Η δομή και ο σχεδιασμός ενός αμιγώς ηλεκτρικού οχήματος είναι διαφορετική από εκείνη ενός παραδοσιακού οχήματος με κινητήρα εσωτερικής καύσης. Είναι επίσης μια σύνθετη μηχανική συστημάτων. Πρέπει να ενσωματώσει την τεχνολογία μπαταριών ισχύος, την τεχνολογία κίνησης κινητήρα, την τεχνολογία αυτοκινήτων και τη σύγχρονη θεωρία ελέγχου για να επιτύχει μια βέλτιστη διαδικασία ελέγχου. Στο σχέδιο ανάπτυξης της επιστήμης και τεχνολογίας των ηλεκτρικών οχημάτων, η χώρα συνεχίζει να τηρεί τη διάταξη Ε&Α «τρεις κάθετες και τρεις οριζόντιες» και υπογραμμίζει περαιτέρω την έρευνα για κοινές βασικές τεχνολογίες των «τριών οριζόντιων» σύμφωνα με τη στρατηγική μετασχηματισμού τεχνολογίας του «καθαρή ηλεκτρική κίνηση», δηλαδή η έρευνα για τον κινητήρα μετάδοσης κίνησης και το σύστημα ελέγχου του, την μπαταρία ισχύος και το σύστημα διαχείρισής του και το σύστημα ελέγχου του συστήματος μετάδοσης κίνησης. Κάθε μεγάλος κατασκευαστής διαμορφώνει τη δική του στρατηγική επιχειρηματικής ανάπτυξης σύμφωνα με την εθνική στρατηγική ανάπτυξης.
Ο συγγραφέας ταξινομεί τις βασικές τεχνολογίες στη διαδικασία ανάπτυξης ενός νέου ενεργειακού συστήματος μετάδοσης κίνησης, παρέχοντας μια θεωρητική βάση και αναφορά για το σχεδιασμό, τη δοκιμή και την παραγωγή του συστήματος μετάδοσης κίνησης. Το σχέδιο χωρίζεται σε τρία κεφάλαια για την ανάλυση των βασικών τεχνολογιών της ηλεκτρικής κίνησης στο σύστημα μετάδοσης κίνησης αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων. Σήμερα, θα εισαγάγουμε πρώτα την αρχή και την ταξινόμηση των τεχνολογιών ηλεκτροκίνησης.
Σχήμα 1 Βασικοί σύνδεσμοι στην ανάπτυξη κινητήρων
Προς το παρόν, οι βασικές βασικές τεχνολογίες των αμιγώς ηλεκτροκίνητων οχημάτων περιλαμβάνουν τις ακόλουθες τέσσερις κατηγορίες:
Σχήμα 2 Οι βασικές βασικές τεχνολογίες του συστήματος ισχύος
Ο ορισμός του συστήματος οδήγησης κινητήρα
Σύμφωνα με την κατάσταση της μπαταρίας ισχύος του οχήματος και τις απαιτήσεις ισχύος του οχήματος, μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από την ενσωματωμένη συσκευή παραγωγής ενέργειας αποθήκευσης ενέργειας σε μηχανική ενέργεια και η ενέργεια μεταδίδεται στους κινητήριους τροχούς μέσω της συσκευής μετάδοσης και των εξαρτημάτων της μηχανικής ενέργειας του οχήματος μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια και τροφοδοτείται πίσω στη συσκευή αποθήκευσης ενέργειας όταν το όχημα φρενάρει. Το σύστημα ηλεκτρικής οδήγησης περιλαμβάνει κινητήρα, μηχανισμό μετάδοσης, ελεγκτή κινητήρα και άλλα εξαρτήματα. Ο σχεδιασμός των τεχνικών παραμέτρων του συστήματος οδήγησης ηλεκτρικής ενέργειας περιλαμβάνει κυρίως ισχύ, ροπή, ταχύτητα, τάση, αναλογία μετάδοσης μείωσης, χωρητικότητα τροφοδοσίας, ισχύ εξόδου, τάση, ρεύμα κ.λπ.
