Ανάκτηση ενέργειας και αποθήκευση σε πυκνωτή αντί για μπαταρία.
Η ανάκτηση της κινητικής ενέργειας ενός οχήματος διαφοροποιείται από την Mazda, σε σχέση με τις μέχρι σήμερα γνωστές εφαρμογές άλλων κατασκευαστών.

Η Mazda με το νέο σύστημα i-ELOOP όπως το ονομάζει, χρησιμοποιεί έναν πυκνωτή αντί για μία συμβατική μπαταρία, με το πλεονέκτημα γρήγορης φόρτισης και εκφόρτισης και το σύστημα ανάκτησης ενέργειας να μειώνει την κατανάλωση κατά 10%. Μόλις ο οδηγός απομακρύνει το πόδι από το πεντάλ του γκαζιού, ενεργοποιεί χωρίς τίποτα άλλο τη διαδικασία ανάκτησης της κινητικής ενέργειας.

To σύστημα διαθέτει ένα νέο εναλλάκτη που εμπλέκεται από τη στιγμή που ο κινητήρας λειτουργεί χωρίς φορτίο και έχει τη δυνατότητα να παράγει σε σύντομο χρονικό διάστημα μεγάλες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας. Η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια αποθηκεύεται σε μια μπαταρία τύπου πυκνωτή. Σε σχέση με μια μπαταρία ένας πυκνωτής έχει το πλεονέκτημα της γρήγορης φόρτισης και εκφόρτισης ενώ έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και δεν παρουσιάζει το φαινόμενο «μνήμης» των μπαταριών.

Το σύστημα i-ELOOP περιλαμβάνει τα παρακάτω μέρη:

• Την γεννήτρια

Η γεννήτρια είναι μία γεννήτρια μεταβλητής τάσης και μπορεί να δημιουργήσει μια τάση από 12 εως 25V που παράγεται στην κατάσταση επιβράδυνσης του οχήματος για την φόρτιση του πυκνωτή.

• Τον πυκνωτή

Το ρεύμα, 25V που παράγει η γεννήτρια στην κατάσταση επιβράδυνσης του οχήματος αποθηκεύεται στον πυκνωτή EDLC (Electric Double Layer Capacitor). Η ειδική σχεδίαση του πυκνωτή, δέκα (10) ηλεκτρικοί πυκνωτές διπλής επίστρωσης (συσσωρευτές), επιτρέπει την πλήρης φόρτισή του σε μερικά δευτερόλεπτα.

• DC-DC Μετασχηματιστής

Ένας μετασχηματιστής DC-DC, μειώνει την τάση που παίρνει από τον πυκνωτή από 25V σε 12V ενώ παράλληλα λειτουργεί και ως σταθεροποιητής τάσης ώστε να αποφευχθεί υπερφόρτωση του κυκλώματος.
Το σύστημα κατανέμει απευθείας την απαιτούμενη ενέργεια στα ηλεκτρικά συστήματα του αυτοκινήτου ενώ μέρος από αυτή την ενέργεια διοχετεύεται και προς την συμβατική μπαταρία.

• Ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου

Το σύστημα δεν διαθέτει ξεχωριστή μονάδα ελέγχου Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ελέγχεται από την ηλεκτρονική μοναδα διαχείρησης του κινητήρα PCM.

Διάταξη εξαρτημάτων συστήματος i-ELOOP

Το i-ELOOP λειτουργεί κάθε φορά που υπάρχει επιβράδυνση «απαλλάσσοντας» την απόδοση του κινητήρα από απώλεια έργου που καταναλώνεται από τις ηλεκτρικές ανάγκες του αυτοκινήτου αλλά και κάθε φορά που ο κινητήρας λειτουργεί χωρίς φορτίο.

Στο παραπάνω σχήμα απεικονίζεται η τάση φόρτισης και εκφόρτισης σε σχέση με τον χρόνο μεταξύ μιας επαναφορτιζόμενης μπαταρίας και ενός πυκνωτή

Αναλυτικά το σύστημα λειτουργεί:

• Σε κατάσταση αναγεννητικής πέδησης (σχήμα 1)­

Κατά τη διάρκεια αποκοπής του καυσίμου (πεντάλ γκαζιού απελευθερωμένο) και μείωση της ροπής. Η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια αποθηκεύεται στον πυκνωτή και ο μετατροπέας DC-DC τροφοδοτεί κάθε ηλεκτρική συσκευή. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ελέγχεται από την PCM.

