Új energiajármű három elektromos rendszer
(akkumulátor, motor, elektronikus vezérlés)
1. Akkumulátor
Az akkumulátor a kémiával, a gépiparral, az elektronikus vezérléssel stb. kapcsolatos iparág. Az akkumulátor kulcsa az akkumulátormagban rejlik. Az akkumulátormag legfontosabb anyagai a pozitív és negatív elektródák, a szeparátor és az elektrolit. A jól ismert katódanyagok közé tartozik a lítium-vas-foszfát, lítium-kobalt-oxid, lítium-manganát, háromkomponensű és magas nikkeltartalmú háromkomponens.
2. Elektromos hajtás
Az elektromos hajtás három részből áll: sebességváltó mechanizmusból, motorból és inverterből. Jelenleg az elektromos járművek hajtóművei itthon és külföldön mind egygépes lassítást alkalmaznak, vagyis nincs kuplung és nincs sebességváltás. A jövőben a különböző elektromos járműveket gyártó cégek növelik az átviteli mechanizmusok összetettségét, miközben csökkentik a motorok és a motorreosztát iránti keresletet, azaz javítják a teljesítményt és csökkentik a költségeket.
A motor három részből áll: állórészből, rotorból és házból. A motortechnika kulcspontjai az állórész és a forgórész. A forgórész az új energetikai járművek fő hajtómotorja, és az új energetikai járművek mozgásával kapcsolatos összes funkciót ellátja. Egy új energetikai jármű motorja előre és hátrafelé forog. Az elõre forgás az elõrehajtást jelenti, a hátra forgás pedig a hátramenetet.
Amikor egy új energiahordozó jármű gyorsul előre, a motor nyomatéka negatív. A nyomaték pontossága az új energetikai jármű gyorsulásának sebességét jelenti. Ha hiba lép fel a nyomatékban, a motor gyorsulását és futásteljesítményét igénylő új energiájú járműnek olyan akkumulátorra lesz szüksége, amely ugyanannyi energiát fogyaszt a teljesítéshez. Az akkumulátor ára magasabb, mint a motoré, így az új energiajármű-motor hatékonysága és teljesítménye minimális. Ez fontos. Jelenleg az autóspecifikus motoros hajtásrendszerek három fő kategóriája létezik: egyenáramú motoros hajtásrendszerek, állandó mágneses szinkronmotoros hajtásrendszerek és váltakozó áramú aszinkronmotoros hajtásrendszerek.
Az egyenáramú motorokat széles körben használják, de hátrányuk az alacsony hatásfok, a nagy tömeg, a nagy térfogat és a rossz megbízhatóság. Az elektromos autók új generációja lassan felhagyott ezzel a motorral.
Az indukciós motorok erős magas hőmérséklet-állósággal és jobb környezeti alkalmazkodóképességgel rendelkeznek! A hatékonyság nem alacsony, és a költség a legalacsonyabb.
A fordulatszám tartomány is a legszélesebb, de hátránya, hogy a vezérlés kissé bonyolult.
A rotor mágneses terét állandó mágnesek generálják, így elkerülhető a mágnesezés okozta károsodás.
Az áramfelvétel magasabb, így a hatásfok is nagyobb, mint más motoroké! A méret és a minőség kisebb, az elrendezés pedig rugalmasabb.
Az inverter egy olyan eszköz, amely az egyenáramot váltakozó árammá alakítja. Ha egy elektromos jármű invertere nagyobb feszültséget tud támogatni, akkor a megfelelő feszültségű töltőáram nagyobb és a teljesítmény is nagyobb lesz. Ez azt jelenti, hogy az azonos áramerősséggel történő töltés nagyobb töltési teljesítményt eredményez. Arányosan bővíthető, vagyis a töltési idő lerövidül. Az inverter támasztófeszültségének növelése esetén az inverter által termelt hő ennek megfelelően növekszik a töltés során, így az inverterben lévő IGBT modul hőleadási problémáját meg kell oldani. Ez kulcsfontosságú kérdés a töltési hatékonyság javításához. Jelenleg a japán Toyota Ez a kutatás alaposabb volt, például a szilícium-szén technológia alkalmazása.
3. Elektronikus vezérlés
A hagyományos motor- (sebességváltó) funkciók helyettesítéseként az új energiájú járműmotorok és az elektronikus vezérlőrendszerek teljesítménye közvetlenül meghatározza az elektromos járművek fő teljesítménymutatóit, mint az emelkedő, a gyorsulás és a végsebesség. Ugyanakkor az elektronikus vezérlőrendszer munkakörülményei viszonylag összetettek: képesnek kell lennie gyakran indulni és leállítani, gyorsítani és lassítani, nagy nyomatékot igényel alacsony sebességnél/mászásnál, alacsony nyomatékot nagy sebességnél, és nagy átviteli tartomány; a hibrid járműveknek speciális funkciókat is kezelniük kell, mint például a motorindítás, a motor energiatermelése és a fékezési energia visszacsatolása.
Ami az elektronikus vezérlést illeti, a közönséges OEM-ek számára valójában csak a jármű vezérlője van. Az új energetikai járművek járművezérlője nem sokban különbözik a hagyományos járművekétől, és érettsége viszonylag magas.
Ezenkívül a motor energiafogyasztása közvetlenül meghatározza a hatótávolságot fix akkumulátorkapacitás mellett. Ezért az elektromos járművek hajtásrendszerei különleges követelményeket támasztanak a terhelési követelmények, a műszaki teljesítmény és a munkakörnyezet tekintetében:
1. A hajtómotornak nagyobb energiasűrűségűnek, könnyűnek és alacsony költségűnek kell lennie, alkalmazkodnia kell a jármű korlátozott belső teréhez, és energia-visszacsatolási képességgel kell rendelkeznie a teljes jármű energiafogyasztásának csökkentése érdekében;
2. A meghajtómotor nagy sebességű és széles fordulatszám-szabályozással, valamint alacsony fordulatszámú és nagy nyomatékkal rendelkezik, hogy nagy indulási sebességet, mászási teljesítményt és nagy sebességű gyorsulási teljesítményt biztosítson;
3. Az elektronikus vezérlőrendszernek nagy vezérlési pontossággal, magas dinamikus válaszaránnyal kell rendelkeznie, ugyanakkor nagy biztonságot és megbízhatóságot kell biztosítania.
Az új energetikai járműipari lánc fontos részeként a motorelektronikai vezérlőrendszer technológiája és gyártási szintje közvetlenül befolyásolja a jármű teljesítményét és költségét.