Power supply. Realitāte

Manam auto (E60 LCI) ir divus gadus vecs (jauns) akumulators, nesen korekti piereģistrēts, ar korektiem SOC un statistikas datiem. Iestājoties aukstākam laikam (termometra stabiņš sasniedza -10 oC), SOC pāris dienu laikā noslīdēja līdz 40 % robežai. Vienu reizi pēc dzinēja izslēgšanas KOMBI pat parādījās dzeltenā ikona ar akumulatora simbolu.
Šo iemeslu dēļ (un redzot neskaitāmos postus daudzajos forumos par problēmām ar elektrības apgādi) es nolēmu paskatīties, kāda ir patiesā situācija ar BMW E sērijas auto elektrības nodrošinājumu.

Ģeneratora pamatdatus var redzēt: ../F5/F5/Shift+F2
Vispirms es noskaidroju strāvu, ko patērē auto ar ''iztikas minimumu'', t.i. -5 oC temperatūrā:

• dzinējs darbojas tukšgaitā;
• tuvās gaismas lukturi ieslēgti;
• IHKA ventilators ap 15 .. 20 %;
• visi ''liekie'' patērētāji: sēdekļu, stiklu apsilde, utml.: izslēgti.

Šāds ''komplekts'' patērē ap 40.0 A.

Nākošais solis: es noteicu maksimālo strāvu, kādu attīsta ģenerators tukšgaitā (660 RPM).
Mana auto ģenerators tukšgaitā spēja attīstīt ap 80.0 A strāvu! Tas ir ĻOTI daudz! Šis parametrs mani patiesi (pozitīvi) pārsteidza.

Veicot vienkāršu matemātiku, var izrēķināt, ka ''ekstra'' patērētājiem paliek 80.0 - 40.0 = 40.0 A

Trešajā solī es nomērīju, cik patērē šie ''ekstra'' patērētāji:

• stūres apsilde: 8.0 A (120W);
• viena sēdekļa apsilde: 15.0 A (220W);
• aizmugurējā stikla apsilde: 20.0A (300W);
• priekšējā loga atkausēšana (IHKA ventilators uz 100 %): 20.0 A (300W).

Lūk, šajā brīdī situācija kļūst interesantāka. Skaidri redzams, ka, piemēram, var ieslēgt priekšējā un aizmugurējā loga atkausēšanu, taču stūres un abu (pat viena) sēdekļu apsildei enerģijas vairs nepietiks! Jeb, var ieslēgt stūres un sēdekļu apsildi, taču tad elektrības nepietiks nevienam no stikliem!
Turklāt, šoreiz runa ir par benzīna dzinēju. Dīzeļdzinēju auto ir aprīkoti ar elektrisku salona sildītāju, kas patērē līdz 50A stipru strāvu! Ar šādu sildītāju elektroapgādes situācija ir vēl sliktāka!

Paskatīsimies, ko saka BMW AG. BMW AG saka, ka elektrības trūkuma gadījumā tās patēriņš tiek ierobežots sekojoši (tieši šādā secībā):

Protams, ka grafika virsrakstā ir kļūda: ne jau fuel, bet electricity ir jātaupa!
Kā redzam, elektrības ekonomijas programma paredz vairāk kā 20 (!) soļus. Šo algoritmu es pārbaudīju darbībā. Jā, tiešām, algoritms darbojas - ieslēdzot visus iespējamos patērētājus, stūres apsilde darbojas tuvu 0; IHKA ventilatora ātrums tiek samazināts, aizmugurējo stiklu atkausē... praktiski neatkausē!

Un šajā brīdī mēs nonākam līdz pirmajam secinājumam - BMW aukstajā laikā nav vairs BMW! Iedomājamies situāciju: ārā auksts, auto aizsalis. Pēc saspringtas dienas ofisā - izeju ārā, iedarbinu auto, ieslēdzu visu logu atkausēšanu, visu sēdekļu un stūres apsildi, aizeju atpakaļ uz ofisu uz 5 minūtēm un naivi ceru, ka auto salons būs uzsilis. Taču tas īsti uzsilis nebūs! Jo, kā redzam, sēdekļu, stūres apsilde, tāpat kā logu atkausēšana - viss tiks veikts tikai daļēji!
Jā, es saprotu, ka ģeneratoram ir fundamentālas problēmas tukšgaitā nodrošināt pilnu jaudu. Bet - varbūt tad risinājums ir tukšgaitas palielināšana? Nu, kaut līdz 1400 RPM! Nedrīkst, jo tad auto neiekļausies CO normās? Ieviesiet kaut kādu ''winter'' mode, ko var aktivizēt KOMBI/CCC/CIC! Arī tā nevar? Ieviesiet hidden settingus, kurus var ieslēgt ar NCS vai tool32!
Jūs teiksiet - šis ir vecs auto, izstrādāts pirms padsmit gadiem! Taisnība. Tikai - jūs domājiet, ka F sērijai ir kādi fundamentāli uzlabojumi?

