STROOMCONTROLE


Stroom bedienen tijdens het rijden en laden.De stroomelektronica van Tesla bedient de stroom tijdens het rijden en laden.

De Power Electronics Module fungeert als energie-overgang tussen de oplaadpoort, accu en motor. Elke elektron die ooit in een Roadster wordt gebruikt, van de motor-aandrijving tot de binnenverlichting, stroomt door de Power Electronics Module.

Alle elektronische systemen in de Roadster hebben dezelfde basisfunctie: om omzetten van het vermogen van een bron tot mechanische energie of tot opgeslagen energie in de accu. De Roadster-accu, zoals alle andere accu's, slaat elektriciteit op als gelijkspanning. De motor maakt gebruik van energie in de vorm van wisselspanning. De spanning is gevarieerd door het zeer snel aan- en uitzetten van schakelaars die IGBT's worden genoemd. Omdat de IGBT's meer stroom van de accu naar de motor toestaan, krijgen de golfvormen van de wisselspanning een grotere amplitude totdat maximum koppel in de motor wordt geproduceerd. Bekijk in de video hieronder hoe de wisselspanning versterkt wanneer de Roadster van 0 t/m 96 km/u accelereert.

De spanning die aan de Roadster wordt geleverd tijdens het opladen is wisselspanning. De oplader in de Power Electronics Module dient om wisselspanning om te zetten in gelijkstroom tijdens het opladen van de accu, en de regelaar in de Power Electronics Module schakelt gelijkstroom terug tot wisselspanning wanneer de auto rijdt.

In drive-mode reageert de Power Electronics Module op informatie van het acceleratiepedaal, de sensor van toerental, de ABS-snelheidssensoren en sensoren van andere aandrijflijnen. De Power Electronics Module bepaalt aangevraagde koppel uit de pedaalpositie en bewaakt de ABS-snelheidssensoren voor detectie van slippende banden. Gebaseerd op de feedback van de sensor wordt koppel geproduceerd door het omzetten van de gelijkstroomspanning, die is opgeslagen in de batterij, tot de juiste wisselspanning op de motorklemmen. Als de bestuurder het acceleratiepedaal indrukt, begint de Power Electronics Module de toenemende motorische stroom te controleren, evenals de spanning voor het produceren van de koppel die nodig is om in 3,7 seconden van 0 tot 96 km/u te versnellen.  

In oplaad modus zet de Power Electronics Module wisselspanning van het grid om van 90V en 265V tot gelijkstroomspanningen tussen 250V en 425V. De grote marge van toelaatbare wisselspanning staat toe dat de auto vanaf haast elk stopcontact in de wereld opgeladen kan worden. Input-frequentie kan 50Hz of 60Hz zijn, ook weer voor wereldwijde compatibiliteit. Het Vehicle Management System (VMS) berekent de oplaadstand van de accu en stuurt oplaadverzoeken naar de PEM, die vervolgens vermogen aan de batterij levert op basis van de gevraagde oplaadstroom.

 

ONDER DE PEM-DEKKING

Text: Binnen de Power Electronics Module zijn er drie belangrijke systemen - stroomfases, een controller, en een lijnfilter. Het meest complex zijn de stroomfasen, die megapoles worden genoemd. Megapoles zijn grote halfgeleiderschakelaar-arrays die de oplaadpoort of motor met de accu verbinden, afhankelijk of de auto wordt opgeladen of rijdt.

Binnen de megapoles zijn zes verschillende schakelaars, gegroepeerd in drie paren, ook wel bekend als half-bridges. In drive-mode vormt elke bridge een fase. Elke fase sluit aan op een fase van de 3-fase wisselstroom inductiemotor. In geladen toestand zijn slechts twee bridges nodig; één voor elke draad in de wisselstroomlijn. De belading- en rijmodi worden geconfigureerd met behulp van een set van vier grote relais die ook wel contactsluiters worden genoemd. Door de contactsluiters kunnen de halfgeleiderschakelaars worden gebruikt om de accu aan te sluiten op de laadpoort of motor. Wanneer de Roadster wordt ingeschakeld, kan een reeks klikgeluiden worden gehoord als de contactsluiters de verbinding met de motor sluiten.

