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Sistema de transmissão do carro elétrico Bolt da Chevrolet – componentes e funcionamento

O módulo de controle do inversor do motor elétrico recebe e monitora os sinais dos sensores e usa essas informações para variar a saída de torque para os eixos de acionamento com base na posição do acelerador

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Por Carlos Napoletano Neto


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Motor/transmissão - O Chevrolet BOLT EV está equipado com uma transmissão com tração eletrônica 1ET25, de velocidade variável e tração dianteira. O conjunto do motor de acionamento/gerador elétrico dentro da transmissão impulsiona o veículo. Os principais componentes do sistema são: Um motor/gerador de 150 kW, conjunto de engrenagens de redução, diferencial, bomba auxiliar de fluido e conexões dos cabos trifásicos.

Componentes Mecânicos

Os componentes mecânicos da transmissão 1ET25 incluem o conjunto do diferencial, conjunto de acionamento final, eixo principal, trava de estacionamento e eixos de saída.

Engrenagens de compensação - Fornecem uma relação fixa de marchas à frente e uma marcha a ré. O conjunto de engrenagens inclui a saída do motor de acionamento, as engrenagens acionadas no eixo principal, a engrenagem acionada no diferencial e o conjunto do suporte de saída. A engrenagem do motor aciona a engrenagem no eixo principal para obter uma relação final de 7,05:1.

Trava de estacionamento

A trava de estacionamento engata uma engrenagem estriada no eixo para impedir que o veículo se mova para a frente ou para trás.

Componentes Eletrônicos incluem:

• Conjunto do motor de acionamento/gerador;

• Sensor de posição do motor de acionamento/gerador;

• Conjunto da bomba auxiliar de fluido da transmissão;

• Sensor de temperatura do fluido da transmissão;

• Interruptor interno de modo.

Conjunto do motor de acionamento/Gerador

O conjunto motor gerador de tração de 150 kW é utilizado para propulsão do veículo e frenagem regenerativa. A velocidade e a direção do motor são monitoradas por um sensor de posição.

Estator - O estator é uma bobina de fio composta por circuitos trifásicos, identificados como fases U, V e W. Os circuitos trifásicos são conectados em uma configuração “Y” ou seja, cada fase está em uma posição a 120º uma da outra. Cada um dos três cabos de alta tensão se conecta a um circuito trifásico do estator.

Induzido (rotor) - O induzido possui dois rolamentos (um em cada extremidade). Possui também uma engrenagem para distribuir torque aos eixos de tração. O campo eletromagnético criado pelo estator, quando energizado, força o rotor a girar na direção para a frente ou para trás.

Sensor de posição do motor de acionamento/Gerador

Este sensor monitora a posição, a velocidade e a direção do motor de acionamento/gerador, a fim de energizar as bobinas do estator no momento exato. O sensor é monitorado pelo HPCM1 (módulo híbrido de controle do trem de força). Assim monitora a posição angular, a velocidade e a direção do motor de acionamento/gerador com base nos sinais do sensor de posição.

O sensor é composto de uma bobina de acionamento, e um rotor metálico de formato irregular. Este rotor faz parte do motor de acionamento/Gerador.

Com o veículo ligado, o HPCM1 emite um sinal de excitação de 5 volts alternados e 10 quilohertz para a bobina do inversor. O sinal cria um campo magnético ao redor das duas bobinas acionadas e rotor. Os módulos de controle do motor monitoram as duas bobinas acionadas em busca de um sinal de retorno. A posição do rotor faz com que os sinais de retorno induzidos magneticamente das bobinas acionadas variem em tamanho e forma. Uma comparação dos dois sinais de bobina acionada permite que o módulo de controle do motor determine o ângulo exato, velocidade e direção do motor de acionamento/gerador.

Bomba de fluido da transmissão - A transmissão 1ET25 utiliza uma bomba mecânica rotativa de corrente contínua de 12V para lubrificar e arrefecer os componentes. A bomba está montada externamente no conjunto motor/transmissão e é controlada pelo conjunto do módulo inversor de potência do motor.

Opera sob baixa pressão e só funciona quando o veículo estiver em movimento. O módulo inversor de potência fornece um sinal PWM para controlar a bomba que responde com um sinal PWM de retorno.

A bomba suga fluido da parte inferior da transmissão e enche o cárter na parte superior da transmissão. O cárter contém orifícios de saída estrategicamente posicionados para pulverizar fluido no motor e nos rolamentos, para fornecer lubrificação e resfriamento.

Placa de filtro - A placa de filtro impede que pequenas partículas entrem nos circuitos de lubrificação da transmissão evitando danos em componentes como rolamentos e buchas. A placa de filtro está diretamente conectada na carcaça do motor.