1) Ελεγκτής κινητήρα
Ονομάζεται επίσης μετατροπέας, αλλάζει την είσοδο συνεχούς ρεύματος από την μπαταρία ισχύος σε εναλλασσόμενο ρεύμα. Βασικά συστατικά:
◎ IGBT: ηλεκτρονικός διακόπτης ισχύος, αρχή: μέσω του ελεγκτή, ελέγξτε τον βραχίονα γέφυρας IGBT για να κλείσετε μια συγκεκριμένη συχνότητα και διακόπτη ακολουθίας για να δημιουργήσετε τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα. Ελέγχοντας τον ηλεκτρονικό διακόπτη ισχύος για να κλείσει, η εναλλασσόμενη τάση μπορεί να μετατραπεί. Στη συνέχεια, η τάση AC δημιουργείται ελέγχοντας τον κύκλο λειτουργίας.
◎ Χωρητικότητα φιλμ: λειτουργία φιλτραρίσματος. αισθητήρας ρεύματος: ανίχνευση του ρεύματος τριφασικής περιέλιξης.
2) Κύκλωμα ελέγχου και οδήγησης: πίνακας ελέγχου υπολογιστή, οδήγηση IGBT
Ο ρόλος του ελεγκτή κινητήρα είναι να μετατρέπει το DC σε AC, να λαμβάνει κάθε σήμα και να εξάγει την αντίστοιχη ισχύ και ροπή. Βασικά εξαρτήματα: ηλεκτρονικός διακόπτης ισχύος, πυκνωτής φιλμ, αισθητήρας ρεύματος, κύκλωμα ελέγχου κίνησης για άνοιγμα διαφορετικών διακοπτών, σχηματισμός ρευμάτων σε διαφορετικές κατευθύνσεις και παραγωγή εναλλασσόμενης τάσης. Επομένως, μπορούμε να διαιρέσουμε το ημιτονοειδές εναλλασσόμενο ρεύμα σε ορθογώνια. Το εμβαδόν των ορθογωνίων μετατρέπεται σε τάση με το ίδιο ύψος. Ο άξονας x πραγματοποιεί τον έλεγχο μήκους ελέγχοντας τον κύκλο λειτουργίας και τελικά πραγματοποιεί την ισοδύναμη μετατροπή της περιοχής. Με αυτόν τον τρόπο, η ισχύς συνεχούς ρεύματος μπορεί να ελεγχθεί για να κλείσει ο βραχίονας γέφυρας IGBT σε μια συγκεκριμένη συχνότητα και διαδοχικό διακόπτη μέσω του ελεγκτή για την παραγωγή τριφασικής ισχύος AC.
Προς το παρόν, τα βασικά εξαρτήματα του κυκλώματος κίνησης βασίζονται στις εισαγωγές: πυκνωτές, σωλήνες διακόπτη IGBT/MOSFET, DSP, ηλεκτρονικά τσιπ και ολοκληρωμένα κυκλώματα, τα οποία μπορούν να παραχθούν ανεξάρτητα αλλά έχουν μικρή χωρητικότητα: ειδικά κυκλώματα, αισθητήρες, σύνδεσμοι, τα οποία μπορούν να που παράγονται ανεξάρτητα: τροφοδοτικά, δίοδοι, επαγωγείς, πλακέτες κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων, μονωμένα καλώδια, καλοριφέρ.
3) Κινητήρας: μετατροπή τριφασικού εναλλασσόμενου ρεύματος σε μηχανήματα
◎ Δομή: μπροστινά και πίσω ακραία καλύμματα, κοχύλια, άξονες και ρουλεμάν
◎ Μαγνητικό κύκλωμα: πυρήνας στάτορα, πυρήνας ρότορα
◎ Κύκλωμα: περιέλιξη στάτορα, αγωγός ρότορα
4) Συσκευή εκπομπής
Το κιβώτιο ταχυτήτων ή ο μειωτήρας μετατρέπει την ταχύτητα ροπής εξόδου από τον κινητήρα στην ταχύτητα και τη ροπή που απαιτείται από ολόκληρο το όχημα.
