Uppbygging og hönnun hreinna rafknúinna ökutækja er frábrugðin hefðbundnum ökutækjum með brunahreyfli. Það er einnig flókið kerfisverkfræði. Það þarf að samþætta rafhlöðutækni, mótoraksturstækni, bílatækni og nútíma stýrifræði til að ná fram bestu mögulegu stýriferli. Í þróunaráætlun rafknúinna vísinda og tækni heldur landið áfram að fylgja rannsóknar- og þróunarkerfinu „þrjár lóðréttar og þrjár láréttar“ og leggur enn fremur áherslu á rannsóknir á sameiginlegum lykiltækni „þriggja láréttra“ samkvæmt tæknibreytingarstefnu „hreinna rafknúinna ökutækja“, það er að segja rannsóknir á drifmótorum og stjórnkerfum þeirra, rafhlöðu og stjórnkerfum þeirra og stjórnkerfum fyrir drifrás. Hver stór framleiðandi mótar sína eigin viðskiptaþróunarstefnu í samræmi við þjóðarþróunarstefnu.
Höfundurinn flokkar lykiltækni í þróunarferli nýrrar orkudrifrásar og veitir fræðilegan grunn og tilvísun fyrir hönnun, prófanir og framleiðslu drifrásarinnar. Áætlunin skiptist í þrjá kafla til að greina lykiltækni rafknúinna ökutækja í drifrásum þeirra. Í dag munum við fyrst kynna meginreglu og flokkun rafknúinna driftækni.
Mynd 1 Lykilþættir í þróun drifbúnaðar
Eins og er eru helstu lykiltækni í drifbúnaði rafbíla eftirfarandi fjórir flokkar:
Mynd 2 Lykiltækni drifbúnaðar
Skilgreining á akstursmótorkerfi
Samkvæmt stöðu rafhlöðu ökutækisins og kröfum um afl ökutækisins breytir hún raforkuframleiðslu frá innbyggðum orkugeymslubúnaði í vélræna orku, og orkan er send til drifhjólanna í gegnum sendibúnaðinn, og hluti af vélrænni orku ökutækisins er breytt í raforku og sent aftur inn í orkugeymslubúnaðinn þegar ökutækið hemlar. Rafknúna aksturskerfið inniheldur mótor, gírkassa, mótorstýringu og aðra íhluti. Hönnun tæknilegra breytna raforkuaksturskerfisins felur aðallega í sér afl, tog, hraða, spennu, flutningshlutfall, aflgjafarafköst, úttaksafl, spennu, straum o.s.frv.
1) Mótorstýring
Einnig kallað inverter, breytir það jafnstraumi frá rafhlöðunni í riðstraum. Kjarnaþættir:
◎ IGBT: Rafrænn rofi, meginregla: Með stjórntækinu er IGBT brúararmurinn stýrður til að loka ákveðinni tíðni og röð rofans til að mynda þriggja fasa riðstraum. Með því að stjórna lokun rafræna rofans er hægt að umbreyta riðstraumsspennunni. Síðan er AC spennan mynduð með því að stjórna vinnuhringnum.
◎ Filmrýmd: síunarvirkni; straumskynjari: nemur straum þriggja fasa vafninga.
2) Stjórn- og akstursrás: tölvustýringarborð, aksturs-IGBT
Hlutverk mótorstýringarinnar er að umbreyta jafnstraumi í riðstraum, taka á móti hverju merki og gefa frá sér samsvarandi afl og tog. Kjarnaþættir: aflrafmagnsrofi, filmuþétti, straumskynjari, stýrirás til að opna mismunandi rofa, mynda strauma í mismunandi áttir og mynda riðstraum. Þess vegna getum við skipt sinuslaga riðstraumnum í rétthyrninga. Flatarmál rétthyrninganna er breytt í spennu með sömu hæð. X-ásinn stýrir lengdarstýringu með því að stjórna vinnuhringnum og að lokum jafngildri umbreytingu flatarmálsins. Á þennan hátt er hægt að stjórna jafnstraumsaflinu til að loka IGBT brúararminum á ákveðinni tíðni og raðrofa í gegnum stýringuna til að mynda þriggja fasa riðstraum.
Eins og er eru lykilþættir drifrásanna innfluttir: þéttar, IGBT/MOSFET rofarör, sýndarstýrðir rafrásir (DSP), rafeindaflísar og samþættar hringrásir, sem hægt er að framleiða sjálfstætt en hafa litla afkastagetu; sérstök hringrás, skynjarar, tengi, sem hægt er að framleiða sjálfstætt; aflgjafar, díóður, spólur, fjöllaga hringrásarplötur, einangraðir vírar, ofnar.
3) Mótor: umbreyta þriggja fasa riðstraumi í vélar
◎ Uppbygging: fram- og afturendalok, skeljar, ásar og legur
◎ Segulrás: stator kjarni, rotor kjarni
◎ Rás: stator vinding, snúningsleiðari
4) Senditæki
Gírkassinn eða gírkassinn breytir toghraða mótorsins í þann hraða og tog sem allt ökutækið þarfnast.
