แบนเนอร์หน้าเพจ

ข่าว

การวิเคราะห์เทคโนโลยีการขับขี่รถยนต์ไฟฟ้าล้วน 3 ประการ

โครงสร้างและการออกแบบของรถยนต์ไฟฟ้าล้วนนั้นแตกต่างจากรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบดั้งเดิม นอกจากนี้ยังเป็นวิศวกรรมระบบที่ซับซ้อนอีกด้วย จำเป็นต้องผสานรวมเทคโนโลยีแบตเตอรีพลังงาน เทคโนโลยีการขับเคลื่อนมอเตอร์ เทคโนโลยียานยนต์ และทฤษฎีการควบคุมสมัยใหม่เพื่อให้ได้กระบวนการควบคุมที่เหมาะสมที่สุด ในแผนพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีรถยนต์ไฟฟ้า ประเทศยังคงยึดมั่นในโครงร่างการวิจัยและพัฒนาของ "สามแนวตั้งและสามแนวนอน" และเน้นย้ำถึงการวิจัยเทคโนโลยีหลักทั่วไปของ "สามแนวนอน" ตามกลยุทธ์การเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีของ "ไดรฟ์ไฟฟ้าล้วน" นั่นคือการวิจัยเกี่ยวกับมอเตอร์ขับเคลื่อนและระบบควบคุม แบตเตอรี่พลังงานและระบบจัดการ และระบบควบคุมระบบส่งกำลัง ผู้ผลิตหลักแต่ละรายกำหนดกลยุทธ์การพัฒนาธุรกิจของตนเองตามกลยุทธ์การพัฒนาระดับชาติ

ผู้เขียนได้จัดหมวดหมู่เทคโนโลยีหลักในกระบวนการพัฒนาระบบส่งกำลังพลังงานใหม่ โดยให้พื้นฐานเชิงทฤษฎีและการอ้างอิงสำหรับการออกแบบ การทดสอบ และการผลิตระบบส่งกำลัง แผนดังกล่าวแบ่งออกเป็น 3 บทเพื่อวิเคราะห์เทคโนโลยีหลักของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าในระบบส่งกำลังของรถยนต์ไฟฟ้าล้วน วันนี้เราจะแนะนำหลักการและการจำแนกประเภทของเทคโนโลยีระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าก่อน

ใหม่-1

รูปที่ 1 ลิงก์สำคัญในการพัฒนาระบบส่งกำลัง

ในปัจจุบัน เทคโนโลยีหลักที่สำคัญของระบบส่งกำลังของรถยนต์ไฟฟ้าล้วนประกอบด้วยสี่หมวดหมู่ต่อไปนี้:

ใหม่-2

รูปที่ 2 เทคโนโลยีหลักที่สำคัญของระบบส่งกำลัง

ความหมายของระบบมอเตอร์ขับเคลื่อน

ตามสถานะของแบตเตอรี่พลังงานของยานพาหนะและข้อกำหนดของพลังงานของยานพาหนะ มันจะแปลงพลังงานไฟฟ้าที่ส่งออกโดยอุปกรณ์สร้างพลังงานสำรองบนรถเป็นพลังงานกล และพลังงานจะถูกส่งไปยังล้อขับเคลื่อนผ่านอุปกรณ์ส่งสัญญาณ และส่วนหนึ่งของพลังงานกลของยานพาหนะจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าและป้อนกลับไปยังอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานเมื่อรถเบรก ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าประกอบด้วยมอเตอร์ กลไกส่งกำลัง ตัวควบคุมมอเตอร์ และส่วนประกอบอื่นๆ การออกแบบพารามิเตอร์ทางเทคนิคของระบบขับเคลื่อนพลังงานไฟฟ้าประกอบด้วย กำลัง แรงบิด ความเร็ว แรงดันไฟฟ้า อัตราส่วนการส่งของการลดความจุของแหล่งจ่ายไฟ กำลังขาออก แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า ฯลฯ

ใหม่-3
ใหม่-4

1)ตัวควบคุมมอเตอร์

เรียกอีกอย่างว่าอินเวอร์เตอร์ ซึ่งจะเปลี่ยนอินพุตไฟฟ้ากระแสตรงจากชุดแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ส่วนประกอบหลัก:

ใหม่-5

◎ IGBT: สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง หลักการ: ผ่านตัวควบคุม ควบคุมแขนสะพาน IGBT เพื่อปิดความถี่ที่กำหนด และสวิตช์ลำดับเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าสลับสามเฟส โดยการควบคุมสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์กำลังให้ปิด แรงดันไฟฟ้าสลับสามารถแปลงได้ จากนั้นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจะถูกสร้างขึ้นโดยการควบคุมรอบหน้าที่

