Mazda e-roadster architektúra fedélzeti nagyfeszültség termeléssel

A Mazda is követi az e-sportkocsi trendet? Meglátjuk, mindenesetre a gyártó által az USA-ban benyújtott szabadalom szerint egy hibrid meghajtási rendszerben gondolkodnak, a rendkívül érdekes három elektromotoros architektúra kicsit a korábban általunk is tárgyalt Mclaren Arturára emlékeztet, igaz ott a hátsó, itt pedig az első tengelyen. De vajon mitől egyedi?

A rendszer alapja egy hibrid meghajtási rendszer, amelyben egy belső égésű motor, három elektromotorral van megtámogatva. A fő, hátul elhelyezett állandó mágneses forgórészű motor 25 kW (34 lóerő) teljesítményt nyújt, a két további motor 17 kW (28 LE) teljesítményű és az első tengelyhez építették be őket. Az architektúra négy akkumulátor modult tartalmaz, egyenként 60-60 V feszültséggel, ami a gyártó szándéka szerint a cserélhető akkumulátor-koncepció irányába mutat. Tovább egyszerűsítve az elgondolást, a modulok jövőbeni cseréjéhez nem lesz szükséges a szakszemélyzet, akár a végfelhasználó/sofőr is cserélheti majd.

A modulokat 2P-2S konfigurációban kötik össze, azaz két modul párhuzamosan, két modul pedig soros kapcsolásban kerül bekötésre. A párhuzamos/soros kapcsolatokat félvezető alapú nagyteljesítményű kapcsolók zárják, egyben lehetővé téve a névleges feszültségek szükség szerinti változtatását 48-96 V feszültségtartományban. Tudjuk, a feszültség mértéke a munkavégző képességet jelenti, így ezen alacsony feszültségértékekből az elektromotorok meghajtásához szükséges nagyfeszültség a fedélzeten kerül előállításra.

De miért jó ez?

Más cikkeinkben is írtunk már a kihasználatlan akkumulátorkapacitásról, az abból adódó gyorsabb akkumulátor öregedésről, valami az annak megelőzésére tett kísérletekről. Amikor a teljesítményelektronika lépcsőzetesen növeli a feszültséget, az egyfelől azt jelenti, hogy a rendszer dinamikusan szabályozza és szabályozhatja a feszültségszintet a motor pillanatnyi teljesítményének és hatékonyságának optimalizálása érdekében, tehát az akkumulátor mérete így a gyártásához szükséges anyagok, összetevők mennyisége – ezáltal bekerülési költsége is! -  kevesebb, másfelől rendkívül meredek feszültségnövekedés érhető el, ami egy sportkocsiról lévén szó kimondottan fokozhatja a felhasználói élményt.

VFD szabályzás és a digitálisan előállított váltakozó feszültség

A fenti inverter-technológiai megoldás nagyban hajaz a VFD (Variable Frequency Drive) megoldásra, amit - mivel eddig a gyártó nem erősített meg, nem is szokott – csak szakmai ismereteink alapján feltételezni tudunk. A VFD lehetővé teszi a motorok számára, hogy – rendkívül finoman szabályozható - változtatható frekvenciájú váltakozó feszültséggel (AC) működjenek. Az inverter-egység az egyenáramú (DC) – de akár analóg AC - feszültség digitálissá történő átalakításával előállítja a kívánt frekvenciájú és nagyságú váltakozó feszültséget, amely a motorokat hajtja. A digitális átalakítás értelme, hogy a kívánalmak szerinti jóval alakíthatóbb szinusz-jelet kaphassunk a kimeneten, mint az egy sima analóg szinusz-jeltől elvárható lenne. Az elektromos autókban az ilyen meghajtórendszereknek alapvető szerepük van a motorok teljesítményének szabályozásában és az autó működési paramétereinek optimalizálásában.

A teljes akkumulátorkapacitást illetően jelenleg találgatások vannak, korábbi információk szerint 3,7 kilowattos akkumulátorról van szó, ami 925 wattórát jelentene modulenként. Az akkumulátorok súlya a felhasznált cellák típusától és a modulok burkolatában lévő belső hűtéstől függ – ezt egyelőre még nem tudjuk.

Ahogy korábban a Mclaren Arturánál láttuk, több elektromotor használata esetén igazi finomhangolt „nyomatékorgia” hozható létre – az Arturánál ez inkább a kerekek és tengelyek közti nyomatékvektorálás és azon keresztül különféle dinamikai mozzanatok szempontjából volt érdekes, a Mazda e-roadstere esetén pedig inkább az izgalmas és dinamikus teljesítménygörbe létrehozása az elsődleges szempont a sportautó felhasználói élmény szempontjait kielégítendő.

Mindenesetre, amíg a Mazda részletesebb információkat nem ad ki a koncepcióról, addig be kell érnünk a már ismert R-EV architektúrájának információival:

forrás: thedrive.com