Awarie falowników w samochodach elektrycznych zdarzają się, choć nie należą do najczęstszych. To się jednak zmieni, wraz z większą ilością aut elektrycznych na drogach i z większymi przebiegami. Poza tym nie każdy kierowca dba o układ chłodzenia auta elektrycznego. A ma on kluczowe znaczenie dla sprawnej pracy falownika/inwertera, silnika elektrycznego oraz baterii trakcyjnej.

Przygotowałem artykuł oraz film, który jest uzupełnieniem treści. Czego dowiesz się z artykułu i filmu? Co to jest falownik/inwerter? Jaką rolę pełni falownik/inwerter w samochodzie? Dlaczego falownik/inwerter się psuje? Ile kosztuje naprawa i wymiana falownika/inwertera w samochodzie elektrycznym? Jakie są objawy awarii falownika/inwertera w samochodzie elektrycznym?

Co to jest falownik/inwerter w samochodzie elektrycznym?

Falownik/inwerter to jedna z najważniejszych części zintegrowanego układu napędowego w samochodzie elektrycznym. W starszych samochodach elektrycznych falownik stanowił odrębny podzespół, który był połączony z silnikiem elektrycznym za pomocą przewodów. Tak wyglądało to na przykład w samochodzie Nissan Leaf pierwszej generacji – spójrz proszę na zdjęcie poniżej.

W nowszych samochodach elektrycznych stosuje się rozwiązanie zblokowane. W jednej obudowie znajduje się falownik/inwerter, skrzynia biegów redukcyjna z dyferencjałem i filtrem oleju, a także silnik elektryczny. Do tego kanały z płynem chłodniczym i czujniki, monitorujące między innymi temperaturę wszystkich elementów, wchodzących w skład układu. Jeśli auto ma napęd na obie osie, przy każdej z nich znajduje się taki zintegrowany układ napędowy. I samochód ma dwa falowniki.  

Jak jest zbudowany układ napędowy auta elektrycznego? Wyjaśni to wcześniejszy film przygotowany przeze mnie:

Falownik to podzespół elektryczno – elektroniczny, który jest zabudowany na jednej, dużej płytce drukowanej, albo na kilku mniejszych. Najważniejszymi elementami w falowniku/inwerterze są tranzystory, które przetwarzają prąd stały na zmienny o określonym napięciu, a także kondensatory, które wygładzają napięcie i stabilizują pracę układu. W skład falownika wchodzi też jego sterownik z oprogramowaniem.

Falownik ma standardowo przyłącze do baterii, składające się z dwóch blaszek (prąd stały) i przyłącze do silnika, składające się z trzech blaszek (prąd przemienny, trójfazowy).

Jaką rolę pełni falownik/inwerter w samochodzie elektrycznym?

Falownik przetwarza prąd stały 12V z baterii trakcyjnej na prąd zmienny, który jest następnie kierowany do zasilania silnika (prąd trójfazowy o określonym napięciu od 400 do 800 V). Falownik decyduje o prędkości obrotowej silnika i prędkości auta. Oczywiście, nie sam.

Falownik działa w oparciu o nacisk na pedał gazu przez kierowcę (im silniejszy nacisk, tym więcej prądu trzeba, żeby auto jechało szybciej). Silnik elektryczny potrzebuje „gładkiego” przebiegu prądu zmiennego. Falownik tworzy go metodą PWM (Pulse Width Modulation).

Tranzystory falownika generują serię bardzo szybkich impulsów, odpowiednio zmieniają długość impulsów, dzięki czemu silnik „widzi” z tego praktycznie sinusoidę AC (prądu zmiennego).

Poza tym falownik musi też pobierać „polecenia” ze strony systemów jazdy [-półautonomicznej/autonomicznej (jeśli są dostępne w danym aucie) i systemów bezpieczeństwa aktywnego (jak system kontroli trakcji ESP, który w razie konieczności może ograniczyć moc silnika, tak samo zresztą jest w samochodach spalinowych z ESP). Falownik może też obsługiwać prąd pozyskiwany z rekuperacji (odzyskiwany z hamowania).