Σχήμα 1

• Σε συμβατικές καταστάσεις παραγωγής ρεύματος (Σχήμα 2)

Όταν η τάση της μπαταρίας είναι 14V ή λιγότερο, ενώ ο κινητήρας είναι σε λειτουργία, η γεννήτρια παράγει ηλεκτρική ενέργεια 12-25V η οποία αποθηκεύεται στον πυκνωτή. Η αποθηκευμένη ενέργεια στον πυκνωτή μειώνεται στον μετατροπέα DC-DC για την τροφοδοσία των ηλεκτρικών συσκευών. Η τάση εξόδου της γεννήτριας είναι μικρότερη από εκείνη της αναγεννητικής λειτουργίας.

Σχήμα 2

• Σε κατάσταση λειτουργίας πυκνωτή (i-ELOOP) (Σχήμα 3)

Αν η τάση του πυκνωτή υπερβαίνει την τάση της μπαταρίας, η τάση που αποθηκεύεται στο πυκνωτή μειώνεται από το μετατροπέα DC-DC για την παροχή σε κάθε ηλεκτρική συσκευή στο όχημα

Σχήμα 3

• Σε κατάσταση λειτουργίας μπαταρίας (Σχήμα 4)

Εάν η τάση του πυκνωτή, είναι κάτω από την ελάχιστη τάση του πυκνωτή (14-17.5V) που εμφανίζεται κατά την εκκίνηση του κινητήρα, η ηλεκτρική ενέργεια στις ηλεκτρικές συσκευές του οχήματος. παρέχεται από την μπαταρία.

Σχήμα 4

• Σε κατάσταση λειτουργίας By-pass (Σχήμα 5)

Όταν το ηλεκτρικό φορτίο του οχήματος (κατανάλωση ρεύματος) υπερβαίνει τα 50A ή περισσότερο, ένα ρελέ παράκαμψης εντός του μετατροπέα DC-DC ενεργοποιείται και παρέχει την ισχύ που παράγεται από τη γεννήτρια απευθείας στο όχημα και στις ηλεκτρικές συσκευές.

Αν υπάρχει μείωση της τάσης του μετατροπέα DC-DC που οφείλεται σε βλάβη του κυκλώματος, ή η τάση της μπαταρίας είναι κάτω από 11V, ο μετατροπέας DC-DC μεταβαίνει σε λειτουργία bypass.

Σχήμα 5

• Σε κατάσταση λειτουργίας προ-φόρτισης (Σχήμα 6)

Ηλεκτρική ενέργεια παρέχεται από την μπαταρία ή από την γεννήτρια προς τον πυκνωτή όταν:

• Υπάρχει υπερβολική κατανάλωση ρεύματος.
• Η τάση του πυκνωτή είναι μειωμένη επειδή το όχημα για μεγάλο χρονικό διάστημα στάθμευσε χωρίς να λειτουργεί ο κινητήρας.

Όταν το προειδοποιητικό μήνυμα εμφανίζεται, θα πρέπει ο κινητήρας να λειτουργήσει στο ρελαντί για 3 λεπτά.

Το όχημα μπορεί να ξεκινήσει όταν το μήνυμα πλέον δεν εμφανίζεται.

Σχήμα 6

• Σε κατάσταση παραγωγής ρεύματος Πυκνωτή (i-ELOOP) (Σχήμα 7)

Όταν η τάση του πυκνωτή υπερβαίνει τα 20V ή περισσότερο (16V ή περισσότερο αν η τάση της μπαταρία μειώθηκε) με το διακόπτη ανάφλεξης στη θέση OFF, ο πυκνωτής στέλνει επιπλέον τάση που χρησιμοποιείται για τη φόρτιση της μπαταρίας.

Σχήμα 7

Mazda i-ELOOP – Θέσεις εξαρτημάτων συστήματος

Καταστάσεις λειτουργίας συστήματος i-ELOOP

Στην οθόνη πολλαπλών ενδείξεων θα εμφανιστεί η προειδοποίηση i-ELOOP