Struktura i dizajn čisto električnog vozila razlikuju se od tradicionalnog vozila s motorom s unutrašnjim sagorijevanjem. To je također složen sistemski inženjering. Potrebno je integrirati tehnologiju baterija, tehnologiju pogona motora, automobilsku tehnologiju i modernu teoriju upravljanja kako bi se postigao optimalni proces upravljanja. U planu razvoja nauke i tehnologije električnih vozila, zemlja se i dalje pridržava rasporeda istraživanja i razvoja "tri vertikalne i tri horizontalne", te dodatno naglašava istraživanje zajedničkih ključnih tehnologija "tri horizontalne" u skladu sa strategijom tehnološke transformacije "čistog električnog pogona", odnosno istraživanje pogonskog motora i njegovog sistema upravljanja, baterije i njenog sistema upravljanja, te sistema upravljanja pogonskim sklopom. Svaki veliki proizvođač formulira vlastitu strategiju razvoja poslovanja u skladu s nacionalnom strategijom razvoja.
Autor sortira ključne tehnologije u procesu razvoja novog pogonskog sklopa, pružajući teorijsku osnovu i referencu za dizajn, testiranje i proizvodnju pogonskog sklopa. Plan je podijeljen u tri poglavlja kako bi se analizirale ključne tehnologije električnog pogona u pogonskom sklopu potpuno električnih vozila. Danas ćemo prvo predstaviti princip i klasifikaciju tehnologija električnog pogona.
Slika 1 Ključne veze u razvoju pogonskog sklopa
Trenutno, ključne tehnologije pogonskog sklopa za potpuno električna vozila uključuju sljedeće četiri kategorije:
Slika 2 Ključne tehnologije pogonskog sklopa
Definicija pogonskog motora
U skladu sa statusom akumulatora vozila i zahtjevima za napajanjem vozila, on pretvara električnu energiju koju proizvodi ugrađeni uređaj za skladištenje energije u mehaničku energiju, a energija se prenosi na pogonske točkove putem uređaja za prenos, a dijelovi mehaničke energije vozila se pretvaraju u električnu energiju i vraćaju u uređaj za skladištenje energije kada vozilo koči. Električni pogonski sistem uključuje motor, mehanizam za prenos, kontroler motora i druge komponente. Dizajn tehničkih parametara električnog pogonskog sistema uglavnom uključuje snagu, obrtni moment, brzinu, napon, prenosni omjer redukcije, kapacitet napajanja, izlaznu snagu, napon, struju itd.
1) Kontroler motora
Također se naziva inverter, pretvara jednosmjernu struju koju dobavlja baterija u naizmjeničnu struju. Osnovne komponente:
◎ IGBT: elektronički prekidač snage, princip: putem kontrolera, upravlja se IGBT mostom kako bi se zatvorio određeni frekventni i sekvencijalni prekidač za generiranje trofazne naizmjenične struje. Kontroliranjem zatvaranja elektroničkog prekidača snage, naizmjenični napon se može pretvoriti. Zatim se kontrolom radnog ciklusa generira izmjenični napon.
◎ Kapacitet filma: funkcija filtriranja; senzor struje: detekcija struje trofaznog namotaja.
2) Upravljački i pogonski krug: kontrolna ploča računara, pogonski IGBT
Uloga kontrolera motora je da pretvori jednosmjernu (DC) u izmjeničnu (AC) struju, primi svaki signal i isporuči odgovarajuću snagu i obrtni moment. Osnovne komponente: elektronički prekidač snage, filmski kondenzator, senzor struje, upravljačko pogonsko kolo za otvaranje različitih prekidača, formiranje struja u različitim smjerovima i generiranje naizmjeničnog napona. Stoga možemo podijeliti sinusoidnu naizmjeničnu struju na pravougaonike. Površina pravougaonika se pretvara u napon iste visine. X-osa ostvaruje kontrolu dužine kontrolom radnog ciklusa i konačno ostvaruje ekvivalentnu konverziju površine. Na taj način, jednosmjerna snaga se može kontrolirati kako bi se IGBT most zatvorio na određenoj frekvenciji i sekvencijalno prebacio putem kontrolera za generiranje trofazne izmjenične struje.
Trenutno, ključne komponente pogonskog kola oslanjaju se na uvoz: kondenzatori, IGBT/MOSFET prekidačke cijevi, DSP, elektronski čipovi i integrirana kola, koja se mogu nezavisno proizvoditi, ali imaju slab kapacitet; specijalna kola, senzori, konektori, koji se mogu nezavisno proizvoditi: napajanja, diode, induktori, višeslojne ploče, izolirane žice, radijatori.
3) Motor: pretvara trofaznu naizmjeničnu struju u mašinsku
◎ Struktura: prednji i zadnji poklopci, ljuske, osovine i ležajevi
◎ Magnetno kolo: jezgro statora, jezgro rotora
◎ Strujni krug: namotaj statora, provodnik rotora
4) Uređaj za prenos
Mjenjač ili reduktor transformiše obrtni moment koji motor proizvodi u brzinu i obrtni moment potrebne za cijelo vozilo.
