Strukturen og designet af et rent elektrisk køretøj er forskelligt fra et traditionelt køretøj med forbrændingsmotor. Det er også en kompleks systemteknik. Det er nødvendigt at integrere batteriteknologi, motordrevne teknologier, bilteknologi og moderne styringsteori for at opnå en optimal styringsproces. I udviklingsplanen for elbilvidenskab og -teknologi fortsætter landet med at holde sig til F&U-layoutet med "tre vertikale og tre horisontale" og fremhæver yderligere forskning i fælles nøgleteknologier med "tre horisontale" i henhold til teknologitransformationsstrategien "ren elektrisk kørsel", det vil sige forskning i drivmotorer og deres styresystemer, batterier og deres styringssystem samt drivlinjestyringssystemer. Hver større producent formulerer sin egen forretningsudviklingsstrategi i henhold til den nationale udviklingsstrategi.
Forfatteren gennemgår de vigtigste teknologier i udviklingsprocessen for en ny energidrevet drivlinje og giver et teoretisk grundlag og reference for design, testning og produktion af drivlinjen. Planen er opdelt i tre kapitler for at analysere de vigtigste teknologier inden for elektrisk drift i drivlinjen i rent elektriske køretøjer. I dag vil vi først introducere princippet og klassificeringen af elektriske drivteknologier.
Figur 1 Nøgleled i udviklingen af drivlinjer
I øjeblikket omfatter de vigtigste teknologier inden for ren elektrisk køretøjs drivlinje følgende fire kategorier:
Figur 2 De vigtigste nøgleteknologier inden for drivlinjer
Definitionen af et drivende motorsystem
I henhold til køretøjets batteris status og køretøjets strømkrav omdanner det den elektriske energi, der outputtes af den indbyggede energilagringsenhed, til mekanisk energi. Energien transmitteres til drivhjulene via transmissionsenheden. Dele af køretøjets mekaniske energi omdannes til elektrisk energi og føres tilbage til energilagringsenheden, når køretøjet bremser. Det elektriske drivsystem omfatter motor, transmissionsmekanisme, motorstyring og andre komponenter. Designet af de tekniske parametre for det elektriske drivsystem omfatter hovedsageligt effekt, drejningsmoment, hastighed, spænding, reduktionsforhold, strømforsyningskapacitans, udgangseffekt, spænding, strøm osv.
1) Motorstyring
Også kaldet inverter, omdanner den jævnstrøm, der tilføres batteriet, til vekselstrøm. Kernekomponenter:
◎ IGBT: Effektelektronisk afbryder, princip: Via controlleren styres IGBT-broarmen til at lukke en bestemt frekvens og sekvensafbryderen genererer trefaset vekselstrøm. Ved at styre den elektroniske effektafbryder til lukning kan vekselspændingen konverteres. Derefter genereres vekselspændingen ved at styre duty cycle.
◎ Filmkapacitans: filtreringsfunktion; strømføler: detekterer strømmen i trefaset vikling.
2) Styrings- og drivkredsløb: computerstyrekort, driver IGBT
Motorstyringens rolle er at konvertere DC til AC, modtage hvert signal og udsende den tilsvarende effekt og det tilsvarende drejningsmoment. Kernekomponenter: effektelektronisk afbryder, filmkondensator, strømsensor, styrekredsløb til at åbne forskellige afbrydere, danne strømme i forskellige retninger og generere vekselspænding. Derfor kan vi opdele den sinusformede vekselstrøm i rektangler. Rektanglernes areal konverteres til en spænding med samme højde. X-aksen realiserer længdekontrollen ved at styre duty cycle og realiserer endelig den ækvivalente konvertering af arealet. På denne måde kan DC-effekten styres for at lukke IGBT-broarmen ved en bestemt frekvens og sekvensskifte gennem styringen for at generere trefaset vekselstrøm.
I øjeblikket er nøglekomponenterne i drivkredsløbet afhængige af import: kondensatorer, IGBT/MOSFET-switchrør, DSP, elektroniske chips og integrerede kredsløb, som kan produceres uafhængigt, men har lav kapacitet; specialkredsløb, sensorer, stik, som kan produceres uafhængigt; strømforsyninger, dioder, induktorer, flerlagskredsløbskort, isolerede ledninger, radiatorer.
3) Motor: konverterer trefaset vekselstrøm til maskineri
◎ Struktur: forreste og bageste endedæksler, skaller, aksler og lejer
◎ Magnetisk kredsløb: statorkerne, rotorkerne
◎ Kredsløb: statorvikling, rotorleder
4) Sendende enhed
Gearkassen eller reduktionsgearet omdanner motorens drejningsmomenthastighed til den hastighed og det drejningsmoment, der kræves af hele køretøjet.
