Una tendencia emergente en la infraestructura eléctrica automotriz es el desarrollo e implementación de sistemas de 48 voltios. Este artículo trata de la historia del desarrollo del sistema y la justificación de esta nueva arquitectura. Hay un artículo complementario titulado Sistemas y conectores de 48 voltios: Control de calidad con un experto en un artículo separado en este número. En ese artículo, entrevistamos a Boris Ketscher, Gerente de Producto de TE Connectivity. Boris se sumerge más profundamente en la tecnología de 48V y toca los puntos más destacados para nuestra industria. También analiza el desarrollo de conectores de TE para sistemas de 48V.
Sistema de 48 voltios
Desde la década de 1950, los sistemas eléctricos de 12V han sido la norma para la industria automotriz. Si te aventuras a las ferias de automóviles clásicos, es posible que te encuentres con los viejos sistemas eléctricos de 6V comunes en los automóviles anteriores a 1955. Esos sistemas eran adecuados para poner en marcha un motor de seis cilindros, y tal vez alimentar una radio AM. Pero a medida que los fabricantes producían motores de compresión más grandes y más altos, y opciones como asientos eléctricos, ventanas eléctricas, etc., se necesitaba más potencia. Durante los últimos 70 años, el sistema de 12V ha demostrado ser adecuado para arrancar el motor, cargar el sistema (alternador) y operar la carga cada vez mayor de dispositivos electrónicos.
Los automóviles modernos ahora consumen mucha más energía eléctrica de la que solían consumir. Características como el control de clima avanzado, las computadoras de asistencia al conductor y los complejos sistemas de infoentretenimiento están superando la capacidad del sistema de 12V. Introduzca el sistema de 48V. El sistema de 48V minimiza la pérdida resistiva de energía y permite mayores corrientes y una mayor entrega de energía para que estos sistemas puedan ser más efectivos y funcionar más rápido. La figura 1 muestra un esquema básico de cómo funciona el sistema.
Cuadro 1 – Arquitectura del sistema de 48V
Pero la mayor ventaja de los sistemas de 48V es su capacidad para actuar como un híbrido suave, reduciendo así las emisiones de CO2. Un vehículo híbrido completo puede viajar distancias cortas a velocidades lentas, únicamente con energía eléctrica. Por el contrario, el mild hybrid nunca actúa como un vehículo eléctrico. El motor de arranque y el alternador tradicionales se sustituyen por una unidad generadora de motor de 48V integrada (MGU). La MGU hace dos cosas. Cuando el vehículo está en la costa o el frenado, el motor se apaga y cosecha energía de nuevo en la batería. La energía almacenada en el MGU también proporciona par adicional durante la aceleración.
Otra forma en que el sistema de 48V ayuda a llenar los huecos en la curva de potencia interna del motor combinado es con un cargador electrónico para reemplazar el turbocompresor. Debido a que el turbocompresor tradicional utiliza gases de escape para impulsar el turbo, siempre hay algún retraso en la recogida. El sistema de 48V alimenta un motor de soplador eléctrico en el e-charger para superar este retraso a bajas RPM. La combinación de estos dos sistemas permite una curva de potencia suave y permite el uso de motores más pequeños y más eficientes en el consumo de combustible.
La industria ha invertido demasiado en componentes de 12V para tirar este sistema a la papelera de la historia. Por lo tanto, por ahora, estos sistemas actuarán en conjunto entre sí, con el sistema de 48V manejando los componentes más hambrientos de energía, y nuestro viejo amigo, el sistema de 12V, alimentando accesorios heredados mientras el motor no está funcionando.
Se prevé que para 2025, una quinta parte de todos los coches vendidos a nivel mundial tendrán un sistema de 48V. La buena noticia para nuestra industria es la necesidad de más sistemas de cableado.