Struktura i dizajn čisto električnog vozila razlikuje se od tradicionalnog vozila s motorom s unutarnjim izgaranjem. To je također složen sistemski inženjering. Potrebno je integrirati tehnologiju energetskih baterija, tehnologiju motornog pogona, automobilsku tehnologiju i modernu teoriju upravljanja kako bi se postigao optimalan proces upravljanja. U planu razvoja znanosti i tehnologije električnih vozila, zemlja se nastavlja pridržavati rasporeda istraživanja i razvoja "tri okomite i tri vodoravne", i dalje ističe istraživanje o zajedničkim ključnim tehnologijama "tri vodoravne" prema strategiji tehnološke transformacije „čisti električni pogon“, odnosno istraživanje pogonskog motora i njegovog upravljačkog sustava, energetske baterije i njezinog upravljačkog sustava, te pogonskog sustava upravljanja. Svaki veliki proizvođač oblikuje vlastitu strategiju razvoja poslovanja prema nacionalnoj strategiji razvoja.
Autor izdvaja ključne tehnologije u procesu razvoja novog energetskog pogonskog sklopa, dajući teorijsku osnovu i referencu za projektiranje, testiranje i proizvodnju pogonskog sklopa. Plan je podijeljen u tri poglavlja za analizu ključnih tehnologija električnog pogona u pogonskom sklopu čisto električnih vozila. Danas ćemo prvo predstaviti princip i klasifikaciju tehnologija električnih pogona.
Slika 1. Ključne karike u razvoju pogonskog sklopa
Trenutačno ključne ključne tehnologije čistog pogona električnih vozila uključuju sljedeće četiri kategorije:
Slika 2. Temeljne ključne tehnologije pogonskog sklopa
Definicija pogonskog motornog sustava
U skladu sa statusom baterije vozila i zahtjevima snage vozila, on pretvara električnu energiju proizvedenu ugrađenim uređajem za pohranu energije u mehaničku energiju, a energija se prenosi na pogonske kotače putem prijenosnog uređaja i dijelova mehaničke energije vozila pretvara se u električnu energiju i vraća natrag u uređaj za pohranu energije kada vozilo koči. Električni pogonski sustav uključuje motor, prijenosni mehanizam, upravljač motora i druge komponente. Dizajn tehničkih parametara pogonskog sustava električne energije uglavnom uključuje snagu, okretni moment, brzinu, napon, prijenosni omjer smanjenja, kapacitet napajanja, izlaznu snagu, napon, struju itd.
1) Kontroler motora
Naziva se i inverter, pretvara istosmjernu struju koju dovodi baterija u izmjeničnu. Osnovne komponente:
◎ IGBT: energetski elektronički prekidač, princip: preko kontrolera, upravljanje IGBT krakom mosta za zatvaranje određene frekvencije i sekvencijski prekidač za generiranje trofazne izmjenične struje. Kontroliranjem zatvaranja elektroničke sklopke napajanja, izmjenični napon se može pretvoriti. Zatim se izmjenični napon generira kontroliranjem radnog ciklusa.
◎ Kapacitet filma: funkcija filtriranja; strujni senzor: otkriva struju trofaznog namota.
2) Upravljački i pogonski krug: upravljačka ploča računala, pogonski IGBT
Uloga kontrolera motora je pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu, primanje svakog signala i izlaz odgovarajuće snage i momenta. Osnovne komponente: elektronska sklopka napajanja, filmski kondenzator, strujni senzor, upravljački pogonski krug za otvaranje različitih sklopki, stvaranje 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 na kraju ostvaruje ekvivalentnu pretvorbu površine. Na taj se način može kontrolirati istosmjerna struja kako bi se zatvorio krak IGBT mosta na određenoj frekvenciji i sekvencijalni prekidač kroz upravljač za generiranje trofazne izmjenične struje.
Trenutačno se ključne komponente pogonskog kruga oslanjaju na uvoz: kondenzatori, IGBT/MOSFET preklopne cijevi, DSP, elektronički čipovi i integrirani krugovi, koji se mogu samostalno proizvesti, ali imaju slab kapacitet: posebni krugovi, senzori, konektori, koji se mogu samostalno proizvedeni: izvori napajanja, diode, induktori, višeslojne pločice, izolirane žice, radijatori.
3) Motor: pretvara trofaznu izmjeničnu struju u strojeve
◎ Struktura: prednji i stražnji krajnji poklopci, školjke, osovine i ležajevi
◎ Magnetski krug: jezgra statora, jezgra rotora
◎ Strujni krug: namot statora, vodič rotora
4) Uređaj za prijenos
Mjenjač ili reduktor transformira izlaznu brzinu okretnog momenta motora u brzinu i okretni moment potrebne cijelom vozilu.