◎ ความจุฟิล์ม: ฟังก์ชันการกรอง เซนเซอร์กระแส: ตรวจจับกระแสของขดลวดสามเฟส

2) วงจรควบคุมและขับเคลื่อน: บอร์ดควบคุมคอมพิวเตอร์ ขับเคลื่อน IGBT

บทบาทของตัวควบคุมมอเตอร์คือการแปลง DC เป็น AC รับสัญญาณแต่ละสัญญาณและส่งออกพลังงานและแรงบิดที่สอดคล้องกัน ส่วนประกอบหลัก: สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้า ตัวเก็บประจุฟิล์ม เซ็นเซอร์กระแส วงจรควบคุมไดรฟ์เพื่อเปิดสวิตช์ต่างๆ สร้างกระแสในทิศทางต่างๆ และสร้างแรงดันไฟฟ้าสลับ ดังนั้นเราสามารถแบ่งกระแสไฟฟ้าสลับไซน์เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า พื้นที่ของสี่เหลี่ยมผืนผ้าจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าที่มีความสูงเท่ากัน แกน x จะทำการควบคุมความยาวโดยควบคุมรอบหน้าที่ และในที่สุดก็จะทำการแปลงพื้นที่ที่เทียบเท่ากัน ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถควบคุมพลังงาน DC เพื่อปิดแขนสะพาน IGBT ที่ความถี่ที่กำหนดและสวิตช์ลำดับผ่านตัวควบคุมเพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส

ในปัจจุบัน ส่วนประกอบหลักของวงจรไดรฟ์ต้องพึ่งพาการนำเข้า ได้แก่ ตัวเก็บประจุ หลอดสวิตช์ IGBT/MOSFET, DSP, ชิปอิเล็กทรอนิกส์ และวงจรรวม ซึ่งสามารถผลิตได้อย่างอิสระแต่มีกำลังการผลิตที่ต่ำ ได้แก่ วงจรพิเศษ เซ็นเซอร์ ขั้วต่อ ที่สามารถผลิตได้อย่างอิสระ ได้แก่ แหล่งจ่ายไฟ ไดโอด ตัวเหนี่ยวนำ แผงวงจรหลายชั้น สายไฟที่หุ้มฉนวน หม้อน้ำ

3) มอเตอร์: แปลงกระแสไฟฟ้าสลับสามเฟสเป็นเครื่องจักร

◎ โครงสร้าง: ฝาครอบด้านหน้าและด้านหลัง เปลือก เพลา และลูกปืน

◎ วงจรแม่เหล็ก: แกนสเตเตอร์ แกนโรเตอร์

◎ วงจร: ขดลวดสเตเตอร์ ตัวนำโรเตอร์

ใหม่-6

4) อุปกรณ์ส่งสัญญาณ

กล่องเกียร์หรือตัวลดเกียร์จะแปลงความเร็วแรงบิดที่มอเตอร์ส่งออกให้เป็นความเร็วและแรงบิดที่รถทั้งคันต้องการ

ชนิดของมอเตอร์ขับเคลื่อน

มอเตอร์ขับเคลื่อนแบ่งออกเป็นสี่ประเภทดังต่อไปนี้ ปัจจุบันมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับและมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรเป็นประเภทที่พบมากที่สุดในยานยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่ ดังนั้นเราจึงมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีของมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับและมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร

  มอเตอร์ DC มอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับ มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร มอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์
ข้อได้เปรียบ ต้นทุนต่ำกว่า ข้อกำหนดของระบบควบคุมต่ำ ต้นทุนต่ำ ครอบคลุมพลังงานกว้าง เทคโนโลยีการควบคุมที่พัฒนา ความน่าเชื่อถือสูง ความหนาแน่นพลังงานสูง ประสิทธิภาพสูง ขนาดเล็ก โครงสร้างเรียบง่าย ข้อกำหนดระบบควบคุมต่ำ
ข้อเสีย ความต้องการการบำรุงรักษาสูง ความเร็วต่ำ แรงบิดต่ำ อายุการใช้งานสั้น พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพขนาดเล็กความหนาแน่นพลังงานต่ำ ต้นทุนสูง ปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อมไม่ดี ความผันผวนของแรงบิดสูงเสียงรบกวนขณะทำงานสูง
แอปพลิเคชัน รถยนต์ไฟฟ้าความเร็วต่ำขนาดเล็กหรือมินิ รถยนต์เพื่อการพาณิชย์ไฟฟ้าและรถยนต์นั่งส่วนบุคคล รถยนต์เพื่อการพาณิชย์ไฟฟ้าและรถยนต์นั่งส่วนบุคคล รถยนต์พลังงานผสม

