Struktur dan reka bentuk kenderaan elektrik tulen adalah berbeza daripada kenderaan pacuan enjin pembakaran dalaman tradisional. Ia juga merupakan kejuruteraan sistem yang kompleks. Ia perlu mengintegrasikan teknologi bateri kuasa, teknologi pacuan motor, teknologi automotif dan teori kawalan moden untuk mencapai proses kawalan yang optimum. Dalam pelan pembangunan sains dan teknologi kenderaan elektrik, negara terus mematuhi susun atur R&D "tiga menegak dan tiga mendatar", dan seterusnya mengetengahkan penyelidikan mengenai teknologi utama biasa "tiga mendatar" mengikut strategi transformasi teknologi "pacuan elektrik tulen", iaitu penyelidikan mengenai motor pacuan dan sistem kawalannya, bateri kuasa dan sistem pengurusannya, dan sistem kawalan powertrain. Setiap pengeluar utama merumuskan strategi pembangunan perniagaannya sendiri mengikut strategi pembangunan negara.
Penulis menyusun teknologi utama dalam proses pembangunan rangkaian kuasa tenaga baharu, memberikan asas teori dan rujukan untuk reka bentuk, pengujian dan pengeluaran rangkaian kuasa tersebut. Pelan ini dibahagikan kepada tiga bab untuk menganalisis teknologi utama pemacu elektrik dalam rangkaian kuasa kenderaan elektrik tulen. Hari ini, kita akan memperkenalkan prinsip dan klasifikasi teknologi pemacu elektrik terlebih dahulu.
Rajah 1 Pautan Utama dalam Pembangunan Powertrain
Pada masa ini, teknologi utama teras bagi powertrain kenderaan elektrik tulen merangkumi empat kategori berikut:
Rajah 2 Teknologi Utama Teras Powertrain
Definisi Sistem Motor Pemacu
Mengikut status kuasa bateri kenderaan dan keperluan kuasa kenderaan, ia menukar output tenaga elektrik oleh peranti penjanaan kuasa penyimpanan tenaga terbina dalam kepada tenaga mekanikal, dan tenaga tersebut dihantar ke roda pemacu melalui peranti pemancar, dan sebahagian daripada tenaga mekanikal kenderaan ditukar menjadi tenaga elektrik dan dimasukkan semula ke dalam peranti penyimpanan tenaga apabila kenderaan membrek. Sistem pemanduan elektrik merangkumi motor, mekanisme penghantaran, pengawal motor dan komponen lain. Reka bentuk parameter teknikal sistem pemanduan tenaga elektrik terutamanya merangkumi kuasa, tork, kelajuan, voltan, nisbah pengurangan penghantaran, kapasitans bekalan kuasa, kuasa output, voltan, arus, dan sebagainya.
1) Pengawal motor
Juga dipanggil inverter, ia menukar input arus terus oleh pek bateri kuasa kepada arus ulang-alik. Komponen teras:
◎ IGBT: suis elektronik kuasa, prinsip: melalui pengawal, lengan jambatan IGBT kawalan untuk menutup frekuensi tertentu dan suis jujukan untuk menjana arus ulang-alik tiga fasa. Dengan mengawal suis elektronik kuasa untuk menutup, voltan ulang-alik boleh ditukar. Kemudian voltan AC dijana dengan mengawal kitaran tugas.
◎ Kapasitans filem: fungsi penapisan; sensor arus: mengesan arus penggulungan tiga fasa.
2) Litar kawalan dan pemanduan: papan kawalan komputer, IGBT pemanduan
Peranan pengawal motor adalah untuk menukar DC kepada AC, menerima setiap isyarat, dan mengeluarkan kuasa dan tork yang sepadan. Komponen teras: suis elektronik kuasa, kapasitor filem, sensor arus, litar pemacu kawalan untuk membuka suis yang berbeza, membentuk arus dalam arah yang berbeza, dan menjana voltan ulang-alik. Oleh itu, kita boleh membahagikan arus ulang-alik sinusoidal kepada segi empat tepat. Luas segi empat tepat ditukar kepada voltan dengan ketinggian yang sama. Paksi-x merealisasikan kawalan panjang dengan mengawal kitaran tugas, dan akhirnya merealisasikan penukaran kawasan yang setara. Dengan cara ini, kuasa DC boleh dikawal untuk menutup lengan jambatan IGBT pada frekuensi tertentu dan suis jujukan melalui pengawal untuk menjana kuasa AC tiga fasa.
Pada masa ini, komponen utama litar pemacu bergantung pada import: kapasitor, tiub suis IGBT/MOSFET, DSP, cip elektronik dan litar bersepadu, yang boleh dihasilkan secara bebas tetapi mempunyai kapasiti yang lemah: litar khas, sensor, penyambung, yang boleh dihasilkan secara bebas: bekalan kuasa, diod, induktor, papan litar berbilang lapisan, wayar bertebat, radiator.
3) Motor: menukar arus ulang-alik tiga fasa kepada jentera
◎ Struktur: penutup hadapan dan belakang, cangkerang, aci dan galas
◎ Litar magnet: teras stator, teras rotor
◎ Litar: belitan stator, konduktor rotor
4) Peranti Pemancar
Kotak gear atau pengurang mengubah output kelajuan tork oleh motor kepada kelajuan dan tork yang diperlukan oleh keseluruhan kenderaan.
