O piesă minusculă poate crește autonomia viitoarelor mașini electrice: senzorul care măsoară curentul de 20 de ori mai precis

O piesă minusculă poate crește autonomia viitoarelor mașini electrice: senzorul care măsoară curentul de 20 de ori mai precis
Noul senzor Texas Instruments pentru invertoarele mașinilor electrice
Alexandru Puiu
Google Urmărește pe Google

Când constructorii vor să mărească autonomia unei mașini electrice, primul gând merge de obicei la o baterie mai mare. Texas Instruments propune o strategie mult mai subtilă: reducerea pierderilor printr-un control mai precis al energiei care ajunge la motor. Compania a dezvoltat un nou senzor destinat invertorului de tracțiune, componenta care gestionează transferul de electricitate dintre baterie și motor.

TMCS2100-Q1 este foarte mic, dar Texas Instruments susține că poate măsura curentul mult mai precis decât senzorii coreless existenți. Beneficiul nu se traduce într-un număr garantat de kilometri suplimentari, însă poate îmbunătăți eficiența, poate reduce zgomotul motorului și poate face accelerația mai lină.

Este un bun exemplu despre modul în care autonomia unui automobil electric nu depinde doar de chimia bateriei. Câteva procente câștigate în invertor, motor, anvelope, climatizare și aerodinamică se pot aduna într-o diferență importantă în utilizarea reală.

Invertorul trebuie să știe cu precizie cât curent ajunge la motor

Invertorul de tracțiune este una dintre componentele esențiale ale unei mașini electrice. Acesta transformă și controlează energia electrică astfel încât motorul să primească exact cantitatea necesară în fiecare moment.

Pentru a face acest lucru, sistemul trebuie să măsoare extrem de precis curentul. Erorile aparent mici pot conduce la variații ale cuplului, cunoscute drept torque ripple. Șoferul poate percepe fenomenul prin accelerații mai puțin line, în timp ce o parte din energie se transformă inutil în căldură și zgomot.

Senzorii clasici cu miez magnetic oferă precizie bună, dar ocupă mai mult spațiu și adaugă masă. Variantele fără miez sunt mai compacte, însă pot deveni mai sensibile la vibrații și la deplasarea fizică față de conductor.

TMCS2100-Q1 încearcă să combine avantajele celor două soluții. Senzorul măsoară câmpul magnetic în două direcții simultan, atât orizontal, cât și vertical. Astfel poate compensa efectele produse atunci când vibrațiile deplasează ușor senzorul.

Texas Instruments susține că noua componentă este de până la 20 de ori mai precisă decât senzorii coreless convenționali cu măsurare pe o singură axă. Eroarea poate rămâne sub 1% chiar dacă poziția se modifică cu aproximativ 0,4 milimetri.

Mașinile electrice de 800 V au nevoie de precizie tot mai mare

O deplasare de mai puțin de jumătate de milimetru pare nesemnificativă într-o mașină, dar sistemele electrice moderne lucrează cu puteri foarte mari și necesită un control extrem de precis. Arhitecturile de 800 V, întâlnite deja pe modele Hyundai, Kia, Porsche și pe tot mai multe automobile noi, permit încărcări foarte rapide și performanțe ridicate, dar pun și cerințe mai mari asupra electronicii de putere.

Un senzor mai precis poate permite controlarea mai fină a motorului și reducerea pierderilor. În același timp, dimensiunile reduse pot permite producătorilor să construiască invertoare mai compacte și mai ușoare.

Nu trebuie însă interpretat că simpla montare a senzorului va adăuga automat 30 sau 50 de kilometri de autonomie. Texas Instruments nu oferă o asemenea estimare și efectul final va depinde de arhitectura motorului, software, invertor și restul sistemului de propulsie.

Importanța tehnologiei este cumulativă. Dacă producătorul economisește energie printr-un invertor mai eficient, un motor mai bun, o pompă de căldură optimizată și pneuri cu rezistență redusă la rulare, toate aceste îmbunătățiri pot permite aceeași autonomie cu o baterie mai mică.

Pentru cumpărătorul român, avantajul ar putea apărea indirect prin mașini electrice mai eficiente și eventual mai ieftine. Bateria rămâne una dintre cele mai costisitoare componente ale unui EV, iar orice tehnologie care permite obținerea unei autonomii bune din mai puțini kWh poate reduce costurile.

Viitoarea generație de automobile electrice nu va evolua doar prin baterii spectaculoase. Uneori diferența dintre două generații poate veni din componente de câțiva milimetri pe care șoferul nu le va vedea niciodată. TMCS2100-Q1 este exact un asemenea exemplu: o piesă mică ce poate ajuta întregul sistem de propulsie să folosească mai inteligent energia deja disponibilă.