Эволюция инверторов Tesla: как они уменьшаются в размерах
Американская компания по производству элитных электрических автомобилей, Tesla, всегда была интересна рядовому автолюбителю своими инновациями и передовыми разработками. Безусловно, о них стоит писать на постоянной основе и сегодня, мы поговорим об эволюции инверторов Тесла — как они теряют в габаритах. Также немного расскажу о перспективах Тесла, которые кстати, далеко не радужные.
Итак, начнём…
Для начала, стоит вспомнить, какую роль инвертор играет в электромобиле. Электронный инвертор отвечает за преобразование постоянного напряжения аккумуляторных батарей в переменное, с требуемыми параметрами для запитки электрических силовых агрегатов. БОльшая часть современных электронакопителей отдают напряжение до 300 V, однако имеет место тенденция к возрастанию данного показателя.
Инвертор может формировать постоянное напряжение в 12 V для запитки бортовой сети, к которой подсоединены различные автомобильные гаджеты.
Приведённый на изображении большой тяговый задний электрический привод Tesla Model S/X, в собранном состоянии затягивает на 132 килограмма. В старых электрокарах Тесла данное устройство выдавало мощностной потенциал в 306 лошадиных сил, затем разработчики начали постепенно её увеличивать посредством перепрошивки блока управления и внедрения транзисторов, которые способны пропускать через себя большие токи. Какие результаты были достигнуты трудолюбивыми инженерами? На данный момент электроприводы дают мощность более чем пятьсот лошадиных сил, за что им честь и хвала.
Этот контроллер-инвертор имеет в своём распоряжении в значительной степени разнесённую конструкцию с большим количеством несущих кронштейнов изготовленных из алюминия. Совместно с крышкой такое изделие показывает массу под 20 килограмм и располагает такими же габаритами, как и тяговый электрический силовой агрегат.
По этой причине, многие полагали, да и сейчас полагают, что если у электромобиля Tesla на заднем большом электрическом приводе пара цилиндров, то, там такое же количество электромоторов. Однако реально — это просто инвертор оснащённый платами управления, преобразующими постоянный ток аккумулятора в переменный 3-х фазный.
В 2016 году американский бренд пришёл к тому, что понадобилось внедрять в конструкцию машин полноприводную систему. С этой целью инженерами были с нуля сконструированы малый задний электрический привод и почти такой же фронтальный. Узлы имеют схожесть по устройству, да и по весу практически идентичны — приблизительно 90 килограмм. Предельная мощность подобных электрических устройств может достигать трёх сотен лошадиных сил.
Более скромный по размерам и массе электрический привод предполагал применение меньших шестерёнок и зубчатых колёс в редуктор-дифференциале. Кроме того, меньшим должен был быть и электрический силовой агрегат. С этой целью была поднята частота вращения электродвижка — с 16 000 до 18 000 оборотов в минуту. Такие манипуляции над оборудованием дали возможность уменьшить размеры.
Но в то же время, инженеры были вынуждены уменьшить и сам контроллер-инвертор, так как технологии, применённые на большом заднем электрическом приводе, сюда вообще не подошли бы. Разработчикам пришлось создавать не крупный корпус из алюминия и внедрять в него все технические «потроха». Первой установлена управляющая плата, а под ней дислоцируется транзисторная плата оснащённая охладительной системой.
Всё это оборудование прохолаживается маслом, а прогретое оно передаёт тепло посредством теплообменника охлаждайке. Транзисторная плата располагается в загерметизированной капсуле, туда поступает масло и холодит транзисторы.
На изображении приведённом ниже, заводскую управляющую плату можно подменить своей платой замещения оснащённой Блютуз-модулем для внешнего управления. С левой стороны находится такая плата замещения, а с правой — заводское исполнение.
Если говорить об инверторах для электрических приводов моделей Model 3 и Y, то они могут похвастать ещё большей компактностью. Их показатель предельной мощности довели до отметки 258 лошадиных сил, а масса этих устройств — 80 килограмм. Корпуса таких девайсов являют собой крышку малой глубины, в которой находятся управляющая плата, транзисторная плата, а также система охлаждения.
На крышке корпуса имеют место штуцеры, входной и выходной, обеспечивающие подачу охлаждающей жидкости. Они охлаждают масло находящееся в теплообменнике. Плата управления не подвергается охлаждению, так как не нагревается. Зато усиленно нагревается транзисторная плата, поэтому как раз её и приходится охлаждать. Транзисторы просто «купаются» в масле. Подобный способ охлаждения называют быстропроточным. Его суть состоит в том, что потоки масла обтекают нагревающиеся транзисторы и отводят от них излишки теплоты.
Раньше в больших электрических приводах транзисторы в инверторе располагались на основании-охладителе, внутри которого протекала охлаждайка.
На изображении можно увидеть, что корпус не глубокий, по сравнению с корпусами приведёнными выше. С таким настроем, Tesla в скором времени дойдёт до того, что и электрический силовой агрегат, и контроллер-инвертор к нему, и редуктор, будут находиться в одном корпусе. Эти составляющие конструкции станут в максимальной степени компактными, чтобы обеспечить каждому колесу свой электрический привод адекватных размеров.
Перспективы Tesla
И напоследок, хотелось бы сказать несколько слов о перспективах всемирно известного производителя электрокаров. Тут вся проблема в том, что как бы инженеры Теслы не старались выиграть технологическую гонку, рынок электрокаров желает покорить большое количество крупных автопроизводителей, у которых с технологиями, как вы сами понимаете, также всё в порядке.
Tesla уже не малое количество лет «держит» рынок электрокаров, однако до этого, ни один из крупных представителей мирового автопрома, а это VAG, Toyota, GM, Hyundai, Daimler и Ford, не прикладывали особых усилий для покорения пока что небольшого, но уверенно растущего с каждым годом рынка электрокаров, который на данный момент приближается к 3% продаж всех новых машин во всём мире.
Но вот теперь основные автопроизводители объединяются, с целью вытеснить детище Илона Маска с рынка. Естественно, ведущие представители автопрома хотят обогнать Теслу и по технологиям, а денежных средств у них для воплощения задуманного в реальность более чем достаточно!
Что мы имеем по итогу?
✔ Солидные автопроизводители уже сейчас успешно выходят на рынок электрокаров.
✔ Крупные автопроизводители быстро масштабируются.
✔ Конкуренты уже сейчас сокращают долю рынка Tesla.
✔ Преимущества, которые были у Теслы нивелировались либо были перебиты другими производителями.
Вот вам и эволюция инверторов…
Почти способен синтезировать обратный захват серотонина.
