A estrutura e o deseño dun vehículo eléctrico puro é diferente do dun vehículo tradicional con motor de combustión interna. Tamén é unha enxeñería de sistemas complexa. Debe integrar a tecnoloxía da batería de enerxía, a tecnoloxía de accionamento do motor, a tecnoloxía automotriz e a teoría de control moderna para lograr un proceso de control óptimo. No plan de desenvolvemento da ciencia e tecnoloxía de vehículos eléctricos, o país segue adheríndose ao esquema de I + D de "tres verticais e tres horizontais", e destaca aínda máis a investigación sobre tecnoloxías clave comúns de "tres horizontais" segundo a estratexia de transformación tecnolóxica de "unidade eléctrica pura", é dicir, a investigación sobre o motor de accionamento e o seu sistema de control, a batería de enerxía e o seu sistema de xestión e o sistema de control do tren motriz. Cada gran fabricante formula a súa propia estratexia de desenvolvemento empresarial segundo a estratexia de desenvolvemento nacional.
O autor clasifica as tecnoloxías clave no proceso de desenvolvemento dun novo tren motriz enerxético, proporcionando unha base teórica e de referencia para o deseño, probas e produción do tren motriz. O plan divídese en tres capítulos para analizar as tecnoloxías clave da propulsión eléctrica no tren motriz dos vehículos eléctricos puros. Hoxe, primeiro presentaremos o principio e a clasificación das tecnoloxías de accionamento eléctrico.
Figura 1 Ligazóns clave no desenvolvemento do tren motriz
Na actualidade, as principais tecnoloxías fundamentais do tren motriz de vehículos eléctricos inclúen as seguintes catro categorías:
Figura 2 As tecnoloxías fundamentais do tren motriz
A definición do sistema motor de condución
Segundo o estado da batería de enerxía do vehículo e os requisitos de enerxía do vehículo, converte a produción de enerxía eléctrica do dispositivo de xeración de enerxía de almacenamento de enerxía a bordo en enerxía mecánica, e a enerxía transmítese ás rodas motrices a través do dispositivo transmisor e das pezas. da enerxía mecánica do vehículo convértese en enerxía eléctrica e devolverase ao dispositivo de almacenamento de enerxía cando o vehículo frea. O sistema de condución eléctrica inclúe motor, mecanismo de transmisión, controlador de motor e outros compoñentes. O deseño dos parámetros técnicos do sistema de condución de enerxía eléctrica inclúe principalmente potencia, par, velocidade, tensión, relación de transmisión de redución, capacitancia da fonte de alimentación, potencia de saída, tensión, corrente, etc.
1) Controlador de motor
Tamén chamado inversor, cambia a entrada de corrente continua pola batería de enerxía en corrente alterna. Compoñentes básicos:
◎ IGBT: interruptor electrónico de alimentación, principio: a través do controlador, controla o brazo da ponte IGBT para pechar unha determinada frecuencia e interruptor de secuencia para xerar corrente alterna trifásica. Ao pechar o interruptor electrónico de enerxía, pódese converter a tensión alterna. A continuación, a tensión de CA xérase controlando o ciclo de traballo.
◎ Capacidade da película: función de filtrado; sensor de corrente: detecta a corrente do devanado trifásico.
2) Circuíto de control e condución: placa de control do ordenador, IGBT de condución
O papel do controlador do motor é converter DC en AC, recibir cada sinal e emitir a potencia e o par de torsión correspondentes. Compoñentes básicos: interruptor electrónico de alimentación, capacitor de película, sensor de corrente, circuíto de accionamento de control para abrir diferentes interruptores, formar correntes en diferentes direccións e xerar tensión alterna. Polo tanto, podemos dividir a corrente alterna sinusoidal en rectángulos. A área dos rectángulos convértese nunha tensión coa mesma altura. O eixe x realiza o control de lonxitude controlando o ciclo de traballo e, finalmente, realiza a conversión equivalente da área. Deste xeito, a potencia de CC pódese controlar para pechar o brazo da ponte IGBT a unha determinada frecuencia e secuencia de interruptor a través do controlador para xerar enerxía de CA trifásica.
Na actualidade, os compoñentes clave do circuíto de accionamento dependen das importacións: capacitores, tubos de conmutación IGBT/MOSFET, DSP, chips electrónicos e circuítos integrados, que poden ser producidos de forma independente pero teñen capacidade débil: circuítos especiais, sensores, conectores, que poden ser de forma independente: fontes de alimentación, díodos, indutores, placas de circuítos multicapa, fíos illados, radiadores.
3) Motor: converte a corrente alterna trifásica en maquinaria
◎ Estrutura: tapas de extremo dianteiro e traseiro, cunchas, eixes e rodamentos
◎ Circuíto magnético: núcleo do estator, núcleo do rotor
◎ Circuíto: devanado do estator, condutor do rotor
4) Dispositivo transmisor
A caixa de cambios ou redutor transforma a velocidade de torque emitida polo motor na velocidade e torque requiridos por todo o vehículo.
