Aktivně řízené alternátory: maximalizace účinnosti

V boji o každý gram emisí CO2 usilují inženýři o maximální efektivitu i v oblasti výroby a spotřeby elektrické energie na palubě moderních osobních vozů.

Pozornost konstruktérů se přitom zaměřuje nejen na zvyšování účinnosti alternátorů, ale i na minimalizaci podílu spalovacího motoru na výrobě elektrické energie pro dobíjení akumulátoru, kterou lze získávat „zdarma“ například rekuperací, tedy zpětným získáváním kinetické energie. Další logický krok tímto směrem již souvisí s hybridizací poháněcího ústrojí, protože nahrazuje klasický alternátor elektrickým strojem, který může pracovat buď jako generátor, nebo jako elektromotor podporující spalovací motor během akcelerace. Jedná se tedy o hybridní pohon se dvěma zdroji hnací síly.

S prvními alternátory začal Bosch experimentovat kolem roku 1910 a již o tři roky později začal nabízet první sériově vyráběné alternátory, jejichž původním účelem bylo napájet nově zaváděné vnější osvětlení vozidla. Moderní generátory Bosch Efficiency Line, vyráběné od roku 2010, dosahují ve spojení s alternativně dodávanými vysokovýkonnými diodami účinnosti až 77 procent. Generátory EL poskytují již při volnoběžných otáčkách motoru, které odpovídají otáčkám generátoru cca 1800 min-1, o 10 % vyšší výkon. Výsledkem je rychlejší dobíjení akumulátoru, které se uplatní zejména ve spojení se systémy start/stop.

V kombinaci se systémem rekuperace pracuje elektronicky řízený alternátor především v situacích, kdy vůz zpomaluje, zatímco během akcelerace je alternátor za předpokladu dostatečně nabitého akumulátoru od motoru odpojován, čímž se šetří palivo, protože motoru není odebírán výkon potřebný k pohonu alternátoru.

Ve snaze maximalizovat účinnost rekuperace se inženýři nevyhnou nutnosti propojit činnost generátoru s brzdovou soustavou. Dostatečně výkonné generátory dokážou zajistit zpomalení i několik desetin g, což odpovídá většině brzdných manévrů při běžné jízdě v silničním provozu, aniž by musely být aktivovány provozní brzdy. V souvislosti s tím vyvstává potřeba pečlivého sladění charakteristik systému rekuperace a brzdové soustavy, protože není žádoucí, aby byly přechody mezi jednotlivými režimy činnosti obou systémů během brzdění pro řidiče jakkoli patrné.