Sensor de temperatura do fluido da transmissão

O sensor de temperatura do fluido da transmissão conecta-se à ECM. Assim, ele envia os dados de temperatura do fluido ao PIM do motor de acionamento/gerador para ajustar o torque do motor de acionamento/gerador.

Interruptor interno de modo - O interruptor interno de modo está localizado dentro da transmissão, debaixo da tampa da transmissão. O interruptor é diretamente conectado ao eixo seletor de marchas e fixado ao eixo com um pequeno parafuso de retenção. Os componentes internos do interruptor giram com o movimento do eixo.

Utilizando-se o scanner é possível visualizar os parâmetros de entrada do comutador interno, de modo que são representados como A/B/C/P. A tensão de entrada no módulo é alta quando o comutador está aberto e baixa quando o comutador está aterrado.

Conectores da transmissão

A transmissão possui dois conectores de 12 vias de baixa tensão que são conectados ao chicote do veículo. O conector X175 está no lado direito do veículo e se conecta ao interruptor interno de modo. O conector X176 está localizado no lado esquerdo da transmissão e se conecta ao sensor de posição do motor de acionamento (relutor) e ao sensor de temperatura da transmissão.

Modos de operações

Park e Neutro - Quando em Park, a lingueta de estacionamento está engatada no eixo principal dentro da transmissão. Este engate não permite que o eixo principal e a transmissão final girem, o que, por sua vez, não permite que as rodas motrizes girem. Em Neutro, o eixo principal está livre para girar, o que permite que o veículo seja movido sem a lingueta de estacionamento engatada.

Drive e Ré - Quando o veí­culo é colocado em Drive, a corrente é enviada ao motor/gerador de tração para impulsionar o veículo para a frente. Na medida em que o pedal do acelerador é pressionado, a amplitude e a frequência da corrente trifásica são modificadas para fornecer torque suficiente para mover o veículo. Quando o veículo ganha velocidade, a amplitude e a frequência da corrente trifásica começam a diminuir a saída de torque e aumentam a velocidade do motor de acionamento/gerador.

A modificação da corrente ocorre em conjunto com a posição do pedal do acelerador e a carga aplicada ao veículo. Em Ré, a polaridade da corrente fornecida ao motor é invertida e gira o motor/gerador no sentido oposto, movimentando o veículo para trás.

Marcha reduzida (L) - Está disponível para proporcionar a sensação de maior frenagem do motor e pode ser utilizada para desacelerar o veículo de forma mais agressiva do que a marcha de tração. Quando em marcha baixa, o veículo desacelera mais rapidamente e usa o motor de acionamento/gerador para coletar energia agressivamente durante um evento de frenagem regenerativa.

Frenagem regenerativa

Quando o motorista levanta o pé do pedal do acelerador e pressiona o pedal do freio, o motor elétrico desacelera o veículo aplicando torque negativo ao eixo de saída e gerando eletricidade (força contraeletromotriz), carregando a bateria. A energia elétrica trifásica de corrente alternada gerada pelo motor é transformada em energia elétrica de corrente contínua de alta tensão no módulo inversor de potência do motor/gerador e armazenada na bateria do veículo.

Tipo e capacidade do fluido DEXRON HP

Fluido Dexron HP

Aplicativo Capacidades

Troca de fluido - capacidade 2,6 litros

Transmissão seca (vazia) 2,9 litros

Arrefecimento do sistema

A principal fonte geradora de calor na transmissão é o motor de acionamento/gerador e o fluido da transmissão resfria este componente.

A transmissão compartilha o sistema de arrefecimento da eletrônica de potência. O líquido refrigerante flui através do cárter do líquido de arrefecimento na transmissão para transferir calor para fora do fluido da transmissão.

A bomba de fluido aspira o fluido resfriado da parte inferior da transmissão e o bombeia para o reservatório de fluido na parte superior da transmissão. A partir daí o fluido passa a resfriar o motor e lubrificar os rolamentos.

Arrefecimento do motor

O fluido de arrefecimento flui do reservatório para os canais de distribuição. Estes canais garantem que seja distribuído uniformemente sobre o estator. O fluido absorve o calor quando passa sobre o motor e flui para o fundo, onde o calor é liberado no líquido de arrefecimento através do cárter.

Procedimento de verificação do nível de fluido

A transmissão 1ET25 possui um tubo de enchimento ou vareta medidora de nível. Portanto, um bujão de abastecimento na parte superior do conjunto da transmissão, permitindo a vistoria do nível do fluido com facilidade.

Cuidado: o nível de fluido deve ser verificado quando a temperatura do fluido da transmissão estiver entre 15 e 35ºC, se a temperatura não estiver dentro desta faixa, opere o veículo ou deixe o fluido esfriar conforme necessário. 

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