Khám phá hệ thống truyền động điện trên xe Tesla

0
250

Xe điện dần phổ biến trên thế giới và dần du nhập về Việt Nam. Hiện các dòng xe điện do Tesla sản xuất đã được nhập về Việt Nam và lưu hành thử nghiệm. Tesla sản xuất 03 mẫu chính: Tesla S, Tesla X và Tesla 3. Các mẫu này có một số kết cấu dùng chung cho cả 03 dòng xe trên, có thể kể đến là hệ thống truyền động điện trên xe. Cùng khám phá kết cấu hệ thống truyền động điện mẫu Tesla S nhé!

Hệ thống truyền động điện trên xe Tesla gồm 2 thành phần: Hệ thống năng lượng và Hệ thống truyền lực.

Hệ thống năng lượng

Xe tesla trang bị hệ thống năng lượng có điện áp cao với bình điện áp cao High Voltage (HV) là nguồn cung cấp năng lượng để lái xe và vận hành tất cả các hệ thống phụ kiện trên xe. Đây là nguồn năng lượng chính cho chiếc xe. Nó cung cấp dòng điện trực tiếp cho bộ điều chỉnh công suất truyền động cho động cơ và bộ chuyển đổi DC-DC để hỗ trợ hệ thống điện 12V. Cấu trúc liên kết của các bộ phận trang bị trên xe như hình 2 sau:

Hình 2: Hệ thống cung cấp điện (1-Pin HV; 2,5- Bộ sạc; 3- Giắc cắm sạc; 4- Hộp nối mạch; 6- Bộ chuyển đổi điện)

PIN HIGH VOLTAGE (HV):

Hình 3: Pin High Voltage

Pin được đặt bên dưới thân xe, mang lại cho gầm xe một mặt phẳng và thấp. điều này  có ích về cấu trúc cũng như khí động học. Các dòng pin Model S (40 kWh, 60 kWh và 85 kWh) sự thay đổi phần tử trong pin để tạo ra công suất khác nhau. Pin 85 kWh bao gồm 16 mô-đun: mỗi mô-đun chứa 6 viên lớn, với mỗi viên chứa 74 cell. Pin 60 kWh chứa 66 cell trong mỗi viên lớn và pin 40 kWh thì có 49 cell trong mỗi viên lớn.  Mỗi lần sạc xe có thể  chạy đến 970 km/lần sạc với tổng thời gian di chuyển là 32 giờ.

Hình 4: Các cell pin trong một viên lớn

Bộ sạc và hộp nối mạch:

Hình 5: Bộ sạc và hộp nối mạch ( 1-3 Bộ sạc; 2- Hộp nối cao áp )

Bộ sạc trên bo mạch tiêu chuẩn 10kW tương thích với các phạm vi đầu vào sau:

85 – 265 (V); 45 – 65 (Hz); 1 – 40 (A)

Hiệu suất sạc cao nhất 92%

Bộ sạc đôi 20 kW tùy chọn tăng công suất đầu ra lên 80A.

Trong khi sạc lại từ nguồn AC ngoài, bộ sạc trên bo mạch sẽ chuyển đổi AC thành DC và điều khiển dòng điện sạc vào Pin HV tùy theo điều kiện hiện có, để đảm bảo Pin HV được sạc ở tốc độ phù hợp và đúng tiêu chuẩn SOC.

HVJB cho phép kết nối dòng điện giữa Pin HV, bộ điều chỉnh công suất, bộ chuyển đổi DC-DC, bộ sạc trên bo mạch và cổng sạc. HVJB chứa các tiếp điểm sạc nhanh, được điều khiển bởi bộ sạc chính, đóng để tạo liên kết trực tiếp giữa cổng sạc và bus HV. Các công tắc tơ thường mở và chỉ đóng trong khi tăng áp để cho phép dòng điện chạy trực tiếp vào Pin HV.

Bộ chuyển đổi điện:

Hình 6: Bộ chuyển đổi điện

 

Bộ chuyển đổi điện áp cao Pin (350- 400VDC) thành 12-13 VDC để cung cấp năng lượng cho tất cả các điện áp thấp của xe và để duy trì việc sạc pin 12 V. Nó cũng đóng vai trò là hộp nối HV để phân phối dòng điện HV đến máy nén A/C, bộ làm mát và bộ làm nóng PTC. Nếu điện áp ắc quy 12V giảm xuống dưới 12.3V, BMS đóng các công tắc và cung cấp dòng điện từ bộ chuyển đổi DC-DC, từ đó duy trì pin 12V trong phạm vi SOC tiêu chuẩn.

Hệ thống truyền động

Trên xe Tesla trang bị hệ thống truyền động với động cơ điện công suất cao và bộ truyền động không có cấp số lùi. Cùng với bộ điều khiển công suất cho động cơ ở mỗi chế độ làm việc. Động cơ, hộp số và bộ chia công suất tạo thành hệ thống truyền động. Các bộ phận cấu thành được tích hợp cao, tận dụng các giao diện và kết nối chung để giảm độ phức tạp của hệ thống và cải thiện độ chính xác. Ba bộ phận cấu thành không thể tách rời  và chỉ hoạt động trong điều kiện an toàn với các công cụ và thiết bị kiểm tra thích hợp.