Vrsta pogonskog motora
Pogonski motori podijeljeni su u sljedeće četiri kategorije. Trenutačno su indukcijski motori izmjenične struje i sinkroni motori s trajnim magnetima najčešći tipovi novih električnih vozila. Stoga se fokusiramo na tehnologiju AC indukcijskog motora i sinkronog motora s trajnim magnetima.
| DC motor | AC indukcijski motor | Sinkroni motor s trajnim magnetom | Preklopni reluktantni motor | |
| Prednost | Niži trošak, niski zahtjevi za sustav upravljanja | Niska cijena, široka pokrivenost električnom energijom, razvijena tehnologija upravljanja, visoka pouzdanost | Visoka gustoća snage, visoka učinkovitost, mala veličina | Jednostavna struktura, niski zahtjevi za sustav upravljanja |
| Nedostatak | Visoki zahtjevi za održavanjem, mala brzina, mali okretni moment, kratak vijek trajanja | Malo učinkovito područje Niska gustoća snage | Visoki troškovi Slaba prilagodljivost okolišu | Velika fluktuacija zakretnog momenta Visoka radna buka |
| Primjena | Malo ili mini električno vozilo male brzine | Električna poslovna vozila i osobni automobili | Električna poslovna vozila i osobni automobili | Vozilo s mješavinom snage |
1) AC indukcijski asinkroni motor
Načelo rada AC induktivnog asinkronog motora je da će namot proći kroz utor statora i rotor: složen je od tankih čeličnih ploča visoke magnetske vodljivosti. Kroz namot će proći trofazna struja. Prema Faradayevom zakonu elektromagnetske indukcije nastat će rotirajuće magnetsko polje koje je razlog zašto se rotor vrti. Tri zavojnice statora spojene su u razmaku od 120 stupnjeva, a vodič kroz koji prolazi struja stvara magnetska polja oko njih. Kada se trofazno napajanje primijeni na ovaj poseban raspored, magnetska polja će se mijenjati u različitim smjerovima s promjenom izmjenične struje u određeno vrijeme, generirajući magnetsko polje ravnomjernog rotirajućeg intenziteta. Brzina rotacije magnetskog polja naziva se sinkrona brzina. Pretpostavimo da je zatvoreni vodič smješten unutra, prema Faradayevom zakonu, budući da je magnetsko polje promjenjivo, petlja će osjetiti elektromotornu silu, koja će generirati struju u petlji. Ova situacija je poput strujne petlje u magnetskom polju, koja stvara elektromagnetsku silu na petlju, a Huan Jiang se počinje okretati. Koristeći nešto slično kavezu, trofazna izmjenična struja proizvest će rotirajuće magnetsko polje kroz stator, a struja će biti inducirana u kavezu kratko spojenom krajnjim prstenom, tako da se rotor počinje okretati, što je zašto se motor naziva indukcijskim motorom. Uz pomoć elektromagnetske indukcije, umjesto izravnog povezivanja s rotorom za induciranje električne energije, izolacijske pahuljice željezne jezgre pune se u rotoru, tako da malo željezo osigurava minimalni gubitak vrtložne struje.
2) AC sinkroni motor
Rotor sinkronog motora razlikuje se od rotora asinkronog motora. Trajni magnet je instaliran na rotoru, koji se može podijeliti na površinski montirani tip i ugrađeni tip. Rotor je izrađen od silikonskog čeličnog lima, a permanentni magnet je ugrađen. Stator je također povezan s izmjeničnom strujom s faznom razlikom od 120, koja kontrolira veličinu i fazu sinusne izmjenične struje, tako da je magnetsko polje koje stvara stator suprotno od polja koje stvara rotor, a magnetsko polje polje se okreće. Na taj način stator privlači magnet i okreće se s rotorom. Ciklus za ciklusom generiran je apsorpcijom statora i rotora.
Zaključak: Motorni pogon za električna vozila u osnovi je postao mainstream, ali nije jedinstven, već raznolik. Svaki motorni pogonski sustav ima svoj sveobuhvatni indeks. Svaki sustav je primijenjen u postojećem pogonu električnih vozila. Većina njih su asinkroni motori i sinkroni motori s trajnim magnetima, dok neki pokušavaju prebaciti reluktantne motore. Vrijedno je istaknuti da motorni pogon integrira tehnologiju energetske elektronike, tehnologiju mikroelektronike, digitalnu tehnologiju, tehnologiju automatske kontrole, znanost o materijalima i druge discipline kako bi odražavao sveobuhvatnu primjenu i razvojne izglede više disciplina. Snažan je konkurent u motorima električnih vozila. Kako bi zauzeli mjesto u budućim električnim vozilima, sve vrste motora ne trebaju samo optimizirati strukturu motora, već i stalno istraživati inteligentne i digitalne aspekte upravljačkog sustava.
Vrijeme objave: 30. siječnja 2023
