L'estructura i el disseny d'un vehicle elèctric pur és diferent dels d'un vehicle tradicional impulsat per motor de combustió interna. També és una enginyeria de sistemes complexa. Ha d'integrar la tecnologia de la bateria de potència, la tecnologia d'accionament del motor, la tecnologia d'automoció i la teoria de control moderna per aconseguir un procés de control òptim. En el pla de desenvolupament de la ciència i la tecnologia de vehicles elèctrics, el país continua adherint-se al disseny de R + D de "tres verticals i tres horitzontals", i destaca encara més la investigació sobre tecnologies clau comunes de "tres horitzontals" segons l'estratègia de transformació tecnològica de "accionament elèctric pur", és a dir, la investigació sobre el motor d'accionament i el seu sistema de control, la bateria de potència i el seu sistema de gestió i el sistema de control del tren motriu. Cada fabricant important formula la seva pròpia estratègia de desenvolupament empresarial d'acord amb l'estratègia de desenvolupament nacional.
L'autor classifica les tecnologies clau en el procés de desenvolupament d'un nou tren de propulsió energètic, proporcionant una base teòrica i una referència per al disseny, proves i producció del tren motriu. El pla es divideix en tres capítols per analitzar les tecnologies clau de la propulsió elèctrica en el sistema de propulsió dels vehicles elèctrics purs. Avui, primer presentarem el principi i la classificació de les tecnologies d'accionament elèctric.
Figura 1 Enllaços clau en el desenvolupament del sistema de propulsió
En l'actualitat, les tecnologies clau bàsiques del tren motriu de vehicles elèctrics purs inclouen les quatre categories següents:
Figura 2 Les tecnologies clau del sistema de propulsió
La definició del sistema motor de conducció
Segons l'estat de la bateria d'energia del vehicle i els requisits de potència del vehicle, converteix la sortida d'energia elèctrica del dispositiu de generació d'energia d'emmagatzematge d'energia a bord en energia mecànica i l'energia es transmet a les rodes motrius mitjançant el dispositiu de transmissió i les peces. de l'energia mecànica del vehicle es converteix en energia elèctrica i es retorna al dispositiu d'emmagatzematge d'energia quan el vehicle frena. El sistema de conducció elèctrica inclou motor, mecanisme de transmissió, controlador de motor i altres components. El disseny dels paràmetres tècnics del sistema de conducció d'energia elèctrica inclou principalment potència, parell, velocitat, tensió, relació de transmissió de reducció, capacitat d'alimentació, potència de sortida, tensió, corrent, etc.
1) Controlador del motor
També anomenat inversor, canvia l'entrada de corrent continu de la bateria d'alimentació en corrent altern. Components bàsics:
◎ IGBT: interruptor electrònic d'alimentació, principi: mitjançant el controlador, controleu el braç del pont IGBT per tancar una determinada freqüència i interruptor de seqüència per generar corrent altern trifàsic. Controlant el tancament de l'interruptor electrònic d'alimentació, es pot convertir la tensió alterna. Aleshores, la tensió de CA es genera controlant el cicle de treball.
◎ Capacitat de pel·lícula: funció de filtratge; sensor de corrent: detecta el corrent del bobinat trifàsic.
2) Circuit de control i conducció: placa de control de l'ordinador, conducció IGBT
El paper del controlador del motor és convertir DC en AC, rebre cada senyal i emetre la potència i el parell corresponents. Components bàsics: interruptor electrònic d'alimentació, condensador de pel·lícula, sensor de corrent, circuit d'accionament de control per obrir diferents interruptors, formar corrents en diferents direccions i generar voltatge alterna. Per tant, podem dividir el corrent altern sinusoïdal en rectangles. L'àrea dels rectangles es converteix en una tensió amb la mateixa alçada. L'eix x realitza el control de longitud controlant el cicle de treball i, finalment, realitza la conversió equivalent de l'àrea. D'aquesta manera, la potència de CC es pot controlar per tancar el braç del pont IGBT a una freqüència determinada i un interruptor de seqüència a través del controlador per generar potència de CA trifàsica.
Actualment, els components clau del circuit d'accionament es basen en les importacions: condensadors, tubs de commutació IGBT/MOSFET, DSP, xips electrònics i circuits integrats, que es poden produir de manera independent però tenen una capacitat feble: circuits especials, sensors, connectors, que es poden produir de manera independent. de producció independent: fonts d'alimentació, díodes, inductors, plaques de circuit multicapa, cables aïllats, radiadors.
3) Motor: converteix el corrent altern trifàsic en maquinària
◎ Estructura: cobertes frontals i posteriors, carcassas, eixos i coixinets
◎ Circuit magnètic: nucli de l'estator, nucli del rotor
◎ Circuit: bobinat de l'estator, conductor del rotor
4) Dispositiu de transmissió
La caixa de canvis o reductor transforma la velocitat del parell de sortida del motor en la velocitat i el parell requerits per tot el vehicle.