ใหม่-71) มอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับแบบอะซิงโครนัส

หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบอะซิงโครนัส AC คือขดลวดจะผ่านช่องสเตเตอร์และโรเตอร์ โดยจะวางซ้อนกันด้วยแผ่นเหล็กบางที่มีสภาพนำแม่เหล็กสูง ไฟฟ้าสามเฟสจะผ่านขดลวด ตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ จะเกิดสนามแม่เหล็กหมุน ซึ่งเป็นสาเหตุที่โรเตอร์หมุน ขดลวดสเตเตอร์สามขดเชื่อมต่อกันที่ระยะห่าง 120 องศา และตัวนำที่นำกระแสไฟฟ้าจะสร้างสนามแม่เหล็กรอบๆ ขดลวด เมื่อแหล่งจ่ายไฟสามเฟสถูกนำไปใช้กับการจัดเรียงพิเศษนี้ สนามแม่เหล็กจะเปลี่ยนไปในทิศทางต่างๆ ตามการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าสลับในเวลาที่กำหนด ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มของการหมุนสม่ำเสมอ ความเร็วในการหมุนของสนามแม่เหล็กเรียกว่าความเร็วซิงโครนัส สมมติว่าตัวนำปิดถูกวางไว้ข้างใน ตามกฎของฟาราเดย์ เนื่องจากสนามแม่เหล็กแปรผัน ลูปจะรับรู้แรงเคลื่อนไฟฟ้า ซึ่งจะสร้างกระแสไฟฟ้าในลูป สถานการณ์นี้เหมือนกับห่วงที่นำกระแสไฟฟ้าในสนามแม่เหล็ก สร้างแรงแม่เหล็กไฟฟ้าบนห่วง และ Huan Jiang ก็เริ่มหมุน โดยใช้สิ่งที่คล้ายกับกรงกระรอก กระแสสลับสามเฟสจะสร้างสนามแม่เหล็กหมุนผ่านสเตเตอร์ และกระแสไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำในแท่งกรงกระรอกที่ลัดวงจรโดยแหวนปลาย ดังนั้นโรเตอร์จึงเริ่มหมุน นั่นคือเหตุผลที่มอเตอร์เรียกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำ ด้วยความช่วยเหลือของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าแทนที่จะเชื่อมต่อโดยตรงกับโรเตอร์เพื่อเหนี่ยวนำไฟฟ้า เกล็ดแกนเหล็กฉนวนจะถูกเติมในโรเตอร์ ดังนั้นเหล็กขนาดเล็กจึงรับประกันการสูญเสียกระแสวนขั้นต่ำ

2) มอเตอร์ซิงโครนัสกระแสสลับ

โรเตอร์ของมอเตอร์แบบซิงโครนัสแตกต่างจากมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส แม่เหล็กถาวรติดตั้งอยู่บนโรเตอร์ ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็นประเภทติดบนพื้นผิวและประเภทฝัง โรเตอร์ทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอนและแม่เหล็กถาวรฝังอยู่ สเตเตอร์ยังเชื่อมต่อกับกระแสสลับที่มีความต่างเฟส 120 ซึ่งควบคุมขนาดและเฟสของกระแสสลับคลื่นไซน์ ดังนั้นสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยสเตเตอร์จึงตรงข้ามกับที่สร้างโดยโรเตอร์ และสนามแม่เหล็กจะหมุน ด้วยวิธีนี้ สเตเตอร์จะถูกดึงดูดโดยแม่เหล็กและหมุนไปพร้อมกับโรเตอร์ วงจรแล้ววงจรเล่าถูกสร้างขึ้นโดยการดูดซับของสเตเตอร์และโรเตอร์

บทสรุป: มอเตอร์ขับเคลื่อนสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าได้กลายเป็นกระแสหลักโดยพื้นฐานแล้ว แต่ไม่ใช่แบบเดียวแต่มีความหลากหลาย ระบบขับเคลื่อนมอเตอร์แต่ละระบบมีดัชนีที่ครอบคลุมของตัวเอง แต่ละระบบถูกนำไปใช้ในระบบขับเคลื่อนยานพาหนะไฟฟ้าที่มีอยู่ ส่วนใหญ่เป็นมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสและมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร ในขณะที่บางระบบพยายามเปลี่ยนมอเตอร์แบบรีลักแตนซ์ ควรสังเกตว่ามอเตอร์ขับเคลื่อนผสานรวมเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีดิจิทัล เทคโนโลยีการควบคุมอัตโนมัติ วิทยาศาสตร์วัสดุ และสาขาอื่นๆ เพื่อสะท้อนถึงการใช้งานที่ครอบคลุมและแนวโน้มการพัฒนาของสาขาต่างๆ มากมาย ถือเป็นคู่แข่งที่แข็งแกร่งในมอเตอร์ของยานพาหนะไฟฟ้า เพื่อที่จะครอบครองตำแหน่งในยานพาหนะไฟฟ้าในอนาคต มอเตอร์ทุกประเภทไม่เพียงแต่ต้องปรับโครงสร้างมอเตอร์ให้เหมาะสมเท่านั้น แต่ยังต้องสำรวจด้านอัจฉริยะและดิจิทัลของระบบควบคุมอย่างต่อเนื่องอีกด้วย


เวลาโพสต์ : 30 ม.ค. 2566