alternadores de 48 voltios

1. VALEO RESERVED 2021 |
Componentes del tren
de transmisión (48V)
iBSG

2. VALEO RESERVED 2021 | 2
¿Qué es un iSBG?

3. VALEO RESERVED 2021 |
¿Qué es el iBSG?
3
IBSG - Integrated Belt Starter Generator
El sistema Valeo 48V iBSG es un alternador-arranque con
electrónica integrada
El iSBG es un alternador que genera 48V en modo
generador, o que arranca el motor como un motor de
arranque, pero también tiene más funciones:
1. Regenera : regula la tensión en los terminales de
potencia del iBSG
2. Refuerzo : puede mover el motor mediante la correa
en la fase de arranque
3. Coasting : aportar inercia al motor para mantener las
rpm y reducir el consumo de CO2
4. Conducción eléctrica : mientras el motor está
apagado, puede hacer que gire a través de la correa de
servicios

4. VALEO RESERVED 2021 | 4
iBSG
Descripción física

5. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG descripción física
5
● Módulos de potencia con MOSFETs
○ Doble puente trifásico con tres
módulos de potencia
● Módulo de excitación
○ Puente completo MOSFET
● Disipador de calor de aluminio
● Porta escobillas específico
○ Adaptado al rotor
● Condensadores de filtrado
○ Asegura la seguridad de la red mientras trabaja
● Sensor de posición del rotor efecto Hall
● Control mediante circuito impreso
Descripción del módulo hardware

6. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG descripción física
6
Información general
Dimensiones totales
Descripción
Diámetro máximo de la carcasa D1 155mm
Diámetro máximo de la carcasa D2 166.5mm
Longitud total (excluyendo la polea, desde el soporte hasta la
cubierta)
169mm
Peso 9.5kg
Inercia 5g.m²
Tipo de protección de la máquina IP25B
Tipo de protección del portaescobillas IP5K4K
Inverter IP67 / IP6K9K
−BAT48V
+BAT48V
Signal
Connector
−BAT48V
+BAT48V

7. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG descripción física
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3 módulos de potencia MOSFET, 6 sensores de tensión y condensadores de filtrado
S Nombre del componente
1 Módulos de potencia (x3)
2 Anclaje porta escobillas
3 Condensadores de filtrado
4 −BAT 48V
5 +BAT 48V
6 Sensores de tensión x6
1
2
3
4
5
6

8. VALEO RESERVED 2021 | 8
iBSG
MosFet

9. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG MosFet
9
¿Qué es un MosFet?
El objetivo del MOSFET es poder controlar el voltaje
y el flujo de corriente entre la fuente y el drenaje.
Gate
Drain
Body
Source

10. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG MosFet
10
Rectificador MosFet
High side
Mosfet
Low side Mosfet
B+ Conexión
Conexión a
fase
Para mejorar la eficiencia del rectificado, los
diodos en el rectificador son sustituidos o
asociados a etapas de potencia Mosfet.
Los MOSFET son interruptores electrónicos
que a través de una señal de voltaje
bloquean o permiten el flujo de corriente.
El circuito de control detecta el voltaje de
entrada del circuito de corriente alterna y
abre los MOSFET en los momentos
correctos para permitir que la corriente
fluya en la dirección correcta.

11. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG MosFet
11
Beneficios MosFet
● Optimizados para manejar grandes niveles
de intensidad y tensión
● Hasta varios cientos de amperios y hasta
1000V.
● Pérdida mínima (diodo 98W vs MOSFET 2W
con 1 Kw consumo).
● Dimensiones reducidas (alrededor 1 cm³)

12. VALEO RESERVED 2021 | 12
iBSG
Principio de
funcionamiento

13. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG Principio de funcionamiento
13
¿Cómo funciona?
IBSG
Carga eléctrica
Red de a bordo 12V
Par/Potencia
mecánica
DC/DC converter
Red 48V
Almacén/batería
Potencia
eléctrica
Red 12V
Cigüeñal del motor
de combustión
correa
Batería 12V
Potencia
eléctrica
Potencia
eléctrica

14. VALEO RESERVED 2021 | 14
iBSG
La correa de servicio

15. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG: la correa de servicios
15
Diseño y geometría
Diseño del sistema de la correa de servicios
● Tipo de tensor
● Longitud de la correa, ángulo de envoltura de la correa en la polea
● Precarga de la correa para tener un mayor contacto
● Área de presión para reducir el deslizamiento
● Número de canales de la correa
Características de los accesorios
● Número de canales de la correa
● Inercia de los accesorios
● Modos de iBSG (Gen, Turbo, ZEV)
● Curva de par de iBSG
Eficiencia
0
.
8
8
0.84 0.8 0.76
0.
88
0
.
8
4
0.8
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1

16. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG: la correa de servicios
16
Condiciones para mantener la fiabilidad
● Carga del cubo: Fuerza radial aplicada sobre la polea
○ Condición: La carga máxima del cubo no debe exceder
la capacidad máxima de bearing
● Movimiento del brazo tensor
○ Condición: el movimiento total del brazo tensor no debe ser
mayor que el tope del tensor
● Par efectivo
○ Condición: El par efectivo debe ser menor que el límite
de transferencia de par del conjunto de polea / eje.