Īsai atkāpei.
Katru reizi, kad es iekāpju aukstā auto, man nevilšus rodas jautājums BMW AG inženieriem: kungi, vai varētu būt kāds īpašs iemesls, kādēļ man izbaudīt ledusaukstu stūri vai sēdekļus? Ja nē, kādēļ šie elementi netiek sildīti automātiski, ja āra temperatūra ir zem 0 oC (vai jebkura cita sliekšņa)? Kādēļ to aktivētais (apsildes) statuss nodziest pat tajos gadījumos, kad auto uz neilgu brīdi ir iemidzis? Ar domu - es pēc 20 minūtēm atnācu no veikala un pa to laiku ārā iestājās vasara? Kādēļ nav nekāda automātiska režīma, kas nodrošina termostabilizētu apsildi? Kādēļ stūres apsildei ir viena on/off poga? Ieslēdzu - pēc pāris minūtēm stūre kļūst karsta. Islēdzu - pēc pāris minūtēm tā atkal ir auksta, jo pats stūres rāmis jau neuzsila - uzsila tikai ārēajis apšuvums. Nu tas atdzisa līdz rāmja temperatūrai, atkal jāslēdz apsilde. Kāpēc šis salona apsildes risinājums ir akmens laikmeta līmenī? Un jā, nekas jau nav mainījies arī F sērijai. Tikai - stūres apsildes poga ir novietota ērtākā pozīcijā.

Atgriežoties pie izpētes.
Jā, īslaicīgi trūkstošo enerģijas apjomu var paņemt no akumulatoru baterijas. Šis ir risinājums tikai uz īsu brīdi, jo citādi akumulators tiks iztukšots!

Lūk, mana auto IBS sistēmas dati. Atzīmētā vērtība: kopējais enerģijas apjoms (Ah), kas ir ''paņemti'' no akumulatoru baterijas, auto darbojoties tukšgaitā. Ap 20 % no visas enerģijas, kas ceļojusi ''iekšā/ārā''. Tas nav maz! Skaidrs, ka šīs paņemtās 200 Ah ir ''jānoliek vietā'', akumulatoru lādējot braukšanas laikā.

Eksperimenta nākošā daļa - pārbaudīt, kā IBS sokas ar akumulatora lādēšanu aukstajā laikā.
Āra temperatūrai esot ap -10 oC, mana auto IBS sistēma dienas beigās bija sarēķinājusi SOC ap 39 %.
Nākošajā dienā āra temperatūra bija pakāpusi līdz -5 oC, pa nakti pārrēķinātais SOC bija pieaudzis līdz 46 %. Acīmredzot, paaugstinoties temperatūrai, akumulatora ķīmiskie procesi bija nedaudz uzlabojušies.

Vispirms gribu teikt arī pāris labus vārdus par BMW AG inženieriem (līdzsvaram) - pie SOC ap 40 % IBS sistēma nepieļauj nekādu enerģijas ņemšanu no akumulatora. Ja patērētāju vēlmes pārsniedz ģeneratora iespējas, tās tiek nekavējoši ierobežotas. Ģeneratora spriegums tikai uz sekundi nokrīt zem pieprasītā, taču nekavējoties atjaunojas.
Aukstam dzinējam IBS uzturēja ap 14.8 V lielu spriegumu. Diemžēl, arī šeit neiztika bez pārsteigumiem. Situācijā, kad tiek ierobežota patērētāju apetīte, ģenerators tiek turēts tik tuvu maksimālajai jaudai, ka regulāri tā spriegums tomēr nokrīt zem uzstādītās vērtības. Ne daudz, bet... No vēlamajiem 14.8 V spriegums īslaicīgi (nepilnu sekundi) regulāri nokrita līdz 14.5 .. 14.6 V.
Lūk, piemērs: īslaicīgs ģeneratora sprieguma kritums līdz 14.6V

 Cerams, ka citos apstākļos šī problēma nav izteiktāka.

