Autojen sähköistyminen alkoi jo sata vuotta sitten, mutta viime vuosina erilaisilla sähköjärjestelmillä on haluttu parantaa autojen tehokkuutta. Pienempi polttoaineenkulutus tietää hyvää myös kuluttajan lompakon kannalta.
Kirjoittajat Anthony Vaughan ja Jeff  Stafford (kuvassa) vastaavat Texas Instrumentsilla C2000-mikro-ohjainten markkinoinnista ja uusien sovellusalueiden määrittelystä. Anthony on työskennellyt TI:n markkinoinnista vuoden 2011 alusta asti. Jeff aloitti TI-uransa jo vuonna 1996 sovellusinsinöörinä ja siirti C2000-ohjainten liiketoiminnan kehitykseen vuonna 2011. |
Vaivaako kallis bensan hinta, kun suunnittelet seuraavaa automatkaasi? Jos matkan kustannukset saavat sinut epäröimään matkalle lähtöä, oloasi saattaa helpottaa ajatus siitä, että uusimmat ajoneuvosuunnittelun edistysaskeleet tulevat helpottamaan korkiden polttoainehintojen kanssa. Monet näistä edistysakselista tulevat yhreen erittäin energiatehokkaissa hybridi- ja sähköautoissa.
Autojen sähköistyminen alkoi yli sata vuotta sitten, kun keksinnöt kuten sähkövalot ja -moottorit tulivat autoihin. Viime aikojen sähköautojen vallankumous tulee kuitenkin tarpeesta parantaa autojen tehokkuutta. Polttoainekustannusten kasvun vaikutusta kuluttajan lompakkoon pitää vähentää ja toisaalta autonvalmistajien täytyy mukautua hiilidioksipäästöjä vähentävään sääntelyyn.
Autojen sähköistäminen kattaa laajasti niin täydet sähköautot kuin osittaiset “mikrohybridit”, joissa polttomoottori sammutetaan start/stop-tekniikan avulla silloin kun sitä ei tarvita. Yleensä SS-järjestelmä sammuttaa moottorin kun auto pysähtyy ja käynnistää sen uudelleen, kun autoa ryhdytään kiihdyttämään.
Tärkein tavoite autojen suunnittelijoille on tehdä polttomoottorin sammuttaminen ja käynnistäminen kuljettajan kannalta mahdollisimman huomaamattomaksi. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi suunnittelijat käyttävät seuraavia keinoja:
- Integroitu starttimoottori/generaattori, joka on liitetty suoraan voimansiirtoon minimoi moottorin käynnistämiseen kuluvan ajan.
- Sähköistä öljypumppua käytetään pitämään paine vaihteistoöljyssä , kun polttomoottori on sammutettu. Tämä vähentää kytkimen toimintaan kuluvaa aikaa.
- Ilmastointi viilentää sisäilman sähköisellä kompressorilla.
- Sähköisesti ohjattu venttiilien ajoitus parantaa moottorin tehokkuutta
- Sähköinen apuri lyhentää turbon viivettä.
- Sähkömoottorin ohjaama tyhjiöpumppu pitää jarrutusvoiman täytenä.
- Ohjaustehostinta ohjaa sähkömoottori, joka käynnistyy vain kun ohjaustehostinta tarvitaan.
Näiden “mikrohybridiajoneuvoissa” käytettävien tekniikoiden lisäksi on olemassa myös täyshybridi- ja sähköautokonfiguraatioita. Nämä järjestelmät käyttävät yleensä joitakin ylempänä mainittuja tekniikoita sähkömoottorin ja suuren akuston rinnalla mahdollistaakseen jarrutusenergian talteenoton. Sähkömoottori tuo lisää pitoa sutimiseneston muodossa autoa kiihdytettäessä ja se toimii myös akustoa lataavana generaattorina, kun autoa kiihdytetään tai jarrutetaan. Jarrutuksen yhteydessä akustoon varastoitu energia käytetään, kun autolla seuraavan kerran kiihdytetään. Nämä järjestelmät parantavat merkittävästi polttoainetehokkuutta, erityisesti liikenteessä joka vaatii paljon pysähtelyä ja liikkeelle lähtemistä.
Texas Instrumentsin C2000-mikro-ohjaimet yhdessä InstaSPIN-moottorinohjaustekniikan kanssa mahdollistavat monet näistä keinoista autojen sähköistämiseen reaaliaikaisella moottorinohjauksella. Lisätietoa TI:n hybridi- ja sähköautojen tuotteista löytyy yhtiön Hybridi- ja sähköautojen oppaasta.
TI: Hybrid and Electrical Vehicle Guide.
Lisätietoja:
http://www.ti.com/ep-mcu-c2x-mcugen-c2000-etn-lp-eu
http://www.ti.com/ep-mcu-c2x-mcugen-instaspin-etn-lp-eu
http://www.ti.com/ep-mcu-c2x-mcugen-hybrid-etn-mc-eu
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
