Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động ACG trên xe Honda

Trong hệ thống “Idling stop”, một hệ thống đóng vai trò vô cùng quan trọng là hệ thống khởi động ACG dựa trên nguyên lý điện từ. Hệ thống này mang một vai trò kép, tức là vừa có chức năng khởi động động cơ, vừa có chức năng là máy phát điện để cung cấp cho hệ thống điện và sạc lại ắc quy khi xe vận hành.

>> Nguyên lý hoạt động của hệ thống “Idling Stop” trên xe Honda SH

Trên các sản phẩm như Honda PCX, SH mới tại Việt Nam, chúng ta thấy, khi bật chìa khoá khởi động, tiếng đề của xe nghe rất êm. Đó là do các sản phẩm trên được ứng dụng hệ thống đề điện tử ACG tiên tiến. Đây cũng là bộ phận then chốt cấu thành nên hệ thống tạm dừng động cơ Idling Stop. Hệ thống không dùng chổi than truyền thống mà áp dụng theo cơ chế điện từ.

Hệ thống khởi động ACG                               Hệ thống khởi động truyền thống cũ

Các bộ phận cấu tạo bao gồm một stator gồm các cuộn dây 3 pha điện quấn trên các lõi sắt để tạo từ trường quay, một rotor dạng nam châm điện liên kết cứng bánh đà, cảm biến nam châm rotor, cảm biến định vị vị trí giữa stator và rotor.

Khi ACG là hệ thống khởi động

Mặt cắt ngang hệ thống khởi động ACG.

Khi khởi động, dòng điện sẽ cung cấp qua cuộn stator sinh ra từ trường làm xoay nam châm rotor. Do rotor, bánh đà và trục khuỷu động cơ liên kết cứng với nhau nên rotor quay khiến trục khuỷu quay và động cơ được khởi động. Chính vì không có ma sát trong quá trình khởi động nên hệ thống này hoạt động rất êm ái.

Khi ACG là máy phát điện

Khi ACG đóng vai trò là máy phát.

Ngay sau khi động cơ khởi động thì cảm biến gửi tín hiệu về ECU điều khiển ngắt dòng điện vào cuộn rotor. Lúc này, stator sẽ quay do từ trường sinh ra ở rotor và nó đóng vai trò là máy phát điện xoay chiều cấp cho hệ thống điện của xe và sạc cho ắc quy.

Sơ đồ kết cấu hệ thống ACG.

Nếu một mô-tơ khởi động thông thường được quay ở vòng quay cao, việc sạc quá mức và ma sát lớn từ tổn hao lõi từ xảy ra, cái mà không cho phép một mô-tơ khởi động đóng vai trò như bộ thay thế. Trong bộ khởi động ACG mới này, việc đặt lõi rotor giữa các nam châm đã giải quyết vấn đề trên.

Lượng từ thông từ các nam châm hoạt động như lõi rotor và hướng tới lõi stator. Khi việc sạc xảy ra trong cuộn, lượng từ trường trong chiều người xảy ra ở lõi stator. Do đó, ma sát từ tổn hao lõi từ đã được giảm thành công trong khi đạt được đủ mức năng lượng phát sinh.

Bộ khởi động ACG trên xe Honda SH mới.

Tuy nhiên, để có được sự ổn định và bền bỉ đối với hệ thống điện trong các dòng xe có ứng dụng Idling Stop và hệ thống khởi động ACG thì các bộ phận như sạc và IC phải đáp ứng những tiêu chuẩn sau:

Kiểm soát chính xác việc sạc và xả pin

Khi bộ khởi động không thể quay động cơ do hết pin, xe được trang bị hệ thống dừng không tải, sẽ không hoạt động. Để ngăn cản việc xả pin, thậm chí khi đang lưu thông, công suất sạc pin cho hệ thống dừng không tải được cài đặt cao hơn thông thường.

Hệ thống sạc pin được thiết kế để ngăn chặn việc xả pin

Tăng công suất sạc cho xe sử dụng hệ thống dừng không tải so với xe sử dụng chạy không tải là cần thiết bởi vì pin sẽ không sạc khi xe dừng ở đèn tín hiệu giao thông.

Xe có hệ thống dừng không tải không thể tự khởi động nếu pin hết năng lượng và mô-tơ khởi động không thể quay động cơ. Để tránh tình trạng trễ, đầu ra của sạc từ bộ khởi động ACG trong xe có hệ thống dừng không tải được thiết kế ở một mức độ nhất định nhằm ngăn cản pin xả, thậm chí khi đang hoạt động trên những đường phố đông đúc.

Giảm ma sát từ việc phát điện

Khi một hệ thống dừng không tải được ứng dụng, do thiếu điện phát sinh trong quá trình dừng, tải điện, chẳng hạn như đèn pha, rút ​​ra một số lượng đáng kể năng lượng từ pin khi dừng lại. Năng lượng tiêu thụ từ pin trong suốt quá trình dừng sẽ được phục hồi nhanh chóng từ bộ thay thế khi vòng quay động cơ tăng và năng lượng phát sinh bắt đầu. Một số lượng đáng kể năng lượng cơ học từ động cơ phải được tiêu thụ cho các thế hệ điện bằng cách phát điện, dẫn đến xe tăng tốc yếu.

Điện áp sạc tại thời điểm bắt đầu được quy định

Để giảm ma sát từ việc phát điện, và để đảm bảo xe tăng tốc tốt khi được trang bị hệ thống dừng khởi động, điện áp sạc được hạ thấp xuống 12V từ số volt quy định thông thường 14,5V cho một giai đoạn thời gian chính xác. Khi thực hiện điều này, pin sẽ không được sạc trong suốt quá trình xe tăng tốc, và pin chỉ sạc khi để số mo hoặc giảm tốc. Sạc pin trong suất quá trình giảm tốc hiệu quả đặc biệt bởi nó đồng nghĩa với việc sử dụng năng lượng hiệu quả.

Lê Hùng (TTTĐ)