Struktura a design čistě elektrického vozidla se liší od tradičního vozidla poháněného spalovacím motorem. Jde také o komplexní systémové inženýrství. Potřebuje integrovat technologii napájecích baterií, technologii motorového pohonu, automobilovou technologii a moderní teorii řízení, aby bylo dosaženo optimálního procesu řízení. V plánu rozvoje vědy a technologie elektrických vozidel země nadále dodržuje uspořádání výzkumu a vývoje „tři vertikální a tři horizontální“ a dále zdůrazňuje výzkum společných klíčových technologií „tří horizontálních“ v souladu se strategií technologické transformace „čistý elektrický pohon“, tedy výzkum hnacího motoru a jeho řídicího systému, napájecí baterie a jejího řídicího systému a řídicího systému hnacího ústrojí. Každý významný výrobce formuluje svou vlastní strategii rozvoje podnikání podle národní strategie rozvoje.
Autor třídí klíčové technologie v procesu vývoje nového energetického hnacího ústrojí, poskytuje teoretický základ a reference pro návrh, testování a výrobu hnacího ústrojí. Plán je rozdělen do tří kapitol, které analyzují klíčové technologie elektrického pohonu v hnacím ústrojí čistě elektrických vozidel. Dnes si nejprve představíme princip a klasifikaci technologií elektrického pohonu.
Obrázek 1 Klíčové vazby ve vývoji hnacího ústrojí
V současné době mezi klíčové klíčové technologie pohonu čistě elektrických vozidel patří následující čtyři kategorie:
Obrázek 2 Základní klíčové technologie hnacího ústrojí
Definice systému hnacího motoru
Podle stavu akumulátoru vozidla a požadavků na napájení vozidla převádí elektrickou energii vyrobenou z palubního zařízení pro uchovávání energie na mechanickou energii a energie je přenášena na hnací kola prostřednictvím přenosového zařízení a částí Mechanická energie vozidla se při brzdění vozidla přemění na elektrickou energii a přivádí zpět do zásobníku energie. Elektrický hnací systém zahrnuje motor, převodový mechanismus, ovladač motoru a další komponenty. Návrh technických parametrů pohonné soustavy elektrické energie zahrnuje především výkon, točivý moment, otáčky, napětí, převodový poměr redukce, kapacitu zdroje, výstupní výkon, napětí, proud atd.
1) Regulátor motoru
Nazývá se také invertor, mění stejnosměrný proud přiváděný z napájecí baterie na střídavý proud. Základní komponenty:
◎ IGBT: výkonový elektronický spínač, princip: přes ovladač ovládá IGBT můstkové rameno pro uzavření určité frekvence a sekvenční spínač pro generování třífázového střídavého proudu. Zapnutím vypínače výkonové elektroniky lze přeměnit střídavé napětí. Poté je řízením pracovního cyklu generováno střídavé napětí.
◎ Kapacita filmu: funkce filtrování; proudový senzor: detekce proudu třífázového vinutí.
2) Řídicí a řídicí obvod: řídicí deska počítače, řídicí IGBT
Úkolem ovladače motoru je převádět stejnosměrný proud na střídavý, přijímat každý signál a vydávat odpovídající výkon a točivý moment. Základní komponenty: výkonový elektronický spínač, fóliový kondenzátor, proudový senzor, řídicí obvod pohonu pro otevírání různých spínačů, vytváření proudů v různých směrech a generování střídavého napětí. Proto můžeme sinusový střídavý proud rozdělit na obdélníky. Plocha obdélníků se převede na napětí se stejnou výškou. Osa x realizuje řízení délky řízením pracovního cyklu a nakonec realizuje ekvivalentní konverzi plochy. Tímto způsobem může být stejnosměrný výkon řízen tak, aby se uzavřelo rameno IGBT můstku při určité frekvenci a sekvenčním spínači prostřednictvím ovladače pro generování třífázového střídavého napájení.
V současné době jsou klíčové komponenty hnacího obvodu závislé na dovozu: kondenzátory, spínací elektronky IGBT/MOSFET, DSP, elektronické čipy a integrované obvody, které lze vyrobit nezávisle, ale mají slabou kapacitu: speciální obvody, senzory, konektory, které lze nezávisle vyrobené: napájecí zdroje, diody, induktory, vícevrstvé obvodové desky, izolované vodiče, radiátory.
3) Motor: přeměňte třífázový střídavý proud na strojní zařízení
◎ Struktura: přední a zadní koncové kryty, pláště, hřídele a ložiska
◎ Magnetický obvod: jádro statoru, jádro rotoru
◎ Obvod: vinutí statoru, vodič rotoru
4) Vysílací zařízení
Převodovka nebo reduktor převádí výstupní otáčky točivého momentu motoru na otáčky a točivý moment požadované celým vozidlem.