Pēc brīža es pamanīju, ka siltam dzinējam tiek uzturēts 15.0 V spriegums: maksimālais, kas paredzēts

Tātad, BMW AG inženieri ir veikuši modifikācijas IBS menedžmentā un maksimālo uzlādes (borta) spriegumu pacēluši no 14.8 uz 15.0 V!
Kā redzam, šādos apstākļos (sēdekļu, stūres, logu apsilde bija atslēgta) ģeneratoram pieprasītais spriegums ir 15.4 V!

 Domāju, ka šajā vietā būtu lietderīgi atgādināt, kādu spriegumu uztur:

• ''parastie'' ģeneratori: 14.0 V (normālam klimatam) vai 14.4 V (aukstam klimatam);
• BMW ģenerators, ja IBS sistēma nestrādā: 14.3 V.

Ceru, ka nu arī lielākajiem skeptiķiem vairs nebūs šaubu, ka IBS sistēma aukstumā strādā efektīvāk.

Pēc pāris stundu izbrauciena ārpus apdzīvotām vietām (90/10 režīms šoseja/pilsētas), SOC bija pakāpies līdz 49 %:

Vēl pēc pāris stundām SOC sasniedza 50 % atzīmi:

Pēdējās stundas IBS uzturēja ap 14.5 .. 14.6 V borta spriegumu.

Kā redzam, aukstā laikā akumulatora uzlādēšana norit ļoti, ļoti lēni, neskatoties uz paaugstnātu auto borta spriegumu. Ne bez iemesla akumulatoru ražotāji norāda, ka uzlādes spriegums aukstā laikā (temperatūrā -10 oC) var sasniegt pat 15.5 .. 16.0 V! Lai atjaunotu akumulatora SOC no 40 % uz 60 .. 70 %, jābrauc daudzas stundas (ārpus pilsētas, nevis ''sēžot'' sastrēgumos).

Vēlreiz piedāvāju aplūkot ģeneratora maksimālās slodzes attēlu:

Maksimālās slodzes režīmā:

• spriegums uz ģeneratora spailēm: 15.5 V;
• spriegums uz DME konektora: 14.5 V;
• spriegums uz akumulatoru baterijas spailēm: 14.4V.

Pie šādas strāvas (82 A) sprieguma kritumi vados sasniedz 1.1 V, tajos siltumā izdalās gandrīz 100 W! Vēl viens iemels, kādēļ IBS ir ļoti vajadzīgs risinājums. Ja tiek stabilizēts spriegums nevis paterētāja ''pusē'', bet gan uz ģeneratora spailēm, patērētājs saņem pazeminātu spriegumu - daļa sprieguma ''pazūd'' vados - tas ir tikai normāli.
Piemērā ar forumos populāro risinājumu: atsēgtu IBS sensoru - spriegums uz akumulatora spailēm būtu tikai 13.2 V! Tik zems spriegums nekādi nespētu akumulatoru lādēt!

Un lūk - auto iemigšanas secība.

Viegli aprēķināt, ka katra iemigšanas reize patērē vairākas Ah (attiecīgi - vairākus % no SOC). Šī zaudētā enerģija ir jākompensē braucot. Attiecīgi - uz katru auto aizmigšanu jābrauc vairāk kā stundu!

Posta kopsavilkums. 
Man nepatika ''bilde'', ko redzēju - it kā tehniskā kārtībā esoša (OEM) akumulatora uzlāde aukstajā laikā notika ļoti, ļoti lēni. Jā, es saprotu, ka 15.0 V ir augsts borta sprieums, kaut kādu iemeslu dēļ BMW nolēma to necelt vēl augstāk, piemēram, uz 16.0 V. Bet, man ir daži citi jautājumi. BMW AG iesaka ziemā auto pieslēgt lādētājam.

• vai ir kādi lietotājam draudzīgi, automātiski lādētāji, ko BMW piedāvā? Cik zinu - nav;
• vai ir atbilstoša lādēšanas ligzda? Nav; lietotājam jāver vaļā dzinēja pārsegs, jāslēdzas pie klemmēm, motora pārsegu vairs nevar normāli aizvērt;
• vai ir ''charge mode'', vai kas tamlīdzīgs? Nav. Respektīvi - es pieslēdzu lādētāju, bet kā man zināt, ka auto akumulators tiek lādēts, nevis - izlādēts, jo auto nav iemiedzis?
• kāpēc uzlādes laikā (IBS uzlādes faktu redz!) neparādās korekta informācija par auto akumulatora stāvokli CCC/CIC vai KOMBI ekrānā?

Kur izslavētā BMW kvalitāte? Un jā, F sērijai (hibrīdi - jau cita tēma) jau arī nav revolucionāru uzlabojumu...