Vrsta pogonskog motora
Pogonski motori su podijeljeni u sljedeće četiri kategorije. Trenutno su AC indukcijski motori i sinhroni motori s permanentnim magnetima najčešći tipovi električnih vozila s novom energijom. Stoga se fokusiramo na tehnologiju AC indukcijskih motora i sinhronih motora s permanentnim magnetima.
| DC motor | AC indukcijski motor | Sinhroni motor sa permanentnim magnetom | Prekidački reluktantni motor | |
| Prednost | Niži troškovi, niski zahtjevi za kontrolni sistem | Niska cijena, Široka pokrivenost snage, Razvijena tehnologija upravljanja, Visoka pouzdanost | Visoka gustoća snage, visoka efikasnost, mala veličina | Jednostavna struktura, niski zahtjevi za kontrolni sistem |
| Nedostatak | Visoki zahtjevi za održavanje, mala brzina, mali obrtni moment, kratak vijek trajanja | Mala efikasna površina | Visoka cijena Slaba prilagodljivost okolišu | Veliko kolebanje obrtnog momenta Visoka radna buka |
| Primjena | Malo ili mini električno vozilo male brzine | Električna poslovna vozila i putnički automobili | Električna poslovna vozila i putnički automobili | Vozilo sa mješovitim pogonom |
1) AC indukcijski asinhroni motor
Princip rada AC induktivnog asinhronog motora je da namotaj prolazi kroz utor statora i rotora: složen je od tankih čeličnih limova s visokom magnetskom provodljivošću. Trofazna struja prolazi kroz namotaj. Prema Faradejevom zakonu elektromagnetske indukcije, generira se rotirajuće magnetsko polje, što je razlog rotacije rotora. Tri zavojnice statora su povezane u intervalu od 120 stepeni, a provodnik koji nosi struju generira magnetska polja oko sebe. Kada se trofazno napajanje primijeni na ovaj poseban raspored, magnetska polja će se mijenjati u različitim smjerovima s promjenom naizmjenične struje u određenom trenutku, generirajući magnetsko polje s ujednačenim intenzitetom rotacije. Brzina rotacije magnetskog polja naziva se sinhrona brzina. Pretpostavimo da se zatvoreni provodnik nalazi unutra, prema Faradejevom zakonu, budući da je magnetsko polje promjenjivo, petlja će osjetiti elektromotornu silu, koja će generirati struju u petlji. Ova situacija je baš kao petlja koja nosi struju u magnetskom polju, generirajući elektromagnetsku silu na petlji, i Huan Jiang počinje rotirati. Koristeći nešto slično kaveznom motoru vjeverice, trofazna naizmjenična struja će proizvesti rotirajuće magnetsko polje kroz stator, a struja će se inducirati u štapu kaveznog motora koji je kratko spojen krajnjim prstenom, tako da rotor počinje rotirati, zbog čega se motor naziva indukcijskim motorom. Uz pomoć elektromagnetske indukcije, umjesto direktnog povezivanja s rotorom za indukciju električne energije, izolacijske željezne pahuljice se pune u rotoru, tako da mala veličina željeza osigurava minimalne gubitke vrtložnih struja.
2) AC sinhroni motor
Rotor sinhronog motora razlikuje se od rotora asinhronog motora. Permanentni magnet je ugrađen na rotor, koji se može podijeliti na površinski montiran i ugrađeni tip. Rotor je izrađen od silicijumskog čeličnog lima, a permanentni magnet je ugrađen. Stator je također povezan na naizmjeničnu struju s faznom razlikom od 120, koja kontrolira veličinu i fazu sinusoidne naizmjenične struje, tako da je magnetsko polje koje generira stator suprotno od onog koje generira rotor, a magnetsko polje rotira. Na taj način, stator privlači magnet i rotira s rotorom. Ciklus za ciklusom generira se apsorpcijom statora i rotora.
Zaključak: Pogonski motori za električna vozila su u osnovi postali glavni tok, ali nisu jedinstveni, već raznoliki. Svaki sistem pogonskog motora ima svoj sveobuhvatni indeks. Svaki sistem se primjenjuje u postojećem pogonu električnih vozila. Većina njih su asinhroni motori i sinhroni motori sa permanentnim magnetima, dok neki pokušavaju koristiti reluktantne motore sa preklopnim prekidačem. Vrijedi istaći da pogonski motori integrišu tehnologiju energetske elektronike, mikroelektronike, digitalne tehnologije, tehnologije automatskog upravljanja, nauku o materijalima i druge discipline kako bi se odrazile sveobuhvatne perspektive primjene i razvoja više disciplina. To je snažan konkurent u motorima električnih vozila. Da bi zauzeli mjesto u budućim električnim vozilima, sve vrste motora moraju ne samo optimizirati strukturu motora, već i stalno istraživati inteligentne i digitalne aspekte sistema upravljanja.
Vrijeme objave: 30. januar 2023.
