Co se děje, když šlápnete do pedálu
V meziprostoru mezi baterií a motorem sedí trakční měnič. Jeho jobem je přeměnit stejnosměrný proud z akumulátorů na střídavý, který elektromotor potřebuje. Přitom musí neustále dohlížet na tok energie. Bez senzorů by tuhle práci vykonával slepě — a řidič by to cítil.
Dneska se proud měří dvěma způsoby. Buď Hallovým senzorem s feritovým jádrem, takzvaným C-core. Nebo bezjádrovou verzí, která je menší a lehčí. Každá varianta má svá úskalí.
Jádro přináší přesnost. Ale senzor se stává těžším a objemnějším. Bez jádra se ušetří místo, jenže kvalita měření klesá. Konstruktéři jsou tak v pasti.
Kde bezjádrový senzor selhává
Vozidlo se v provozu chvěje. Podvozek pracuje, vozovka posílá vibrace do kabiny, tepelné roztažení materiálů hraje svou roli. Senzor musí přitom držet kontakt se sběrnicí (busbarem), který měnič spojuje s motorem.
Když se vůči vodiči o něco posune, měření se zkreslí. U jednovodičových bezjádrových senzorů to může v reálném provozu vést k více než dvacetiprocentní chybě. To není malá ztráta.
Tato chyba se projeví tam, kde ji cítíte. Měnič neví přesně, kolik proudu teče, a otáčky motoru se mění nerovnoměrně. Výsledkem je drsnější zrychlování a zvuky, které by tam neměly být.
Kromě toho roste spotřeba — zbytečné ztráty zkracují dojezd, i když to na displeji přímo nevidíte.
Jak TMCS2100-Q1 funguje?
Tento senzor měří magnetické pole ve dvou směrech najednou. Vodorovně i svisle. Když se při jízdě vůči sběrnici posune, obě osy chybu vykompenzují. TI uvádí chybu menší než jedno procento při posunu 0,4 mm a pouhých 0,25 % při posunu o 0,1 mm. Podle výrobce jde o 20násobek přesnosti oproti starým jednovodičovým řešením.
Další výhoda: senzor nepotřebuje sběrnici nijak upravit. Dnešní bezjádrové technologie často vyžadují do kovu vyříznout drážku nebo otvor, aby magnetické pole prošlo. To znesnadňuje chlazení i mechanické zpracování. TMCS2100-Q1 se přikládá a funguje.
Dopad na elektromobil
Přesnější měření proudu znamená, že měnič vede motor hladčeji. Míň rázů. Míň zbytečných ztrát. Všechno se v kumulaci promítá do dojezdu a do pocitů z jízdy. A protože senzor je malý a nevyžaduje jádro, jde měnič postavit kompaktněji. Menší měnič znamená uvolněné místo a nižší hmotnost — a to se v elektromobilu rovná dalšímu dojezdu.
TI zdůrazňuje, že senzor je navržen pro 800V architektury, které se v nové generaci aut rozšiřují. Ty mají vyšší nároky na přesnost měniče kvůli vyššímu napětí a výkonu. Senzor je podle Texas Instruments už dnes k dispozici. K dostání jsou i evaluační modul, referenční návrh a charakterizační modul.
Proč by to mělo zajímat i vás
Tento senzor nebudete nikdy vidět. Ale je to jedna ze stovek součástek, které rozhodují o tom, jak elektromobil jezdí. Přesnější měření bez přibývající hmotnosti může být jeden z těch neviditelných zisků, které se časem projeví v dojezdu, který si zapíšete do mobilu. A v elektromobilech je dojezd pořád to, po čem se ptáme nejčastěji.
FAQ
Je TMCS2100-Q1 k dostání pro konstrukce, nebo jde zatím jen o koncept?
Texas Instruments uvádí, že sériová výroba senzoru je už dnes k dispozici na poptávku. K dispozici jsou také evaluační modul, referenční návrh a charakterizační modul, takže konstruktéři si ho můžou vyzkoušet.
Kolik se tím reálně zvýší dojezd elektromobilu?
TI neuvedla konkrétní čísla dojezdu. Slibuje, že přesnější měření proudu sníží ztráty a zrychlení bude hladší, což se kumulativně promítá do delšího dojezdu. Konkrétní zisk bude záviset na celém návrhu měniče a vozu.
Budou se senzory objevovat v konkrétních modelech a od kdy?
TI v tiskové zprávě neuvádí konkrétní modely vozidel ani termín nasazení. Senzor je určen pro trakční měniče HEV i EV a výrobci si ho můžou zakoupit pro vlastní návrhy. O konkrétních vozech se dozvíme až z oznámení automobilek.
Zvažujete instalaci wallboxu?
Vyplňte poptávkový formulář a my vám zprostředkujeme kontakt na ověřené instalátory nabíjecích stanic ve vašem okolí. Nezávazné a zdarma.