Van valami megnyugtató abban a gondolatban, hogy egy elektromos autó hatótávját nem csak egyre nagyobb és drágább akkumulátorokkal lehet növelni. A Texas Instruments új, TMCS2100-Q1 néven futó szenzora pontosan ezt az utat járja: nem az energiatárolást, hanem az energia elosztását teszi pontosabbá, és ennek a látszólag apró változtatásnak meglepően nagy hatása lehet a hajtáslánc egészére. A cég állítása szerint az új érzékelő akár hússzor pontosabb lehet a jelenleg használt megoldásoknál, ami hosszabb hatótávot, egyenletesebb gyorsulást és halkabb motorműködést ígér.
Miért kulcsfontosságú az inverter az elektromos autókban
A szenzort kifejezetten a hajtásinverterekhez tervezték, amelyek az elektromos autók hajtásláncának egyik legfontosabb, ám a hétköznapi felhasználó számára szinte láthatatlan elemei. Az inverter feladata, hogy szabályozza, mennyi elektromos energia és milyen ütemben jut el az akkumulátorból a villanymotorhoz – lényegében ő a rendszer karmestere. Ehhez azonban pontosan tudnia kell, mekkora áram folyik éppen a rendszerben, hiszen csak így tudja minden pillanatban a megfelelő teljesítményt biztosítani. Minél pontosabb ez a mérés, annál finomabban szabályozható a motor működése, ami közvetlenül befolyásolja azt is, amit a vezető a pedál lenyomásakor érez.
A pontatlan mérés ára: nyomatéklüktetés és energiaveszteség
Ha az áramerősség mérése nem elég pontos, úgynevezett nyomatéklüktetés, azaz torque ripple léphet fel, ami kevésbé egyenletes gyorsulás formájában jelentkezik. Emellett a hajtásláncban az energia egy része feleslegesen hővé és zajjá alakulhat, ami rontja a hatékonyságot. Az autógyártóknak eddig ezen a téren kompromisszumot kellett kötniük: a mágneses maggal rendelkező szenzorok pontosak, de nagyok és nehezek, míg a mágneses mag nélküli, úgynevezett coreless érzékelők kompaktak, ugyanakkor érzékenyebbek a rezgésekre. Egy folyamatosan mozgó, rázkódó autóban pedig ez utóbbi tulajdonság komoly problémát jelenthet, hiszen a legkisebb elmozdulás is ronthatja a mérés pontosságát.
Ez a technológia rejlik a TMCS2100-Q1 mögött
A Texas Instruments új fejlesztése ezt a régi dilemmát próbálja feloldani úgy, hogy a szenzor egyszerre marad kompakt és rendkívül pontos. A trükk abban rejlik, hogy a TMCS2100-Q1 nem csupán egyetlen irányban méri az elektromos áram által keltett mágneses mezőt, hanem egyszerre vízszintes és függőleges irányban is. Ennek köszönhetően a rendszer akkor is képes kompenzálni a mérést, ha a vibráció miatt a szenzor kissé elmozdul az eredeti pozíciójából. Vagyis az autó mozgásából és a hajtáslánc rezgéseiből adódó apró mechanikai elmozdulások jóval kevésbé befolyásolják a végeredményt, mint a hagyományos, egytengelyes coreless érzékelőknél.
Mit jelenthet ez a villanyautók hatótávja szempontjából
A számok önmagukért beszélnek: a TI szerint a TMCS2100-Q1 akár hússzor pontosabb lehet a jelenleg használt, egyirányú mérésű, mágneses mag nélküli áramérzékelőknél, és a mérési hiba még 0,4 milliméteres pozícióeltolódás esetén is 1 százalék alatt maradhat. Ez különösen az egyre elterjedtebb 800 voltos rendszereknél számít sokat, amelyek rendkívül rövid idő alatt nagy teljesítményt továbbítanak az akkumulátor és a motor között, és ahol minden mérési pontatlanság felnagyítva jelentkezik.
Kisebb méret, könnyebb hajtáslánc – közvetett előnyök
A szenzor kompakt kialakítása nemcsak a mérési pontosság szempontjából előnyös, hanem közvetett módon is javíthatja az autók hatékonyságát. A kisebb érzékelőkkel ugyanis kisebb és könnyebb hajtásinvertereket lehet tervezni, ami tovább csökkentheti az elektromos autók össztömegét és energiafogyasztását. Ez a fajta láncreakció jól mutatja, hogy egy villanyautó hatékonysága nem egyetlen nagy áttörésből, hanem apró, egymásra épülő fejlesztések sokaságából áll össze.
Reális várakozások: mennyi plusz kilométert hozhat ez valójában
Fontos ugyanakkor tisztán látni, hogy önmagában ettől az egyetlen alkatrésztől nem várható előre meghatározható, több tíz kilométeres hatótáv-növekedés. A tényleges előny nagymértékben attól függ majd, hogy az autógyártók miként építik be és hangolják össze a technológiát a hajtáslánc többi elemével. Ennek ellenére az elektromos autók energiahatékonyságának javulása pontosan az ilyen apró, láthatatlan fejlesztések halmozódásából származik: ha pontosabban szabályozható az akkumulátorból a motorhoz áramló energia, kevesebb vész el feleslegesen, ami hosszú távon halkabb, hatékonyabb és akár nagyobb hatótávú elektromos autókat eredményezhet.
Kövesd az e-cars.hu-t a Facebookon is, további tartalmakért! ›