Tegund drifmótors
Drifmótorar eru flokkaðir í eftirfarandi fjóra flokka. Eins og er eru AC-aflsmótorar og samstilltir segulmótorar algengustu gerðir nýrra orkugjafa fyrir rafknúin ökutæki. Þess vegna einbeitum við okkur að tækni AC-aflsmótora og samstilltra segulmótora.
| Jafnstraumsmótor | AC-innleiðslumótor | Samstilltur mótor með varanlegum segli | Rofi með tregðu mótor | |
| Kostur | Lægri kostnaður, lágar kröfur um stjórnkerfi | Lágur kostnaður, breitt aflsvið, þróuð stjórntækni, mikil áreiðanleiki | Mikil aflþéttleiki, mikil afköst, lítil stærð | Einföld uppbygging, lágar kröfur um stjórnkerfi |
| Ókostur | Mikil viðhaldsþörf, lágur hraði, lágt tog, stuttur líftími | Lítið skilvirkt svæðiLág orkuþéttleiki | Hár kostnaður Léleg aðlögunarhæfni að umhverfinu | Mikil togsveifla Mikill vinnuhljóð |
| Umsókn | Lítill eða smár hægfara rafmagnsbíll | Rafknúin viðskiptabílar og fólksbílar | Rafknúin viðskiptabílar og fólksbílar | Ökutæki með blönduðu afli |
1) AC asynkron mótor
Virknisreglan á AC inductive ósamstilltum mótor er sú að vafningurinn fer í gegnum stator raufina og snúningsásinn: hann er staflað saman úr þunnum stálplötum með mikilli segulleiðni. Þriggja fasa rafmagn fer í gegnum vafninginn. Samkvæmt rafsegulfræðilegri rafleiðni Faradays myndast snúningssegulsvið, sem er ástæðan fyrir snúningi snúningsássins. Þrjár spólur statorsins eru tengdar með 120 gráðu millibili og straumleiðarinn myndar segulsvið í kringum þá. Þegar þriggja fasa aflgjafinn er settur á þessa sérstöku uppsetningu breytast segulsviðin í mismunandi áttir með breytingum á riðstraumnum á tilteknum tíma, sem myndar segulsvið með jafnri snúningsstyrk. Snúningshraði segulsviðsins kallast samstilltur hraði. Segjum sem svo að lokaður leiðari sé settur inni í honum, samkvæmt lögmáli Faradays, vegna þess að segulsviðið er breytilegt, mun lykkjan nema rafhreyfikraftinn, sem mun mynda straum í lykkjunni. Þessi staða er alveg eins og straumleiðandi lykkja í segulsviðinu, sem myndar rafsegulkraft á lykkjunni, og Huan Jiang byrjar að snúast. Með því að nota eitthvað svipað og íkornabúr, mun þriggja fasa riðstraumur framleiða snúningssegulsvið í gegnum statorinn, og straumurinn verður örvaður í íkornabúrstönginni sem er skammhlaupin af endahringnum, þannig að snúningshlutinn byrjar að snúast, og þess vegna er mótorinn kallaður rafsegulmótor. Með hjálp rafsegulfræðilegrar örvunar, frekar en að tengjast beint við snúningshlutann til að örva rafmagn, eru einangrandi járnflögur fylltar í snúningshlutann, þannig að smátt járn tryggir lágmarks tap á hvirfilstraumi.
2) AC samstilltur mótor
Snúningur samstilltra mótora er frábrugðinn ósamstilltum mótorum. Segulmagnaðir snúningshlutar eru festir á snúningshlutanum og má skipta þeim í yfirborðsfesta og innbyggða gerðir. Snúningshlutinn er úr kísilstálplötu og segulmagnaðir snúningshlutar eru innbyggðir. Statorinn er einnig tengdur við riðstraum með fasamismun upp á 120, sem stýrir stærð og fasa sínusbylgju riðstraumsins, þannig að segulsviðið sem statorinn myndar er öfugt við það sem snúningshlutinn myndar og segulsviðið snýst. Á þennan hátt er statorinn dreginn að segli og snýst með snúningshlutanum. Hringrás eftir hringrás myndast með frásogi statorsins og snúningshlutarins.
Niðurstaða: Mótorakstur rafknúinna ökutækja er í grundvallaratriðum orðinn aðalstraumur, en hann er ekki einhliða heldur fjölbreyttur. Hvert mótoraksturskerfi hefur sinn eigin alhliða vísitölu. Hvert kerfi er notað í núverandi rafknúnum ökutækjum. Flestir þeirra eru ósamstilltir mótorar og samstilltir mótorar með varanlegum seglum, en sumir reyna að skipta um reluktansmótorar. Það er vert að benda á að mótorakstur samþættir rafeindatækni, ör-rafeindatækni, stafræna tækni, sjálfvirka stjórntækni, efnisfræði og aðrar greinar til að endurspegla alhliða notkun og þróunarmöguleika margra greina. Það er sterkur keppinautur í rafknúnum ökutækjum. Til að taka sér sess í framtíðarrafknúnum ökutækjum þarf alls konar mótorar ekki aðeins að hámarka mótorbyggingu heldur einnig að kanna stöðugt greindar og stafrænar hliðar stjórnkerfisins.
Birtingartími: 30. janúar 2023