Jenis motor pemacu
Motor pemacu dibahagikan kepada empat kategori berikut. Pada masa ini, motor aruhan AC dan motor segerak magnet kekal adalah jenis kenderaan elektrik tenaga baharu yang paling biasa. Jadi kami memberi tumpuan kepada teknologi motor aruhan AC dan motor segerak magnet kekal.
| Motor DC | Motor Aruhan AC | Motor Segerak Magnet Kekal | Motor Keengganan Bertukar | |
| Kelebihan | Kos Lebih Rendah, Keperluan Sistem Kawalan yang Rendah | Kos rendah, Liputan kuasa yang luas, Teknologi kawalan yang dibangunkan, Kebolehpercayaan yang tinggi | Ketumpatan Kuasa Tinggi, Kecekapan Tinggi, Saiz Kecil | Struktur Mudah, Keperluan Sistem Kawalan yang Rendah |
| Kelemahan | Keperluan penyelenggaraan yang tinggi, Kelajuan rendah, Tork rendah, jangka hayat yang pendek | Kawasan cekap kecil Ketumpatan Kuasa Rendah | Kos yang tinggi Kebolehsuaian alam sekitar yang lemah | Turun naik tork yang besar Bunyi kerja yang tinggi |
| Permohonan | Kenderaan elektrik berkelajuan rendah kecil atau mini | Kenderaan Perniagaan Elektrik dan Kereta Penumpang | Kenderaan Perniagaan Elektrik dan Kereta Penumpang | Kenderaan kuasa campuran |
1) Motor Asynchronous Aruhan AC
Prinsip kerja motor tak segerak induktif AC ialah lilitan akan melalui slot stator dan rotor: ia disusun oleh kepingan keluli nipis dengan kekonduksian magnet yang tinggi. Elektrik tiga fasa akan melalui lilitan. Menurut hukum aruhan elektromagnet Faraday, medan magnet berputar akan dijana, yang merupakan sebab mengapa rotor berputar. Tiga gegelung stator disambungkan pada selang 120 darjah, dan konduktor pembawa arus menghasilkan medan magnet di sekelilingnya. Apabila bekalan kuasa tiga fasa dikenakan pada susunan khas ini, medan magnet akan berubah dalam arah yang berbeza dengan perubahan arus ulang-alik pada masa tertentu, menghasilkan medan magnet dengan keamatan putaran yang seragam. Kelajuan putaran medan magnet dipanggil kelajuan segerak. Katakan konduktor tertutup diletakkan di dalam, mengikut hukum Faraday, kerana medan magnet berubah-ubah, Gelung akan mengesan daya elektromotif, yang akan menghasilkan arus dalam gelung. Keadaan ini sama seperti gelung pembawa arus dalam medan magnet, menghasilkan daya elektromagnet pada gelung, dan Huan Jiang mula berputar. Menggunakan sesuatu yang serupa dengan sangkar tupai, arus ulang-alik tiga fasa akan menghasilkan medan magnet berputar melalui stator, dan arus akan diaruh dalam bar sangkar tupai yang dipintas oleh gelang hujung, jadi rotor mula berputar, itulah sebabnya motor dipanggil motor induksi. Dengan bantuan aruhan elektromagnet dan bukannya disambungkan terus ke rotor untuk mengaruh elektrik, kepingan teras besi penebat diisi dalam rotor, supaya besi bersaiz kecil memastikan kehilangan arus pusar minimum.
2) Motor segerak AC
Rotor motor segerak berbeza daripada motor tak segerak. Magnet kekal dipasang pada rotor, yang boleh dibahagikan kepada jenis dipasang permukaan dan jenis terbenam. Rotor diperbuat daripada kepingan keluli silikon, dan magnet kekal terbenam. Stator juga disambungkan dengan arus ulang-alik dengan perbezaan fasa 120, yang mengawal saiz dan fasa arus ulang-alik gelombang sinus, supaya medan magnet yang dihasilkan oleh stator adalah bertentangan dengan yang dihasilkan oleh rotor, dan medan magnet berputar. Dengan cara ini, stator tertarik oleh magnet dan berputar bersama rotor. Kitaran demi kitaran dijana oleh stator dan penyerapan rotor.
Kesimpulan: Pemacu motor untuk kenderaan elektrik pada dasarnya telah menjadi arus perdana, tetapi ia bukan tunggal tetapi pelbagai. Setiap sistem pemacu motor mempunyai indeks komprehensifnya sendiri. Setiap sistem digunakan dalam pemacu kenderaan elektrik sedia ada. Kebanyakannya adalah motor tak segerak dan motor segerak magnet kekal, manakala sesetengahnya cuba menukar motor keengganan. Perlu dinyatakan bahawa pemacu motor mengintegrasikan teknologi elektronik kuasa, teknologi mikroelektronik, teknologi digital, teknologi kawalan automatik, sains bahan dan disiplin lain untuk mencerminkan prospek aplikasi dan pembangunan komprehensif pelbagai disiplin. Ia adalah pesaing yang kuat dalam motor kenderaan elektrik. Untuk menduduki tempat pada masa hadapan kenderaan elektrik, semua jenis motor bukan sahaja perlu mengoptimumkan struktur motor, tetapi juga sentiasa meneroka aspek pintar dan digital sistem kawalan.
Masa siaran: 30 Jan-2023