Kết cấu của các bộ phận trang bị trên xe như hình 7 sau:

Hình 7: Cấu tạo hệ thống truyền lực (1-Bộ chia công suất; 2- Mô tơ; 3- Trục truyền động trái; 4- Hộp số; 5- Trục truyền động phải )

MOTOR:

Hình 8: Mô tơ (1-Cuộn dây từ A,B,C; 2- Vòng ngắn mạch; 3- Bộ mã hóa; 4- Cảm biến mã hóa; 5- Rô to; 6- Stator)

Động cơ cảm ứng xoay chiều 3 pha gồm stato và rôto đặt trong vật đúc nhôm được ghép với một nửa vỏ hộp số. Độ tích hợp này làm cho không thể tách động cơ ra khỏi hộp số. Ưu điểm của việc tích hợp làm giảm tổng chi phí và khối lượng cơ học của hệ thống.

Động cơ có tốc độ tối đa 16000 vòng / phút.

Công suất: mô-men xoắn cực đại 590 Nm và 310kW cho tốc độ động cơ khoảng 5.500 vòng / phút đến 9.000 vòng / phút.

BỘ ĐIỀU CHỈNH CÔNG SUẤT:

Hình 9: Bộ điều chỉnh công suất (biến tần) ( 1-Bộ điều chình công suất; 2- Cáp đầu vào điện áp cao; 3- Cáp kết nối điện áp cao; 4- Đầu nối 12V )

Bộ điều chỉnh công suât nhận các lệnh điều khiển từ bộ hộp số, chân ga và bàn đạp phanh thành các dòng điện xoay chiều được đưa vào động cơ để tạo ra tốc độ, mô-men xoắn và hướng quay chính xác để di chuyển xe.

Bộ điều chỉnh công suất chứa hai bộ xử lý tín hiệu số (DSP) trên bảng điều khiển. DSP chính điều khiển động cơ, theo dõi tình trạng của hệ thống và xử lý các yêu cầu điều khiển. DSP thứ hai (được gọi là Pedal Monitor) là một màn hình an toàn có thể dừng tất cả việc tạo mô-men xoắn nếu các điều kiện dòng điện, tốc độ hoặc bàn đạp ga cho thấy DSP chính không hoạt động chính xác.

HỘP SỐ -VI SAI:

Hình 10: Hộp số -vi sai (1-Bánh rang; 2-Vỏ hộp số; 3-Bánh răng vi sai; 4-Bánh răng trục trung gian; 5-Bơm dầu; 6-Con dấu trục lái; 7-Dạng khác )

Hộp số sử dụng bố trí ba trục với giảm tốc hai cấp. Vỏ hộp số bằng nhôm đúc có hộp số và ống thở biến tần và dầu / có nút xả và giắc kết nối.

Độ ăn khớp của các cặp bánh răng trong hộp số là không đổi. Hộp số không có bánh trung tính và lùi cơ học, và không có chốt đỗ xe (thắng tay). Truyền động ngược được thực hiện bằng cách đảo ngược cực tính của mô-men xoắn động cơ.

Vi sai cho phép các bánh xe quay ở tốc độ khác nhau trong khi cung cấp một mô-men xoắn bằng nhau. Mô-men xoắn được truyền đến các bánh xe thông qua các trục truyền động. Hộp số là một bộ giảm tốc có tỉ lệ  9,73: 1.

Dầu được hút từ dưới của vỏ hộp số thông qua một đường và phân phối cho các bánh răng và vòng bi. Bộ lọc dầu ngăn các chất rắn tiếp xúc với các chi tiết cũng như bơm dầu. Lượng dầu thừa sau khi bồi trơn được chảy ngược xuống dưới vỏ hộp số. Có một nam châm trong thùng chứa hút giữ các mảnh chất rắn ra khỏi các chi tiết.

BÁN TRỤC

Hình 11: Bán trục

Các trục truyền động có chiều dài bằng nhau ăn khớp nên tốc độ không đổi (CV) ở cả hai đầu, mỗi đầu có một đế cao su để bảo vệ khớp khỏi bị nhiễm bẩn. Khớp CV bên ngoài có các mối nối định vị vào mặt bích. Các khớp CV bên trong được gắn vào các trục đầu ra của hộp số.

KẾT LUẬN

Đây được xem là dòng xe mang tính cách mạng trong thế giới xe, đưa ngành công nghiệp xe hơi bước sang thời kỳ mới – kỷ nguyên của điện khí hoá. Tesla vẫn còn quá xa lạ với người Việt, tuy nhiên với diễn biến giá xăng dầu ngày càng đắt đỏ, nhiều người dùng sẽ nghĩ tới mẫu xe chạy điện hoàn toàn nhằm giảm chi phí.

Tham khảo thêm tại: https://www.youtube.com/watch?v=3SAxXUIre28&t=321s

 

 

 

 

BÌNH LUẬN

Hãy nhập bình luận của bạn
Nhập tên của bạn tại đây