Falownik pracuje w ciężkich warunkach. Jak każda część samochodu jest narażony na drgania. Ponadto pracuje z prądem o bardzo wysokim napięciu, grzeje się podczas pracy, obsługuje setki amperów, musi reagować błyskawicznie na polecenia kierowcy albo ze sterowników. Falownik jest chłodzony przez cieczowy albo olejowy (jak w Tesli) układ chłodzenia.

Dlaczego falowniki w saochodach elektrycznych się psują?

Przede wszystkim przegrzewają się (przegrzewają się tranzystory) ze względu na problemy z wydajnością układu chłodzenia. Falownik auta elektrycznego niszczy się również z powodu wilgoci (nieszczelna obudowa), korozji (spowodowanej przez wycieki płynu chłodniczego) i przeciążeń, spowodowanych szybkim ładowaniem i intensywną jazdą.

Falownik powoduje awarie silników elektrycznych

Falownik generuje impulsy o wysokiej częstotliwości i strome zbocza napięcia, które zwiększają obciążenia i przyspieszają uszkodzenia uzwojenia silnika elektrycznego. Ponadto falownik powoduje powstawanie prądów łożyskowych, które ze względu na szybkie skoki potencjału silnika względem masy niszczą łożyska silnika elektrycznego .

Poniżej film, w którym wyjaśniam, czym jest awaria uzwojenia silnika w samochodzie elektrycznym.

Objawy awarii falownika w samochodzie elektrycznym

Najczęstsze objawy awarii falownika/inwertera to: przejście w tryb awaryjny, utrata mocy, błędy na ekranie, szarpanie w trakcie jazdy, brak możliwości uruchomienia auta i jazdy samochodem.

Ile kosztuje naprawa falownika?

Falownik nie zawsze nadaje się do naprawy. Jeśli już znajdzie się firma, która dokona wymiany uszkodzonych elementów (najczęściej tranzystorów), to koszt naprawy wyniesie od 3 do 10 tysięcy złotych. Trzeba też znaleźć i usunąć przyczynę awarii, na przykład niesprawny układ chłodzenia. Najczęściej jednak falownik trzeba wymienić na nowy (niestety nie sam, ale o tym dalej). Wtedy koszt wynosi od 10 do 30 tysięcy złotych. Można kupić falownik z demontażu, za połowę tej kwoty, jeśli oczywiście się uda (do popularnych aut, jak Tesla, może się udać). Niestety, w większości przypadków naprawa polega na zamontowaniu całego nowego zintegrowanego układu napędowego, co obciąży kierowcę kwotą nawet 55 – 60  tys. złotych.  

Opinia autora

Po raz kolejny dochodzę do wniosku, że w samochodzie elektrycznym nic się nie psuje, a awarie są bardzo tanie w naprawie… Po raz kolejny, po opisaniu awarii takich jak demagnetyzacja silnika, uszkodzenie łożysk, awaria układu chłodzenia, uszkodzenie baterii…

Film o awarii falownika

Przygotowałem również film o awarii falownika / inwertera w samochodzie elektrycznym, który jest uzupełnieniem tego artykułu.

AUTOR: MICHAŁ LISIAK

MENU
– > POWRÓT NA STRONĘ GŁÓWNĄ
– > MAGAZYN MOTORYZACYJNY
– > TECHNIKA MOTORYZACYJNA I DIAGNOSTYKA
– > SAMODZIELNE NAPRAWY SAMOCHODÓW– ZAOCZNE TECHNIKUM DRUCIARSTWA SAMOCHODOWEGO
– > ELEKTROMOBILNOŚĆ I SAMOCHODY ELEKTRYCZNE, WADY ELEKTROMOBILNOŚCI
– > DETAILING
– > FELIETONY MOTORYZACYJNE, CIEKAWOSTKI MOTORYZACYJNE, HUMOR MOTORYZACYJNY
– > DOKUMENTY, UBEZPIECZENIA
– > MOTOCYKLE
– > MILITARIA – MOTORYZACJA I WOJSKO
– > MOTORYZACJA I POLITYKA
– > TESTY SAMOCHODÓW
– > AKCESORIA DLA KIEROWCÓW
– > SAMOCHODY ŚWIATA
– > PODRÓŻE i SLOW DRIVING
– > MOTOREWIA NA FACEBOOK
– > MOTOREWIA NA TWITTER

– > POWRÓT NA STRONĘ GŁÓWNĄ

(R) PORTAL MOTORYZACYJNY MOTOREWIA