Tesla производит свои тяговые инверторы для Model S/X собственными силами на своем заводе во Фримонте, но автопроизводитель использует проверенные готовые продукты — в основном транзисторные корпуса TO-247. Компания придерживалась этого подхода с самого начала при работе над Roadster. Подобно тому, как она поступает с технологией аккумуляторных ячеек, автопроизводитель увидел возможность улучшить транзисторные системы, чтобы постепенно создавать более мощные и эффективные силовые агрегаты.
Хотя эта стратегия до сих пор хорошо служила Tesla, компания отказывается от нее с платформой третьего поколения и, соответственно, с Tesla Model 3. Компания будет использовать новые аккумуляторные ячейки, произведенные на ее Gigafactory в Неваде, и, как оказалось, она также начала с чистого листа при разработке новой архитектуры инвертора. Electrek получил новую информацию о системе, которая имеет некоторые интересные последствия для предстоящего полностью электрического седана стоимостью 35 000 долларов.
Прежде всего, было бы полезно кратко рассмотреть историю Tesla с инверторами.
Тяговый инвертор в электромобиле используется для преобразования постоянного тока от аккумуляторной батареи в переменный ток для двигателя. Это важнейшая часть любого электропривода с двигателем переменного тока, поскольку его номинальная мощность ограничивает выходную мощность двигателя, а его эффективность влияет на потребление энергии.
Компания в основном занималась разработкой тяговых инверторов при работе над Roadster. Главный технический директор Tesla Джей Би Стробель неоднократно заявлял, что из нескольких итераций электромобиля Tesla, инвертор, вероятно, изменился больше всего.
На конференции по силовой электронике, когда он работал над силовым агрегатом Model S, Стробель сказал:
«Мы увеличиваем номинальный ток (инвертора), это самое ощутимое изменение с точки зрения производительности. Каждый раз, когда мы можем немного повысить ток в инверторе, мы получаем немного больший крутящий момент двигателя, что приводит к немного более быстрому разгону с 0 до 60 миль в час, более отзывчивому ускорению и подобным вещам».
Инженер далее описал, как Tesla использует готовые силовые электронные компоненты для системы:
«Увеличение номинальной мощности в значительной степени обусловлено улучшением силовых электронных компонентов — транзисторов или IGBT, которые мы используем. По мере их улучшения мы можем продолжать повышать номинальный ток и увеличивать производительность. Если мы сможем сделать инвертор всего на полпроцента более эффективным, это означает, что нам потребуется на полпроцента меньше аккумуляторных батарей в автомобиле, или клиент получит на полпроцента больший запас хода, так что это очень сильный и плодотворный цикл обратной связи с высокой эффективностью».
Заднеприводный двигатель Tesla для Model S и X оснащен инвертором мощностью 320 кВт, построенным на изолированных биполярных транзисторах с изолированным затвором TO-247 или IGBT:
-
- Tesla Drive Inverter
-
- IGBT package
Этот метод был удовлетворительным для Tesla даже для ее новейших моделей инверторов. Последний инвертор, разработанный компанией, был блок для ее двухмоторного привода, который также был построен на корпусах TO-247.
Несмотря на то, что им пришлось использовать готовые корпуса силовых полупроводников, инженерам Tesla удалось внести несколько улучшений в инвертор двухмоторного привода по сравнению с инвертором, установленным в заднеприводной трансмиссии, сделав его более компактным и значительно сократив общее количество уникальных деталей. Архитектура инвертора двухмоторного привода, предназначенного для нового, меньшего переднего двигателя, рассчитана на пиковую мощность более 250 кВт.
Model 3
Источник, хорошо знакомый с программой силового агрегата Model 3, подтвердил, что Tesla привлекла тех же инженеров, которые работали над архитектурой инвертора двухмоторного привода, для разработки инвертора Model 3, но на этот раз им дали чистый лист для разработки системы с нуля, включая корпус силового полупроводника.
Учитывая, что Tesla теперь планирует произвести до 500 000 автомобилей в 2018 году, объемы производства делают разработку заказных компонентов для своей силовой электроники более оправданной.
По словам источника, стратегия окупилась, и архитектура инвертора для Model 3 будет иметь мощность «более 300 кВт», сравнимую с системой заднего привода Model S, несмотря на то, что Model S — это гораздо более дорогой и крупный автомобиль.
Система также ориентирована на производство с примерно на 25% меньшим количеством уникальных деталей, и им удалось значительно увеличить как объемную, так и гравиметрическую плотность тока. Ожидается, что инвертор Model 3 также будет значительно дешевле в расчете на доллар за единицу мощности, чем даже самая последняя система инвертора двухмоторного привода Tesla.
Появились новые промо-фотографии Tesla Model 3 в серебристом прототипе высокого разрешения [Галерея]
Каковы последствия для производительности Model 3?
При представлении Model 3 ранее в этом году генеральный директор Tesla Илон Маск заявил, что базовая версия сможет проехать 215 миль на одной зарядке и разогнаться с 0 до 60 миль в час менее чем за 6 секунд. Он уточнил, что это минимальные показатели для базовой модели, и что более дорогие версии Model 3 будут иметь лучшие характеристики, даже собственный режим Ludicrous.
За день до презентации мы опубликовали эксклюзивный репортаж, основанный на инсайдерском источнике, точно описывающий дизайн Model 3. Тот же источник сообщил, что в то время Tesla ориентировалась на двухмоторную полноприводную версию Model 3 с более высоким уровнем оснащения, чтобы достичь времени разгона от 0 до 60 миль в час менее чем за 4 секунды.
Наши новые детали о силовом агрегате Model 3 соответствуют этим ожиданиям. Основной тяговый блок мощностью более 300 кВт в сочетании с двухмоторной системой, аналогичной текущей системе Tesla мощностью до ~250 кВт, мог бы легко обеспечить характеристики, сравнимые с суперкарами, как у Model S.
Хотя мы не удивимся, если Tesla внесет дальнейшие улучшения в Model S (и X), чтобы еще больше дистанцировать эти автомобили от своей грядущей начальной модели. Сообщается, что новейшие автомобили Model S P90D, которые поставляются, демонстрируют более высокую мощность, чем предыдущие версии автомобиля.
Ожидается, что Model 3 поступит в производство в следующем году, а поставки начнутся в конце 2017 года.
Представитель Tesla отказался официально комментировать этот репортаж.
Обязательно подписывайтесь на нас через RSS или ваши любимые социальные сети, чтобы получать наши последние статьи о Tesla Motors и индустрии электромобилей: Twitter, Facebook или Google+
Наш недавний материал о Tesla Model 3:
- Новые фотографии прототипа Tesla Model 3 с редким снимком интерьера [Галерея]
- Владельцы бронирований Tesla Model 3 начали получать свои «токены признательности»
- Tesla подала заявку на налоговую льготу в размере 106 миллионов долларов при расширении завода во Фримонте на 1,26 миллиарда долларов для Model 3
Фотографии предоставлены Tesla и Tesla Motors Club