Typ hnacího motoru
Hnací motory jsou rozděleny do následujících čtyř kategorií. V současnosti jsou nejběžnějšími typy nových energetických elektrických vozidel AC indukční motory a synchronní motory s permanentními magnety. Zaměřujeme se tedy na technologii střídavého indukčního motoru a synchronního motoru s permanentními magnety.
| Stejnosměrný motor | AC indukční motor | Synchronní motor s permanentním magnetem | Spínaný reluktanční motor | |
| Výhoda | Nižší náklady, nízké požadavky na řídicí systém | Nízká cena, Široké pokrytí napájení, Vyvinutá technologie ovládání, Vysoká spolehlivost | Vysoká hustota výkonu, vysoká účinnost, malá velikost | Jednoduchá struktura, nízké požadavky na řídicí systém |
| Nevýhoda | Vysoké nároky na údržbu, Nízká rychlost, Nízký točivý moment, krátká životnost | Malá efektivní plocha Nízká hustota energie | Vysoká cena Špatná přizpůsobivost prostředí | Velké kolísání točivého momentuVysoká pracovní hlučnost |
| Aplikace | Malé nebo mini nízkorychlostní elektrické vozidlo | Elektrická obchodní vozidla a osobní automobily | Elektrická obchodní vozidla a osobní automobily | Vozidlo se smíšeným pohonem |
1) AC indukční asynchronní motor
Princip činnosti střídavého indukčního asynchronního motoru spočívá v tom, že vinutí bude procházet štěrbinou statoru a rotorem: je naskládáno tenkými ocelovými plechy s vysokou magnetickou vodivostí. Třífázová elektřina bude procházet vinutím. Podle Faradayova elektromagnetického indukčního zákona bude generováno rotující magnetické pole, které je důvodem, proč se rotor otáčí. Tři cívky statoru jsou spojeny v intervalu 120 stupňů a vodič s proudem kolem nich vytváří magnetická pole. Když je na toto speciální uspořádání aplikováno třífázové napájení, magnetická pole se budou měnit v různých směrech se změnou střídavého proudu v konkrétním čase, čímž se vytvoří magnetické pole s rovnoměrnou intenzitou rotace. Rychlost otáčení magnetického pole se nazývá synchronní rychlost. Předpokládejme, že je uvnitř umístěn uzavřený vodič podle Faradayova zákona, protože magnetické pole je proměnlivé, smyčka bude snímat elektromotorickou sílu, která ve smyčce vytvoří proud. Tato situace je jako proudová smyčka v magnetickém poli, generující elektromagnetickou sílu na smyčku a Huan Jiang se začne otáčet. Při použití něčeho podobného jako v kleci na veverku vytvoří třífázový střídavý proud rotující magnetické pole skrz stator a proud se indukuje v tyči klece nakrátko, zkratované koncovým kroužkem, takže se rotor začne otáčet, což je proč se motor nazývá indukční motor. S pomocí elektromagnetické indukce namísto přímého připojení k rotoru pro indukci elektřiny jsou v rotoru vyplněny vločky izolačního železného jádra, takže železo malé velikosti zajišťuje minimální ztráty vířivými proudy.
2) Střídavý synchronní motor
Rotor synchronního motoru se liší od rotoru asynchronního motoru. Permanentní magnet je instalován na rotoru, který lze rozdělit na typ s povrchovou montáží a typ vestavěný. Rotor je vyroben z křemíkového ocelového plechu a je zapuštěný permanentní magnet. Stator je také spojen se střídavým proudem s fázovým rozdílem 120, který řídí velikost a fázi sinusového střídavého proudu, takže magnetické pole generované statorem je opačné než magnetické pole generované rotorem a magnetické pole. pole se točí. Tímto způsobem je stator přitahován magnetem a otáčí se s rotorem. Cyklus po cyklu je generován absorpcí statoru a rotoru.
Závěr: Motorový pohon pro elektromobily se v podstatě stal hlavním proudem, není však jednotný, ale diverzifikovaný. Každý systém pohonu motoru má svůj vlastní komplexní index. Každý systém je aplikován ve stávajícím pohonu elektromobilu. Většina z nich jsou asynchronní motory a synchronní motory s permanentními magnety, zatímco některé se snaží přepínat reluktanční motory. Stojí za zmínku, že motorový pohon integruje technologii výkonové elektroniky, mikroelektronickou technologii, digitální technologii, technologii automatického řízení, materiálové vědy a další disciplíny, aby odrážel komplexní aplikační a vývojové perspektivy mnoha oborů. Je silným konkurentem v oblasti elektromotorů pro automobily. Aby všechny druhy motorů zaujaly místo v budoucích elektrických vozidlech, musí nejen optimalizovat strukturu motoru, ale také neustále zkoumat inteligentní a digitální aspekty řídicího systému.
Čas odeslání: 30. ledna 2023