Type af drivmotor
Drivmotorer er opdelt i følgende fire kategorier. I øjeblikket er AC-induktionsmotorer og permanentmagnetsynkronmotorer de mest almindelige typer af nye elektriske køretøjer. Derfor fokuserer vi på teknologien bag AC-induktionsmotorer og permanentmagnetsynkronmotorer.
| DC-motor | AC-induktionsmotor | Permanent magnetisk synkronmotor | Skiftet reluktansmotor | |
| Fordel | Lavere omkostninger, lave krav til styresystemet | Lav pris, bred effektdækning, udviklet styringsteknologi, høj pålidelighed | Høj effekttæthed, høj effektivitet, lille størrelse | Enkel struktur, lave krav til styresystemet |
| Ulempe | Høje vedligeholdelseskrav, lav hastighed, lavt drejningsmoment, kort levetid | Lille effektivt områdeLav effekttæthed | Høje omkostninger Dårlig miljøtilpasningsevne | Stor momentudsvingHøj driftsstøj |
| Anvendelse | Lille eller mini lavhastigheds elbil | Elbiler til erhvervskunder og personbiler | Elbiler til erhvervskunder og personbiler | Blandingsmotorkøretøj |
1) AC induktions asynkronmotor
Funktionsprincippet for en induktiv asynkron AC-motor er, at viklingen passerer gennem statoråbningen og rotoren: den er stablet af tynde stålplader med høj magnetisk ledningsevne. Trefaset elektricitet passerer gennem viklingen. Ifølge Faradays elektromagnetiske induktionslov genereres et roterende magnetfelt, hvilket er årsagen til, at rotoren roterer. Statorens tre spoler er forbundet med et interval på 120 grader, og den strømførende leder genererer magnetfelter omkring dem. Når trefaset strømforsyning anvendes på dette specielle arrangement, vil magnetfelterne ændre sig i forskellige retninger med ændringen af vekselstrømmen på et bestemt tidspunkt, hvilket genererer et magnetfelt med ensartet rotationsintensitet. Magnetfeltets rotationshastighed kaldes synkron hastighed. Antag, at en lukket leder er placeret indeni, ifølge Faradays lov, fordi magnetfeltet er variabelt, vil sløjfen registrere den elektromotoriske kraft, hvilket vil generere strøm i sløjfen. Denne situation er ligesom den strømførende sløjfe i magnetfeltet, der genererer elektromagnetisk kraft på sløjfen, og Huan Jiang begynder at rotere. Ved hjælp af noget, der ligner et kortslutningsmotor, vil en trefaset vekselstrøm producere et roterende magnetfelt gennem statoren, og strømmen vil blive induceret i kortslutningsmotorens stang, kortsluttet af enderingen, så rotoren begynder at rotere, hvilket er grunden til, at motoren kaldes en induktionsmotor. Ved hjælp af elektromagnetisk induktion i stedet for direkte forbundet til rotoren for at inducere elektricitet, fyldes isolerende jernkerneflager i rotoren, så det lille jern sikrer minimalt hvirvelstrømstab.
2) AC-synkronmotor
Rotoren i en synkronmotor adskiller sig fra den i en asynkronmotor. Permanentmagneten er monteret på rotoren, som kan opdeles i en overflademonteret type og en indlejret type. Rotoren er lavet af siliciumstålplade, og permanentmagneten er indlejret. Statoren er også forbundet med en vekselstrøm med en faseforskel på 120, som styrer størrelsen og fasen af sinusbølge-vekselstrømmen, således at det magnetfelt, der genereres af statoren, er modsat det, der genereres af rotoren, og magnetfeltet roterer. På denne måde tiltrækkes statoren af en magnet og roterer med rotoren. Cyklus efter cyklus genereres af stator- og rotorabsorption.
Konklusion: Motordrev til elbiler er stort set blevet mainstream, men det er ikke enkeltstående, men diversificeret. Hvert motordrevsystem har sit eget omfattende indeks. Hvert system anvendes i eksisterende elbilsdrev. De fleste af dem er asynkronmotorer og permanentmagnetsynkronmotorer, mens nogle forsøger at bruge reluktansmotorer. Det er værd at påpege, at motordrev integrerer effektelektronikteknologi, mikroelektronikteknologi, digital teknologi, automatisk styringsteknologi, materialevidenskab og andre discipliner for at afspejle de omfattende anvendelses- og udviklingsmuligheder for flere discipliner. Det er en stærk konkurrent inden for elbilmotorer. For at indtage en plads i fremtidens elbiler skal alle typer motorer ikke kun optimere motorstrukturen, men også konstant udforske de intelligente og digitale aspekter af styresystemet.
Opslagstidspunkt: 30. januar 2023
