Az elektromos hajtás alapvető technológiája a
Új energetikai járművek
Az elektromos hajtásrendszer az elektromos és hibrid járművek központi eleme. Fő alkatrészei a motorok, a motorvezérlő egységek és a reduktorok. Ezek az alkatrészek különböző szerepet töltenek be az elektromos hajtásrendszerben, és együtt működnek a jármű hatékony és nagy teljesítményű működése érdekében.
1. Motor
A motor az elektromos hajtásrendszer magja. Feladata, hogy az akkumulátor által kibocsátott elektromos energiát mechanikai energiává alakítsa át a jármű előremozdítása érdekében. Az elektromos és hibrid járművekben az általánosan használt motorok közé tartoznak az állandó mágneses szinkronmotorok (PMSM), az indukciós motorok és a kapcsolt reluktanciamotorok.
1.1 Állandó mágneses szinkronmotor (PMSM)
Az állandó mágneses szinkronmotor hatékony, nagy teljesítményű motor, amelyet széles körben használnak elektromos és hibrid járművekben. A motor hatékony működését állandó mágnesek használatával éri el mágneses mező létrehozására.
A PMSM nagy teljesítménysűrűséggel, alacsony zajszinttel és alacsony energiafogyasztással rendelkezik, és széles fordulatszám-tartományban nagy hatékonyságot érhet el. Ezenkívül a PMSM szabályozási stratégiája viszonylag kiforrott, és precíz nyomaték- és fordulatszám-szabályozást tesz lehetővé.
1.2 Indukciós motor
Az indukciós motor olyan villanymotor, amely az elektromágneses indukció elvén működik. A konkrét működési elv a következő:
Az indukciós motorban váltakozó áramot vezetnek át az állórészen, és forgó mágneses mezőt generálnak az állórész tekercselésein. Mivel az indukciós motor forgórésze zárt fémtárcsa, amikor a forgó mágneses tér áthalad a forgórészen, örvényáramok indukálódnak a rotorban. Ezek az örvényáramok fordított mágneses mezőt hoznak létre, amely kölcsönhatásba lép az állórész mágneses mezőjével, és nyomatékot hoz létre. A forgórész forogni kezd, és a forgó mágneses tér változásával tovább forog. A forgórész forgási sebessége nem tart lépést a forgó mágneses tér frekvenciájával, ezért az indukciós motorokat aszinkron motoroknak is nevezik.
Az olyan paraméterek szabályozásával, mint az áram- és fázissorrend az állórészben, az indukciós motor fordulatszámának, kormányzásának és nyomatékának pontos szabályozása érhető el.
Az indukciós motorok előnye az egyszerű felépítés, a megbízható működés, az egyszerű karbantartás és a viszonylag alacsony költség, és a legtöbb alkalmazáshoz alkalmasak, mint például háztartási készülékek, elektromos szerszámok, ipari gépek és szállítás.
1.3 Kapcsolt reluktancia motor
A kapcsolt reluktancia motor (SRM) működési elve azon az elven alapul, hogy a mágneses fluxus mindig zárva van a maximális mágneses permeabilitás útján. Ha az állórész és a forgórész fogainak középvonalai nem esnek egybe, és a mágneses permeancia nem maximális, a mágneses tér mágneses húzóerőt generál, és reluktancia-nyomatékot hoz létre, aminek következtében a rotor a maximális mágneses permeabilitás helyzetébe fordul. Ha az állórész minden fázistekercsére sorban áramot táplálunk, a motor forgórésze lépésről lépésre a feszültség alatt álló fázissorrenddel ellentétes irányba fog forogni. Az állórész egyes fázisainak feszültségellátási sorrendjének megváltoztatása a motor irányváltását okozza. A fázisáram irányának változása azonban nem befolyásolja a forgórész forgását.
A kapcsolt reluktancia motor előnyei az egyszerű felépítés, az alacsony költség, a nagy megbízhatóság, a jó indítási teljesítmény és a sebességszabályozási teljesítmény, valamint a vezérlőeszköz is viszonylag egyszerű. A gyakorlati alkalmazásokban azonban a kapcsolt reluktancia motoroknak vannak olyan hiányosságai, mint a nagy nyomaték hullámosság, a magas zaj és a helyzetérzékelők szükségessége.
2. Motorvezérlő egység
A motorvezérlő egység az elektromos hajtásrendszer kulcsfontosságú eleme, és felelős a motor vezérléséért és szabályozásáért. A motorvezérlő egység fő funkciói a következők: a vezető által bevitt gáz- és fékpedáljelek fogadása, a pedáljelek elektromos jelekké történő átalakítása és elküldése a motorvezérlőnek; olyan paraméterek ellenőrzése, mint az akkumulátor feszültsége, áramerőssége és hőmérséklete, hogy biztosítsák a motorvezérlő normál működését; szabályozza a motor sebességét és nyomatékát a jármű gyorsítása, lassítása, fékezése és egyéb műveletek elérése érdekében; kommunikáljon más vezérlőkkel a CAN buszon keresztül, hogy összehangolja a jármű energiarendszerét, vezérlőrendszerét és biztonsági rendszerét stb.
A motorvezérlő egység a vezérlő hardveréből és szoftveréből áll. A vezérlő hardverei közé tartoznak a mikrokontrollerek, tápegységek, védelmi áramkörök és kommunikációs interfészek stb., és felelősek az elektromos jelek átalakításáért és vezérléséért. A vezérlő szoftvere felelős a motorvezérlési stratégia megvalósításáért, a hibadiagnosztikáért és a feldolgozási funkciókért.
3. Szűkítő
A reduktor az elektromos hajtásrendszer egyik nélkülözhetetlen eleme. Feladata a motor fordulatszámának csökkentése és a kimeneti nyomaték növelése. A reduktorok általában fogaskerekekből, csapágyakból és tömítésekből állnak. Felépítésüktől és teljesítményüktől függően fogaskerekes reduktorokra, bolygókerekes reduktorokra és csigakerekes reduktorokra oszthatók.
Az elektromos és hibrid járművekben gyakran használnak bolygókerekes vagy csigahajtómű-csökkentőket. A bolygókerekes reduktor magas átviteli hatékonysággal és kis mérettel rendelkezik, és nagy sebességű járművekhez alkalmas. A csigahajtómű-csökkentők nagyobb kimeneti nyomatékkal és alacsonyabb zajszinttel rendelkeznek, és alkalmasak alacsony sebességű és nagy terhelésű járművekhez.
Összefoglalva, az elektromos motor, a motorvezérlő egység és a reduktor az elektromos hajtásrendszer elsődleges alkotóelemei, amelyek együttesen biztosítják a jármű hatékony, nagy teljesítményű működését. A technológia folyamatos fejlődésével a jövő elektromos hajtástechnikájának fejlesztési trendje az integráció, a platformosítás, a nagy hatékonyság és a nagyobb sebesség. Ezeknek a trendeknek a megjelenése és fejlődése számos lehetőséget és kihívást fog hozni, emellett figyelmet kell fordítani az olyan tényezők hatására, mint az NVH, a költség és a megbízhatóság.
