, то  блок отключает на некоторое время потребителей.

Как правило, в автомобилях аккумуляторная батарея выполняет функции  питания потребителей энергии и пуска двигателя. Это значит, что в любой ситуации все потребители электроэнергии питаются от одной батареи.

С течением времени число комплектующих компонентов в автомобиле увеличивается, повышаются требования к  холодному пуску двигателя.  По этой причине под вопросом оказалась надежность электроснабжения от одной батареи. Выход из положения – применение в автомобиле дополнительной батареи или применение двух батарей, которые работают на общую бортовую сеть.

Дополнительная батарея

На современных автомобилях – кемперах некоторые потребители ( например: холодильник, автономный  отопитель, приборы внутреннего освещения, аудио и видео техника  и т.п.)  подключены к отдельной сети. Питается эта сеть от собственной батареи.

 

В этом случае потребители электроэнергии не влияют на запас энергии, предназначенной для пуска двигателя.

Во время работы двигателя обе батареи подключены параллельно и получают зарядку от генератора. Когда двигатель останавливается, дополнительная батарея при помощи разделительного реле отключается от основной.

Бортовая сеть с двумя батареями

Существуют автомобили с 2 – батарейной бортовой сетью. У них одна батарея предназначена только для пуска двигателя, а все остальные потребители электроэнергии подключены ко второй батарее. Благодаря такому разделению функций, даже при полностью разряженной сетевой батарее, обеспечивается надежный пуск двигателя.

 

Мощности автомобильных потребителей электроэнергии

Основные потребители:

Система зажигания – 20Вт.

Система впрыска топлива – 50….70Вт.

Топливный насос – 50….70Вт.

Управление двигателем – 10Вт.

У автомобилей с разветвленной бортовой сетью при включении зажигания потребляется мощность до 240Вт ( 20А ).

Длительные потребители:

Противотуманные фары – по 35….55Вт.

Автономный отопитель – 20….60Вт.

Габаритные огни – по 4Вт.

Аудиосистема – 10….15Вт.

Подсветка – по 2Вт.

Стеклоочиститель – 60….90Вт.

Фонари освещения номерного знака – по 5Вт.

Вентилятор системы охлаждения – 80….600Вт.

Стояночные огни – по 3….5Вт.

Вентилятор салона – 80Вт.

Фары ближнего света – по 45Вт.

Фары дальнего света – по 55Вт.

Обогреватель стекла – 120Вт.

Задние габаритные огни – по 5Вт.

Дополнительные фары – по 55Вт.

Кратковременные потребители:

Указатели поворота – по 21Вт.

Стартер – 800….3000Вт.

Сигналы торможения – по 21Вт.

Прикуриватель – 100Вт.

Фонари заднего хода – по 21….25Вт.

Звуковой сигнал 25….100Вт.

Дополнительные сигналы торможения – по 21Вт.

Свечи накаливания – по 100Вт.

Омыватель фар – 60Вт.

Электропривод  антенны – 60Вт.

Стеклоподъемники – по 150Вт.