Assegut al nucli d'un vehicle d'energia nova supera el sistema de propulsió elèctrica, la font d'energia del vehicle. Per als vehicles elèctrics de bateria (BEV), serveix com a unitat única d'accionament, substituint completament el motor de combustió interna dels vehicles de combustible tradicionals i mantenint una posició insubstituïble. Sota una regulació precisa pel controlador del motor, el sistema d'accionament elèctric converteix l'energia elèctrica emmagatzemada a les bateries d'energia en energia mecànica per impulsar el vehicle, permetent el moviment cap endavant, marxa enrere, acceleració, desacceleració i altres operacions de conducció.
Cada component del sistema d'accionament elèctric funciona en estreta coordinació, com els músculs i els ossos humans que cooperen per realitzar moviments físics. Com a component bàsic, el motor actua com el "múscul" responsable de la potència, mentre que el mecanisme de transmissió funciona com l'"os" que transmet la potència del motor a les rodes per a una conducció suau. Per als vehicles elèctrics-híbrids endollables (PHEV) i els vehicles elèctrics de-autonomia ampliada (EREV), un generador també està equipat al costat del motor d'accionament. El generador converteix l'energia química del combustible en energia elèctrica mitjançant la combustió, l'alliberament de calor i l'expansió; el motor elèctric torna a convertir aquesta electricitat en energia mecànica i la lliura a les rodes, treballant conjuntament amb el motor d'accionament per subministrar energia al vehicle.
Composició i principi de funcionament del sistema d'accionament elèctric
1. Components bàsics
El sistema d'accionament elèctric consta principalment de tres conjunts principals: motor d'accionament, controlador de motor i reductor.
El motor d'accionament, el nucli de potència de tot el sistema, converteix l'energia elèctrica de la bateria d'energia en energia mecànica giratòria per oferir una potència contínua per als viatges del vehicle.
El controlador del motor actua com el "cervell intel·ligent" del sistema. Seguint les ordres emeses per la unitat de control del vehicle (VCU), regula amb precisió el funcionament del motor, inclosa la rotació cap endavant/marrere, la velocitat de rotació i la variació del parell.
El reductor serveix com a "multiplicador de parell". Mitjançant els jocs d'engranatges interns, redueix la velocitat de sortida del motor alhora que augmenta el parell, proporcionant una gran potència per a l'arrencada del vehicle, pujar en muntanya i altres escenaris de parell elevat-.
2. Procés de treball detallat
Quan engegueu un vehicle d'energia nova i pis el pedal de l'accelerador, s'inicia un flux de treball sofisticat i ordenat. En primer lloc, el sistema de control elèctric rep senyals de la VCU i converteix instantàniament el corrent continu (DC) sortit per la bateria d'alimentació en corrent altern (AC), actuant com un "convertidor de corrent" que transforma DC en AC adequat per conduir el motor. Aleshores, l'AC flueix al motor d'accionament, on la interacció electromagnètica entre els bobinatges de l'estator i el rotor desencadena una -rotació a alta velocitat - similar a com les pales del ventilador giren ràpidament quan s'accionen - generant una energia mecànica potent.
L'energia mecànica de rotació d'alta -velocitat produïda pel motor es transmet mitjançant el mecanisme de transmissió al reductor. Com a "regulador de velocitat" precís, el reductor redueix la velocitat del motor i amplifica el parell. Després d'aquest ajust, l'energia mecànica es lliura a les rodes en una forma optimitzada per a la conducció, empenyent el vehicle cap endavant sense problemes. Cada component coopera perfectament durant tot el procés, com els músics que interpreten una simfonia ben-orquestrada per alimentar vehicles d'energia nova.
Tipus i característiques dels motors d'accionament
Com a nucli del sistema d'accionament elèctric, el rendiment del motor d'accionament determina directament la potència del vehicle. S'apliquen àmpliament diversos tipus de motors als vehicles d'energia nova, cadascun amb un rendiment únic i escenaris aplicables.
(1) Motor síncron d'imants permanents (PMSM)
L'estructura compacta dels PMSM es basa en imants permanents per generar un camp magnètic estable, cosa que els converteix en la millor opció per a la majoria de fabricants d'automòbils gràcies a un rendiment excepcional.Avantatges: Excel·lent potència i densitat de parell permeten una forta acceleració instantània; L'alta eficiència de conversió d'energia minimitza la pèrdua d'energia i amplia eficaçment el rang de creuer del vehicle.Inconvenients: alts costos de producció provocats per materials d'imants permanents-cars; els imants permanents corren el risc de desmagnetització en condicions d'alta temperatura o sobreintensitat, degradant dràsticament el rendiment del motor; estructura mecànica relativament feble propensa a danys en condicions dures de la carretera i càrregues pesades.
(2) Motor asíncron (inducció de CA).
El seu principi de funcionament es basa en el corrent altern alimentat als bobinats de l'estator per crear un camp magnètic giratori, que indueix el corrent als bobinatges del rotor per generar un parell electromagnètic i fer girar el rotor.Avantatges: no hi ha risc de desmagnetització a -alta temperatura per obtenir un rendiment estable en entorns calents; estructura senzilla composta per estator, rotor i coixinets, reduint la dificultat i els costos de fabricació.Inconvenients: Baixa eficàcia de conversió d'energia amb una gran pèrdua d'energia en forma de calor; baixa densitat de potència, és a dir, menys potència de sortida amb el mateix volum o pes, limitant la potència i la resistència del vehicle.