Τύπος κινητήρα οδήγησης
Οι κινητήρες κίνησης χωρίζονται στις ακόλουθες τέσσερις κατηγορίες. Επί του παρόντος, οι κινητήρες επαγωγής AC και οι σύγχρονοι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη είναι οι πιο συνηθισμένοι τύποι ηλεκτρικών οχημάτων νέας ενέργειας. Εστιάζουμε λοιπόν στην τεχνολογία του κινητήρα επαγωγής AC και του σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη.
| Μοτέρ DC | Επαγωγικός κινητήρας AC | Σύγχρονος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη | Κινητήρας απροθυμίας μεταγωγής | |
| Πλεονέκτημα | Χαμηλότερο κόστος, χαμηλές απαιτήσεις συστήματος ελέγχου | Χαμηλό κόστος, ευρεία κάλυψη ισχύος, ανεπτυγμένη τεχνολογία ελέγχου, υψηλή αξιοπιστία | Υψηλή πυκνότητα ισχύος, υψηλή απόδοση, μικρό μέγεθος | Απλή Δομή, Χαμηλές απαιτήσεις Συστήματος Ελέγχου |
| Μειονέκτημα | Υψηλές απαιτήσεις συντήρησης, χαμηλή ταχύτητα, χαμηλή ροπή, μικρή διάρκεια ζωής | Μικρή αποδοτική περιοχή Χαμηλή πυκνότητα ισχύος | Υψηλό κόστος Κακή προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον | Μεγάλη διακύμανση ροπής Υψηλός θόρυβος εργασίας |
| Εφαρμογή | Μικρό ή μίνι ηλεκτρικό όχημα χαμηλής ταχύτητας | Ηλεκτρικά επαγγελματικά οχήματα και επιβατικά αυτοκίνητα | Ηλεκτρικά επαγγελματικά οχήματα και επιβατικά αυτοκίνητα | Όχημα μεικτής ισχύος |
1) Ασύγχρονος κινητήρας επαγωγής AC
Η αρχή λειτουργίας ενός επαγωγικού ασύγχρονου κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ότι η περιέλιξη θα περάσει από τη σχισμή του στάτη και τον ρότορα: στοιβάζεται από λεπτά φύλλα χάλυβα με υψηλή μαγνητική αγωγιμότητα. Το τριφασικό ρεύμα θα περάσει από την περιέλιξη. Σύμφωνα με τον νόμο ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday, θα δημιουργηθεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο, που είναι ο λόγος για τον οποίο ο ρότορας περιστρέφεται. Τα τρία πηνία του στάτορα συνδέονται σε ένα διάστημα 120 μοιρών και ο αγωγός που μεταφέρει ρεύμα δημιουργεί μαγνητικά πεδία γύρω τους. Όταν εφαρμόζεται η τριφασική τροφοδοσία σε αυτή την ειδική διάταξη, τα μαγνητικά πεδία θα αλλάζουν σε διαφορετικές κατευθύνσεις με την αλλαγή του εναλλασσόμενου ρεύματος σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή, δημιουργώντας ένα μαγνητικό πεδίο με ομοιόμορφη περιστροφική ένταση. Η ταχύτητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου ονομάζεται σύγχρονη ταχύτητα. Ας υποθέσουμε ότι ένας κλειστός αγωγός είναι τοποθετημένος μέσα, σύμφωνα με το νόμο του Faraday, επειδή το μαγνητικό πεδίο είναι μεταβλητό, ο βρόχος θα αισθανθεί την ηλεκτροκινητική δύναμη, η οποία θα δημιουργήσει ρεύμα στον βρόχο. Αυτή η κατάσταση είναι ακριβώς όπως ο βρόχος μεταφοράς ρεύματος στο μαγνητικό πεδίο, που δημιουργεί ηλεκτρομαγνητική δύναμη στον βρόχο και ο Χουάν Τζιανγκ αρχίζει να περιστρέφεται. Χρησιμοποιώντας κάτι παρόμοιο με ένα κλουβί σκίουρου, ένα τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα θα παράγει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο μέσω του στάτορα και το ρεύμα θα προκληθεί στη ράβδο του κλωβού του σκίουρου που βραχυκυκλώνεται από τον τελικό δακτύλιο, έτσι ο ρότορας αρχίζει να περιστρέφεται, το οποίο είναι γιατί ο κινητήρας ονομάζεται κινητήρας επαγωγής. Με τη βοήθεια της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής αντί να συνδέεται απευθείας με τον ρότορα για την επαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, γεμίζονται στο ρότορα μονωτικές νιφάδες πυρήνα σιδήρου, έτσι ώστε ο σίδηρος μικρού μεγέθους να εξασφαλίζει την ελάχιστη απώλεια δινορευμάτων.
