Struktura i dizajn čisto električnog vozila razlikuju se od tradicionalnog vozila s motorom s unutarnjim izgaranjem. To je također složeno sustavno inženjerstvo. Potrebno je integrirati tehnologiju baterija, tehnologiju pogona motora, automobilsku tehnologiju i modernu teoriju upravljanja kako bi se postigao optimalni proces upravljanja. U planu razvoja znanosti 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 sustava upravljanja, baterije i njenog sustava upravljanja te sustava upravljanja pogonskim sklopom. Svaki veliki proizvođač formulira vlastitu strategiju razvoja poslovanja u skladu s nacionalnom strategijom razvoja.
Autor izdvaja ključne tehnologije u procesu razvoja novog pogonskog sklopa, pružajući teorijsku osnovu i referencu za projektiranje, 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 poveznice u razvoju pogonskog sklopa
Trenutno, ključne tehnologije pogonskog sklopa isključivo električnih vozila uključuju sljedeće četiri kategorije:
Slika 2. Ključne tehnologije pogonskog sklopa
Definicija sustava pogonskog motora
Ovisno o stanju akumulatora vozila i zahtjevima za napajanjem vozila, pretvara električnu energiju koju proizvodi ugrađeni uređaj za pohranu energije u mehaničku energiju, a energija se prenosi na pogonske kotače putem uređaja za prijenos, a dijelovi mehaničke energije vozila pretvaraju se u električnu energiju i vraćaju se u uređaj za pohranu energije kada vozilo koči. Električni pogonski sustav uključuje motor, mehanizam prijenosa, regulator motora i druge komponente. Dizajn tehničkih parametara električnog pogonskog sustava uglavnom uključuje snagu, okretni moment, brzinu, napon, prijenosni omjer smanjenja, kapacitet napajanja, izlaznu snagu, napon, struju itd.
1) Regulator motora
Također se naziva inverter, pretvara istosmjernu struju iz baterijskog sklopa u izmjeničnu struju. Glavne komponente:
◎ IGBT: elektronička sklopka snage, princip: putem kontrolera, upravlja se IGBT mostom kako bi se zatvorila određena frekvencija i slijedni prekidač za generiranje trofazne izmjenične struje. Upravljanjem zatvaranjem elektroničke sklopke snage, izmjenični napon se može pretvoriti. Zatim se upravljanjem radnim ciklusom generira izmjenični napon.
◎ Kapacitet filma: funkcija filtriranja; senzor struje: detekcija struje trofaznog namota.
2) Upravljački i pogonski krug: upravljačka ploča računala, pogonski IGBT
Uloga regulatora motora je pretvoriti istosmjernu struju u izmjeničnu, primiti svaki signal i proizvesti odgovarajuću snagu i moment. Glavne komponente: elektronički prekidač snage, filmski kondenzator, senzor struje, upravljački pogonski krug za otvaranje različitih prekidača, formiranje struja u različitim smjerovima i generiranje izmjeničnog napona. Stoga sinusoidnu izmjeničnu struju možemo podijeliti na pravokutnike. Površina pravokutnika pretvara se u napon iste visine. X-os ostvaruje kontrolu duljine kontroliranjem radnog ciklusa i konačno ostvaruje ekvivalentnu pretvorbu površine. Na taj način, istosmjerna snaga može se kontrolirati kako bi se krak IGBT mosta zatvorio na određenoj frekvenciji i slijedu prebacivanja putem regulatora za generiranje trofazne izmjenične struje.
Trenutno se ključne komponente pogonskog kruga oslanjaju na uvoz: kondenzatori, IGBT/MOSFET preklopne cijevi, DSP, elektronički čipovi i integrirani krugovi, koji se mogu neovisno proizvoditi, ali imaju slab kapacitet: specijalni krugovi, senzori, konektori, koji se mogu neovisno proizvoditi: napajanja, diode, induktiviteti, višeslojne tiskane pločice, izolirane žice, radijatori.
3) Motor: pretvoriti trofaznu izmjeničnu struju u stroj
◎ Struktura: prednji i stražnji poklopci, ljuske, osovine i ležajevi
◎ Magnetski krug: jezgra statora, jezgra rotora
◎ Strujni krug: namot statora, vodič rotora
4) Uređaj za prijenos
Mjenjač ili reduktor pretvara okretni moment koji motor daje u brzinu i okretni moment potrebne za cijelo vozilo.