17. VALEO RESERVED 2021 | 17
● Tensión de la correa
○ Condición: > 100N para evitar el deslizamiento y <2,400N
para mantener la duración
● Deslizamiento de la correa
○ Condición: el porcentaje de ángulo de enrollamiento de la
correa que se adhiere debe ser superior al 20%
● Deflexión transversal: desplazamiento de la correa debido a la
envoltura de la correa
○ Condición: “aleteo” de la correa < 20mm de extremo a
extremo
iBSG: la correa de servicios
Condiciones para mantener la fiabilidad

18. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG: la correa de servicios
18
Tensores de dos fases
Los tensores de dos etapas tienen la capacidad de
compensar eficientemente la tensión de la correa tanto en
par positivo como negativo en la máquina BSG, ofreciendo
la transmisión de par óptima.
Los tensores de doble etapa se ofrecen como regla general
para un par de hasta 70Nm. Para demandas de par más
altas, como recuperación de energía, la transmisión por
correa debe adaptarse nuevamente a soluciones técnicas
alternativas como el tensor de desacoplamiento.
Ambos tensores actúan en
tándem para optimizar la
tensión de la correa y el
ángulo de ataque

19. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG: la correa de servicios
19
Tensores de dos fases reversibles
Slack
pan
Tight
pan
T2
T1
Slack
pan
Tight
pan
El tensor de doble etapa permite adaptar dinámicamente el
ángulo de enrollado de la correa en la polea de la máquina
BSG como se puede ver en el siguiente esquema.
● En el modo de arranque o posible modo de refuerzo
eléctrico, el iSBG aporta par a la correa.
La tracción por correa se mantiene gracias al tensor T2
● En modo carga de batería, o posible modo de
recuperación de energía, el iSBG recibe par de la correa.
La tracción de la correa es mantenida por el tensor T1

20. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG: la correa de servicios
20
El tensor está montado sobre un soporte en la parte
delantera del alternador.
Estos dos brazos están equipados con un rodamiento
flotante que consigue mantener en ambas fases un
nivel de tensión adecuado en todos los tramos de
transmisión de la correa.
El tensor de desacoplamiento actúa como si se tratara
de dos tensores mecánicos, unidos entre si,
compartiendo un punto de rotación idéntico ubicado
en el eje de la polea de la máquina eléctrica.
Mientras se optimiza el ángulo de enrollado y
la transferencia de par, las máquinas
equipadas con tensores de desacoplamiento
aún se combinan con un motor de arranque
convencional para la fase de arranque inicial.
Tensores reversibles de dos fases: funcionamiento

21. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG: la correa de servicios
21
Tensores reversibles de dos fases: beneficios generales
✓ Optimización de tensión de la correa
✓ Optimización del ángulo de envoltura
✓ Adaptación de la tensión de la correa en función
de la demanda
✓ Reducción de la carga sobre el eje
✓ Flexibilidad de empaquetado e implementación
✓ Efecto desacoplamiento (resorte entre las dos
poleas)
✓ Eficiencia y durabilidad de la transmisión por
correa

22. VALEO RESERVED 2021 | 22
iBSG
prototipo

23. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG on prototype
23
El nuevo Golf con tecnología 48V
La octava generación del best-seller contará con un
nuevo sistema de propulsión electrificado.
“Explicamos hechos y funciones de los
denominados “vehículos eléctricos híbridos suaves”
-Sistemas (mHEV) con tecnología de 48 voltios.

24. VALEO RESERVED 2021 |
iBSG on prototype
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En detalle: la tecnología 48V
En los motores mHEV ofrecidos en el nuevo Golf,
el generador de arranque impulsado por correa
(BSG), un motor eléctrico con voltaje de
funcionamiento de 48V, actúa como un poderoso
reemplazo del generador.
Al arrancar, también aumenta el par motor a
través de la función de refuerzo, lo que garantiza
una mayor dinámica y comodidad.
Esto permite recuperar y almacenar en la batería
hasta el 40% de la energía de frenado. Un
convertidor DC/DC suministra tensión a la red
convencional de 12 V.

25. VALEO RESERVED 2021 |