2) Σύγχρονος κινητήρας AC
Ο ρότορας του σύγχρονου κινητήρα είναι διαφορετικός από αυτόν του ασύγχρονου κινητήρα. Ο μόνιμος μαγνήτης είναι εγκατεστημένος στον ρότορα, ο οποίος μπορεί να χωριστεί σε επιφανειακό τύπο και ενσωματωμένο τύπο. Ο ρότορας είναι κατασκευασμένος από φύλλο πυριτίου και ο μόνιμος μαγνήτης είναι ενσωματωμένος. Ο στάτορας συνδέεται επίσης με ένα εναλλασσόμενο ρεύμα με διαφορά φάσης 120, το οποίο ελέγχει το μέγεθος και τη φάση του εναλλασσόμενου ρεύματος ημιτονοειδούς κύματος, έτσι ώστε το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από τον στάτορα να είναι αντίθετο από αυτό που δημιουργεί ο ρότορας και το μαγνητικό το πεδίο περιστρέφεται. Με αυτόν τον τρόπο, ο στάτορας έλκεται από έναν μαγνήτη και περιστρέφεται με τον ρότορα. Ο κύκλος μετά τον κύκλο δημιουργείται από την απορρόφηση του στάτορα και του ρότορα.
Συμπέρασμα: Η κίνηση κινητήρα για ηλεκτρικά οχήματα έχει γίνει βασικά η κύρια τάση, αλλά δεν είναι ενιαία αλλά διαφοροποιημένη. Κάθε σύστημα κίνησης κινητήρα έχει το δικό του ολοκληρωμένο ευρετήριο. Κάθε σύστημα εφαρμόζεται στην υπάρχουσα κίνηση ηλεκτρικού οχήματος. Οι περισσότεροι από αυτούς είναι ασύγχρονοι κινητήρες και σύγχρονοι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη, ενώ κάποιοι προσπαθούν να αλλάξουν κινητήρες απροθυμίας. Αξίζει να σημειωθεί ότι η μετάδοση κίνησης κινητήρα ενσωματώνει τεχνολογία ηλεκτρονικών ισχύος, τεχνολογία μικροηλεκτρονικής, ψηφιακή τεχνολογία, τεχνολογία αυτόματου ελέγχου, επιστήμη υλικών και άλλους κλάδους, ώστε να αντικατοπτρίζει τις ολοκληρωμένες προοπτικές εφαρμογής και ανάπτυξης πολλών κλάδων. Είναι ισχυρός ανταγωνιστής στους κινητήρες ηλεκτρικών οχημάτων. Για να καταλάβουν μια θέση στα μελλοντικά ηλεκτρικά οχήματα, όλα τα είδη κινητήρων πρέπει όχι μόνο να βελτιστοποιούν τη δομή του κινητήρα, αλλά και να εξερευνούν συνεχώς τις έξυπνες και ψηφιακές πτυχές του συστήματος ελέγχου.
Ώρα δημοσίευσης: Ιαν-30-2023