Tipus de motor de conducció
Els motors de conducció es divideixen en les quatre categories següents. Actualment, els motors d'inducció de CA i els motors síncrons d'imants permanents són els tipus més comuns de vehicles elèctrics de nova energia. Així que ens centrem en la tecnologia del motor d'inducció de CA i del motor síncron d'imants permanents.
| Motor de corrent continu | Motor d'inducció de CA | Motor síncron d'imant permanent | Motor de reluctància commutat | |
| Avantatge | Menor cost, baixos requisits del sistema de control | Baix cost, àmplia cobertura d'energia, tecnologia de control desenvolupada, alta fiabilitat | Alta densitat de potència, alta eficiència, mida petita | Estructura simple, baixos requisits del sistema de control |
| Desavantatge | Alts requisits de manteniment, baixa velocitat, baix parell, curta vida útil | Petita àrea eficientBaixa densitat de potència | Cost elevat Poca adaptabilitat ambiental | Gran fluctuació del parell Alt soroll de treball |
| Aplicació | Vehicle elèctric petit o mini de baixa velocitat | Vehicles elèctrics comercials i turismes | Vehicles elèctrics comercials i turismes | Vehicle de potència mescla |
1) Motor asíncron d'inducció de CA
El principi de funcionament d'un motor asíncron inductiu de CA és que el bobinatge passarà per la ranura de l'estator i el rotor: està apilat per fines làmines d'acer amb alta conductivitat magnètica. L'electricitat trifàsica passarà pel bobinatge. Segons la llei d'inducció electromagnètica de Faraday, es generarà un camp magnètic giratori, que és el motiu pel qual gira el rotor. Les tres bobines de l'estator estan connectades a un interval de 120 graus i el conductor que transporta corrent genera camps magnètics al seu voltant. Quan s'aplica la font d'alimentació trifàsica a aquesta disposició especial, els camps magnètics canviaran en diferents direccions amb el canvi de corrent altern en un moment concret, generant un camp magnètic amb una intensitat de rotació uniforme. La velocitat de rotació del camp magnètic s'anomena velocitat síncrona. Suposem que un conductor tancat es col·loca dins, segons la llei de Faraday, perquè el camp magnètic és variable, el bucle detectarà la força electromotriu, que generarà corrent al bucle. Aquesta situació és com el bucle que transporta el corrent al camp magnètic, generant força electromagnètica al bucle i Huan Jiang comença a girar. Utilitzant alguna cosa semblant a una gàbia d'esquirol, un corrent altern trifàsic produirà un camp magnètic giratori a través de l'estator i el corrent s'induirà a la barra de la gàbia d'esquirol en curtcircuit per l'anell final, de manera que el rotor comença a girar, que és per què el motor s'anomena motor d'inducció. Amb l'ajuda de la inducció electromagnètica en lloc de connectar-se directament al rotor per induir electricitat, s'omplen flocs de nucli de ferro aïllants al rotor, de manera que el ferro de mida petita garanteix la pèrdua mínima de corrent de Foucault.
2) Motor síncron de CA
El rotor del motor síncron és diferent del del motor asíncron. L'imant permanent s'instal·la al rotor, que es pot dividir en tipus muntat a la superfície i tipus incrustat. El rotor està fet de xapa d'acer al silici i l'imant permanent està incrustat. L'estator també està connectat amb un corrent altern amb una diferència de fase de 120, que controla la mida i la fase del corrent altern d'ona sinusoïdal, de manera que el camp magnètic generat per l'estator és oposat al generat pel rotor i el magnètic. el camp està girant. D'aquesta manera, l'estator és atret per un imant i gira amb el rotor. Cicle rere cicle es genera per l'absorció de l'estator i el rotor.
Conclusió: el motor de vehicles elèctrics s'ha convertit bàsicament en el corrent principal, però no és únic sinó diversificat. Cada sistema d'accionament del motor té el seu propi índex complet. Cada sistema s'aplica a la unitat de vehicle elèctric existent. La majoria d'ells són motors asíncrons i motors síncrons d'imants permanents, mentre que alguns intenten canviar els motors de reluctància. Val la pena assenyalar que l'accionament del motor integra tecnologia d'electrònica de potència, tecnologia microelectrònica, tecnologia digital, tecnologia de control automàtic, ciència dels materials i altres disciplines per reflectir les perspectives integrals d'aplicació i desenvolupament de múltiples disciplines. És un fort competidor en els motors de vehicles elèctrics. Per ocupar un lloc en els futurs vehicles elèctrics, tot tipus de motors no només han d'optimitzar l'estructura del motor, sinó també explorar constantment els aspectes intel·ligents i digitals del sistema de control.
Hora de publicació: 30-gen-2023