Tipo de motor motriz
Os motores de accionamento divídense nas seguintes catro categorías. Na actualidade, os motores de indución de CA e os motores síncronos de imán permanente son os tipos máis comúns de vehículos eléctricos de nova enerxía. Polo tanto, centrámonos na tecnoloxía do motor de indución de CA e do motor síncrono de imán permanente.
| Motor DC | Motor de indución de CA | Motor síncrono de imán permanente | Motor de reluctancia conmutada | |
| Vantaxe | Menor custo, baixos requisitos do sistema de control | Baixo custo, ampla cobertura de enerxía, tecnoloxía de control desenvolvida, alta fiabilidade | Alta densidade de potencia, alta eficiencia, tamaño pequeno | Estrutura sinxela, baixos requisitos do sistema de control |
| Desvantaxe | Altos requisitos de mantemento, baixa velocidade, baixo par, curta vida útil | Pequena área eficiente Baixa densidade de enerxía | Custo elevado Escasa adaptabilidade ambiental | Gran flutuación de par. Alto ruído de traballo |
| Aplicación | Vehículo eléctrico pequeno ou mini de baixa velocidade | Vehículos comerciais eléctricos e turismos | Vehículos comerciais eléctricos e turismos | Vehículo de potencia mixta |
1) Motor asíncrono de indución de CA
O principio de funcionamento dun motor asíncrono indutivo de CA é que o devanado atravesará a ranura do estator e o rotor: está apilado por finas chapas de aceiro cunha alta condutividade magnética. A electricidade trifásica pasará polo devanado. Segundo a lei de indución electromagnética de Faraday, xerarase un campo magnético rotativo, que é o motivo polo que xira o rotor. As tres bobinas do estator están conectadas nun intervalo de 120 graos e o condutor que transporta corrente xera campos magnéticos ao seu redor. Cando se aplica a fonte de alimentación trifásica a esta disposición especial, os campos magnéticos cambiarán en diferentes direccións co cambio da corrente alterna nun momento específico, xerando un campo magnético cunha intensidade xiratoria uniforme. A velocidade de rotación do campo magnético chámase velocidade síncrona. Supoñamos que no interior se coloca un condutor pechado, segundo a lei de Faraday, porque o campo magnético é variable, o bucle detectará a forza electromotriz, que xerará corrente no bucle. Esta situación é como o bucle que transporta corrente no campo magnético, xerando forza electromagnética no bucle, e Huan Jiang comeza a xirar. Usando algo semellante a unha gaiola de esquío, unha corrente alterna trifásica producirá un campo magnético xiratorio a través do estator, e a corrente será inducida na barra da gaiola de esquío en curto polo anel final, polo que o rotor comeza a xirar, que é por que o motor se chama motor de indución. Coa axuda da indución electromagnética en lugar de conectarse directamente ao rotor para inducir electricidade, énchese os flocos de núcleo de ferro illantes no rotor, de xeito que o ferro de pequeno tamaño garante a mínima perda de corrente de Foucault.
2) Motor síncrono de CA
O rotor do motor síncrono é diferente do do motor asíncrono. O imán permanente está instalado no rotor, que se pode dividir en tipo montado en superficie e tipo embebido. O rotor está feito de chapa de aceiro de silicona e o imán permanente está incrustado. O estator tamén está conectado cunha corrente alterna cunha diferenza de fase de 120, que controla o tamaño e a fase da corrente alterna de onda sinusoidal, de xeito que o campo magnético xerado polo estator é oposto ao xerado polo rotor e o magnético. campo está xirando. Deste xeito, o estator é atraído por un imán e xira co rotor. Ciclo tras ciclo é xerado pola absorción do estator e do rotor.
Conclusión: a propulsión motorizada para vehículos eléctricos converteuse basicamente na corrente principal, pero non é única senón diversificada. Cada sistema de accionamento do motor ten o seu propio índice completo. Cada sistema aplícase ao vehículo eléctrico existente. A maioría deles son motores asíncronos e motores síncronos de imáns permanentes, mentres que algúns intentan cambiar motores de reluctancia. Paga a pena sinalar que a accionamento do motor integra tecnoloxía de electrónica de potencia, tecnoloxía microelectrónica, tecnoloxía dixital, tecnoloxía de control automático, ciencia de materiais e outras disciplinas para reflectir as perspectivas amplas de aplicación e desenvolvemento de múltiples disciplinas. É un forte competidor nos motores de vehículos eléctricos. Para ocupar un lugar nos futuros vehículos eléctricos, todo tipo de motores precisa non só optimizar a estrutura do motor, senón tamén explorar constantemente os aspectos intelixentes e dixitais do sistema de control.
Hora de publicación: 30-xan-2023