(3) Motor síncron amb excitació elèctrica
A diferència dels PMSM, requereix una font d'alimentació externa per a l'excitació. L'ajust de la magnitud i la direcció del corrent d'excitació controla la intensitat del camp magnètic i l'estat de funcionament del motor.Avantatges: Alta eficiència de conversió d'energia amb pèrdua de potència limitada; rendiment síncron superior que permet un control precís de la velocitat i el parell del motor per a una sortida de potència estable i precisa, ideal per a escenaris que exigeixen un lliurament de potència constant.Inconvenients: Costos de fabricació elevats a causa de la font d'alimentació d'excitació addicional, dispositius de control complexos i estructura de motor complexa; alts costos de manteniment amb nombroses peces vulnerables que augmenten els riscos de fallada i augmenten el temps i les despeses per a les reparacions.
(4) Motor al costat-roda/hub-
La seva característica destacada és la conducció independent per a cada roda, que ofereix diverses possibilitats de disseny i rendiment del vehicle. Canvia fàcilment entre els modes de tracció-roda davantera, rodes posterior- i tracció a les quatre-rodes, oferint una circulació i una maneig excepcionals en condicions de carretera variades -, per exemple, la tracció a les quatre rodes-genera un parell massiu per superar els-obstacles fora de la carretera. També facilita la integració de diverses noves tecnologies de vehicles d'energia, obrint més espai per a la innovació del sector.Inconvenients: els costos prohibitius derivats de barreres tècniques elevades i de processos de fabricació complexos restringeixen l'adopció massiva a gran-escala; els motors muntats a prop de les rodes suporten vibracions severes i entorns de funcionament durs, que provoquen avaries freqüents, i els conjunts de rodes pateixen greus danys en col·lisions amb reparacions costoses. A més, els motors laterals-roda/broc-augmenten la massa no suspendida, perjudicant greument el maneig del vehicle, la comoditat de conducció i la fiabilitat de la suspensió, i requereixen un disseny optimitzat i una tecnologia avançada per mitigar els inconvenients.
Formes de maquetació dels sistemes d'accionament elèctric
(1) Conjunt d'accionament elèctric central
Integra el motor d'accionament i la caixa de canvis en una unitat de potència unificada, un equivalent elèctric dels sistemes de propulsió tradicionals dels vehicles de combustible. Un exemple típic és el conjunt d'accionament elèctric central CeTrax de ZF, que es pot integrar perfectament a les plataformes de vehicles existents sense modificacions importants al xassís, als eixos davanter/darrera o als diferencials, amb una gran universalitat.Inconvenients: Els camins llargs de transmissió d'energia creen múltiples punts de pèrdua d'energia, reduint l'eficiència general del sistema; Ocupa un espai substancial sota la carrosseria, esprémer espai per a la disposició de la bateria d'energia i limitant l'autonomia de creuer i el rendiment general del vehicle.
(2) Eix motriu elèctric integrat
Combina de manera enginyosa l'eix motriu i el motor tradicionals en un mòdul de potència integrat eficient. Quan el motor gira, la potència experimenta una desacceleració i una amplificació del parell abans de conduir directament les rodes per obtenir un flux de potència eficient i racionalitzat.Inconvenients: Baix rendiment en NVH (soroll, vibració i duresa), amb el soroll i la vibració operatius que comprometen la comoditat de la marxa; La massa gran i no suspendida debilita la maniobrabilitat del vehicle, fent que la direcció i l'estabilització siguin menys sensibles.
(3) Eix motriu elèctric lateral del nucli-
Aconsegueix una alta integració combinant estretament el motor, el reductor i l'eix motriu tradicional en un conjunt de potència compacte. Elimina els eixos de transmissió i els diferencials mecànics, adoptant un accionament diferencial electrònic per augmentar considerablement l'eficiència de la transmissió - comparable a una carretera recta sense desviaments per al lliurament d'energia sense obstacles. També ocupa un espai mínim, alliberant un ampli espai per a la disposició de la bateria.Inconvenients: L'excés de massa no suspendida posa una gran pressió a les suspensions i soscava la suavitat i la flexibilitat de la conducció; el control diferencial electrònic requereix algorismes sofisticats i sistemes de control avançats per coordinar les velocitats de rotació de les rodes; velocitats inconsistents de les rodes emergeixen fàcilment sense un ajustament precís, amenaçant l'estabilitat de la conducció.
(4) A-Eix del motor de la roda
S'integra molt en-motors de rodes i eixos motrius, amb motors que alimenten directament les rodes, la qual cosa representa una adreça de desenvolupament futura clau per als sistemes de propulsió de vehicles d'energia nova. Ofereix una eficiència de transmissió ultra-elevada amb una pèrdua d'energia mínima durant la transferència d'energia i la seva taxa de recuperació d'energia de frenada s'aproxima al 100%.
Amb l'avenç i la innovació tecnològics continus, s'espera que els sistemes d'accionament elèctric aconsegueixin grans avenços en la millora de l'eficiència, la reducció de costos i la millora de la fiabilitat, proporcionant un suport més fort per a la popularització i desenvolupament de vehicles d'energia nova. Esperem més innovacions dels sistemes d'accionament elèctric que portin la indústria cap a un futur més verd, intel·ligent i eficient. No dubteu a deixar comentaris amb les vostres preguntes o idees sobre els sistemes d'accionament elèctric, i explorem junts aquest camp tècnic dinàmic.