Kjerneteknologien til elektrisk drift for
Nye energikjøretøyer
Det elektriske drivsystemet er kjernedelen av elektriske kjøretøy og hybridbiler. Hovedkomponentene inkluderer motorer, motorkontrollenheter og reduksjonsgir. Disse komponentene spiller forskjellige roller i det elektriske drivsystemet og jobber sammen for å oppnå effektiv og høy ytelse drift av kjøretøyet.
1. Motor
Motoren er kjernen i det elektriske drivsystemet. Dens funksjon er å konvertere den elektriske energien fra batteriet til mekanisk energi for å drive kjøretøyet fremover. I elektriske kjøretøyer og hybridkjøretøyer inkluderer vanlige motorer permanent magnet synkronmotorer (PMSM), induksjonsmotorer og svitsjede reluktansmotorer.
1.1 Permanent magnet synkronmotor (PMSM)
Den permanentmagnetiske synkronmotoren er en effektiv motor med høy ytelse som er mye brukt i elektriske kjøretøy og hybridbiler. Den oppnår effektiv drift av motoren ved å bruke permanente magneter for å generere et magnetfelt.
PMSM har høy effekttetthet, lav støy og lavt energiforbruk, og kan oppnå høy effektivitet over et bredt hastighetsområde. I tillegg er kontrollstrategien til PMSM relativt moden og kan oppnå presis dreiemoment- og hastighetskontroll.
1.2 Induksjonsmotor
En induksjonsmotor er en elektrisk motor som fungerer etter prinsippet om elektromagnetisk induksjon. Det spesifikke arbeidsprinsippet er som følger:
I en induksjonsmotor føres vekselstrøm gjennom statoren og et roterende magnetfelt genereres gjennom statorviklingene. Siden rotoren til en induksjonsmotor er en lukket metallskive, induseres det virvelstrømmer i rotoren når det roterende magnetfeltet passerer gjennom rotoren. Disse virvelstrømmene skaper et omvendt magnetfelt som samhandler med statorens magnetfelt for å produsere dreiemoment. Rotoren begynner å rotere og fortsetter å rotere når det roterende magnetfeltet endres. Rotasjonshastigheten til rotoren holder ikke tritt med frekvensen til det roterende magnetfeltet, så induksjonsmotorer kalles også asynkronmotorer.
Ved å kontrollere parametere som strøm og fasesekvens i statoren, kan presis kontroll av induksjonsmotorens hastighet, styring og dreiemoment oppnås.
Induksjonsmotorer har fordelene med enkel struktur, pålitelig drift, enkelt vedlikehold og relativt lave kostnader, og er egnet for de fleste bruksområder, som husholdningsapparater, elektroverktøy, industrimaskiner og transport.
1.3 Slått reluktansmotor
Arbeidsprinsippet til en svitsjet reluktansmotor (SRM) er basert på prinsippet om at den magnetiske fluksen alltid er lukket langs banen med maksimal magnetisk permeabilitet. Når senterlinjene til statoren og rotortennene ikke faller sammen og den magnetiske permeansen ikke er maksimal, vil magnetfeltet generere magnetisk trekkkraft og danne et reluktansmoment, som får rotoren til å rotere til posisjonen med maksimal magnetisk permeabilitet. Når strøm tilføres til hver fasevikling av statoren i rekkefølge, vil motorrotoren rotere trinnvis i motsatt retning av den aktiverte fasesekvensen. Endring av aktiveringssekvensen for hver fase av statoren vil føre til at motoren endrer retning. Endringer i fasestrømmens retning vil imidlertid ikke påvirke rotorens rotasjon.
Den svitsjede reluktansmotoren har fordelene med enkel struktur, lav pris, høy pålitelighet, god startytelse og hastighetsreguleringsytelse, og kontrollenheten er også relativt enkel. I praktiske applikasjoner har imidlertid svitsjede reluktansmotorer mangler som stor dreiemomentrippel, høy støy og behov for posisjonsdetektorer.
2. Motorstyringsenhet
Motorstyringsenheten er en nøkkelkomponent i det elektriske drivsystemet og er ansvarlig for å kontrollere og regulere motoren. Hovedfunksjonene til motorstyringsenheten inkluderer: akseptere gasspedalen og bremsepedalens signaler fra føreren, konvertere pedalsignalene til elektriske signaler og sende dem til motorkontrolleren; overvåke parametere som batterispenning, strøm og temperatur for å sikre at motorkontrolleren fungerer normalt; kontrollere hastigheten og dreiemomentet til motoren for å oppnå kjøretøyets akselerasjon, retardasjon, bremsing og andre operasjoner; kommunisere med andre kontrollere gjennom CAN-bussen for å koordinere kjøretøyets strømsystem, kontrollsystem og sikkerhetssystem, etc.
Motorstyringsenheten består av kontrollerens maskinvare og programvare. Kontrollermaskinvare inkluderer mikrokontrollere, strømenheter, beskyttelseskretser og kommunikasjonsgrensesnitt, etc., og er ansvarlig for å realisere konvertering og kontroll av elektriske signaler. Kontrollerprogramvaren er ansvarlig for å realisere motorstyringsstrategien, feildiagnose og prosesseringsfunksjoner.
3. Reduser
Reduseringen er en av de uunnværlige komponentene i det elektriske drivsystemet. Dens funksjon er å redusere hastigheten på motoren og øke utgangsmomentet. Redusere er vanligvis sammensatt av gir, lagre og tetninger. Avhengig av deres struktur og ytelse, kan de deles inn i girredusere, planetgirredusere og snekkegirreduksjoner.
I elektriske kjøretøy og hybridkjøretøyer brukes ofte planetgirreduksjoner eller snekkegirreduksjoner. Planetarisk girredusering har høy overføringseffektivitet og liten størrelse, og er egnet for høyhastighetskjøretøy. Snekkegirredusere har større utgangsmoment og lavere støy, og er egnet for kjøretøy med lav hastighet og høy belastning.
Oppsummert er den elektriske motoren, motorstyringsenheten og reduksjonsenheten de primære komponentene i et elektrisk drivsystem som arbeider sammen for å oppnå effektiv, høyytelsesdrift av kjøretøyet. Med den kontinuerlige utviklingen av teknologi er utviklingstrenden for fremtidig elektrisk drivteknologi integrasjon, plattformisering, høy effektivitet og høyere hastighet. Fremveksten og utviklingen av disse trendene vil gi mange muligheter og utfordringer, og det er også nødvendig å ta hensyn til virkningen av faktorer som NVH, kostnad og pålitelighet.