Elke schakelaar is samengesteld uit veertien geïsoleerde poort bipolaire transistoren, of IGBT's (Insulated Gate Bipolar Transistor). Zonder IGBT's zouden de huidige geavanceerde elektrische voertuigen niet mogelijk zijn. In totaal worden er 84 IGBT's gebruikt in de Power Electronics Module. Elke IGBT is minder dan een 6,5 vierkante centimeter groot en ongeveer 0,6 centimeter dik. Binnen het IGBT-pakket bevindt zich een klein stukje silicium, ongeveer zo dik als een paar vellen papier en 0,6 centimeter per kant. De totale oppervlakte van IGBT-silicium in de hele Power Electronics Module is minder dan 32 vierkante centimeter (ongeveer de grootte van een visitekaartje).

Het tweede belangrijke component van de Power Electronics Module is het de controlepaneel dat de schakelaars aan- en uitschakelt. De schakelaars kunnen tot tweeëndertig duizend keer per seconde aan- en uitschakelen. Het paneel bevat twee processors: de hoofd-DSP en een secundaire veiligheidsprocessor. De DSP controleert koppel, oplaadgedrag en interpreteert de verzoeken van het Vehicle Management System. De veiligheidsprocessor controleert het acceleratiepedaal en de motorstroom om onverwacht gedrag op te sporen. Als de veiligheidsprocessor motorstroom meet die in strijd is met het acceleratiepedaal, kan dit het systeem doen stoppen. Hoewel dit gedrag uiterst onwaarschijnlijk is, betekent deze overtolligheid dat een hapering in de belangrijkste DSP geen onverwachte koppel kan produceren.

Het derde belangrijke onderdeel van de Power Electronics Module is het beladingsinvoerfilter. Wanneer de Roadster wordt opgeladen en de IGBT's overschakelen bij 32 kHz, wordt er een grote hoeveelheid elektrische ruis veroorzaakt op de wisselstroomkant van de vermogensfasen. Als de ruis zou worden toegestaan om terug te keren naar de elektrische leidingen, kan het interfereren met andere apparaten, radio's, mobiele telefoons, enz.. Een groep van grote spoelen die smoorspoelen worden genoemd, worden tussen de IGBT's en de beladingspoort geplaatst om de ruis eruit te filteren en ongewenste interferentie te voorkomen.

Alles bij elkaar genomen is het verbazingwekkend om in overweging te nemen dat wat kleine stukjes silicium, samen minder ruimte in beslag nemend dan een visitekaartje, tienduizenden keren per seconde kunnen in- en uitschakelen, en de stroom van meer dan 900 ampère kunnen controleren op de Roadster-motor. De verbazingwekkende rij-ervaring wordt simpelweg gecontroleerd door silicium chips en een draaiende rotor in plaats van zuigers, injectoren, nokkenassen, een krukas, kleppen en een heleboel benzine.

TRACTIECONTROLE

Tesla-vermogenscontrole zorgt voor een tractiecontrolesysteem met verbazingwekkende verbeteringen ten opzichte van systemen van auto's met verbrandingsmotoren. Systemen voor tractiecontrole voor ICE voertuigen hebben een paar opties om tractie op de voorgeschreven niveaus te behouden: motorvonken te stoppen, brandstoftoevoer te verminderen, of elektronische gashendel-controle te gebruiken om schakelverzoeken actief te regelen. Het komt er op neer dat het praktisch onmogelijk is om een bijna nul-koppel van een ICE te handhaven, terwijl nul koppel eenvoudig te onderhouden is bij een elektrische aandrijflijn. In de Roadster kan de koppel van de motor nauwkeurig worden verlaagd; geleidelijk of snel - wat resulteert in een betere controle met minder merkbaar vermogensverlies. Met sensoren aan boord, voorspelt de auto haalbare tractie in bochten, voordat de bestuurder zelfs maar de opdracht kan geven voor een acceleratieverandering. Het is veel veiliger om tractieverlies te voorkomen dan om erop te reageren. Expert testrijders hebben geconcludeerd dat ze met het Roadster- tractiecontrolesysteem beter kunnen presteren dan met vergelijkbare benzineauto's.

 


Antipatinage : On

Antipatinage : Off

X Deutschland Site Besuchen