Vrsta pogonskog motora
Pogonski motori podijeljeni su u sljedeće četiri kategorije. Trenutno su AC indukcijski motori i sinkroni motori s permanentnim magnetima najčešći tipovi električnih vozila s novom energijom. Stoga se usredotočujemo na tehnologiju AC indukcijskog motora i sinkronog motora s permanentnim magnetima.
| Istosmjerni motor | AC indukcijski motor | Sinkroni motor s permanentnim magnetom | Prekidački reluktantni motor | |
| Prednost | Niži troškovi, niski zahtjevi za upravljački sustav | Niska cijena, Široka pokrivenost snage, Razvijena tehnologija upravljanja, Visoka pouzdanost | Visoka gustoća snage, visoka učinkovitost, mala veličina | Jednostavna struktura, niski zahtjevi upravljačkog sustava |
| Nedostatak | Visoki zahtjevi za održavanje, mala brzina, mali okretni moment, kratak vijek trajanja | Malo učinkovito područjeNiska gustoća snage | Visoka cijena Slaba prilagodljivost okolišu | Veliko kolebanje okretnog momentaVisoka radna buka |
| Primjena | Malo ili mini električno vozilo male brzine | Električna poslovna vozila i osobni automobili | Električna poslovna vozila i osobni automobili | Vozilo s miješanim pogonom |
1) AC indukcijski asinkroni motor
Princip rada AC indukcijskog asinkronog motora je da namot prolazi kroz utor statora i rotor: složen je od tankih čeličnih limova s visokom magnetskom vodljivošću. Trofazna struja prolazi kroz namot. Prema Faradayevom zakonu elektromagnetske indukcije, generira se rotirajuće magnetsko polje, što je razlog zašto se rotor okreće. Tri zavojnice statora spojene su u razmaku od 120 stupnjeva, a vodič 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 izmjenične struje u određenom trenutku, generirajući magnetsko polje s jednoličnim intenzitetom rotacije. Brzina rotacije magnetskog polja naziva se sinkrona brzina. Pretpostavimo da se zatvoreni vodič nalazi unutra, prema Faradayevom 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, a Huan Jiang počinje rotirati. Koristeći nešto slično kaveznom motoru vjeverice, trofazna izmjenična 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 se rotor počinje okretati, zbog čega se motor naziva indukcijskim motorom. Uz pomoć elektromagnetske indukcije, umjesto izravnog spajanja na rotor za indukciju električne energije, izolacijske željezne jezgrene pahuljice se pune u rotoru, tako da mala veličina željeza osigurava minimalne gubitke vrtložnih struja.
2) Sinkroni motor izmjenične struje
Rotor sinkronog motora razlikuje se od rotora asinkronog motora. Na rotoru je ugrađen permanentni magnet, koji se može podijeliti na površinski montirane i ugrađene. Rotor je izrađen od silicijskog čeličnog lima, a permanentni magnet je ugrađen. Stator je također spojen na izmjeničnu struju s faznom razlikom od 120, koja kontrolira veličinu i fazu sinusoidne izmjenične struje, tako da je magnetsko polje koje generira stator suprotno onome 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 u osnovi su postali glavni trend, ali nisu jedinstveni, već raznoliki. Svaki sustav pogonskog motora ima svoj sveobuhvatni indeks. Svaki sustav se primjenjuje u postojećem pogonu električnih vozila. Većina njih su asinhroni motori i sinkroni motori s permanentnim magnetima, dok neki pokušavaju koristiti reluktantne motore. Vrijedi istaknuti da pogonski motori integriraju tehnologiju energetske elektronike, mikroelektronike, digitalne tehnologije, tehnologije automatskog upravljanja, znanost o materijalima i druge discipline kako bi odražavali sveobuhvatne mogućnosti primjene i razvoja više disciplina. Snažan je konkurent u motorima električnih vozila. Kako bi zauzeli mjesto u budućim električnim vozilima, sve vrste motora moraju ne samo optimizirati strukturu motora, već i stalno istraživati inteligentne i digitalne aspekte upravljačkog sustava.
Vrijeme objave: 30. siječnja 2023.
