Основна технологија електричног погона за
Нова енергетска возила
Систем електричног погона је основни део електричних и хибридних возила. Његове главне компоненте укључују моторе, контролне јединице мотора и редукторе. Ове компоненте играју различите улоге у систему електричног погона и раде заједно да би се постигао ефикасан рад возила високих перформанси.
1. Мотор
Мотор је језгро система електричног погона. Његова функција је да претвори електричну енергију коју производи батерија у механичку енергију за покретање возила напред. У електричним и хибридним возилима, најчешће коришћени мотори укључују синхроне моторе са трајним магнетима (ПМСМ), индукционе моторе и моторе са комутацијом релуктантности.
1.1 Синхрони мотор са трајним магнетом (ПМСМ)
Синхрони мотор са трајним магнетом је ефикасан мотор високих перформанси који се широко користи у електричним и хибридним возилима. Постиже ефикасан рад мотора коришћењем трајних магнета за стварање магнетног поља.
ПМСМ има велику густину снаге, ниску буку и ниску потрошњу енергије и може постићи високу ефикасност у широком опсегу брзина. Поред тога, стратегија управљања ПМСМ-а је релативно зрела и може постићи прецизну контролу обртног момента и брзине.
1.2 Индукциони мотор
Индукциони мотор је електрични мотор који ради на принципу електромагнетне индукције. Специфичан принцип рада је следећи:
У индукционом мотору, наизменична струја пролази кроз статор и ротирајуће магнетно поље се генерише кроз намотаје статора. Пошто је ротор индукционог мотора затворени метални диск, када роторно магнетно поље прође кроз ротор, у ротору се индукују вртложне струје. Ове вртложне струје стварају обрнуто магнетно поље које у интеракцији са магнетним пољем статора производи обртни момент. Ротор почиње да се ротира и наставља да се ротира како се ротирајуће магнетно поље мења. Брзина ротације ротора не иде у корак са фреквенцијом обртног магнетног поља, па се индукциони мотори називају и асинхрони мотори.
Контролисањем параметара као што су струја и редослед фаза у статору, може се постићи прецизна контрола брзине, управљања и обртног момента индукционог мотора.
Индукциони мотори имају предности једноставне структуре, поузданог рада, лаког одржавања и релативно ниске цене и погодни су за већину примена, као што су кућни апарати, електрични алати, индустријске машине и транспорт.
1.3 Преклопљени релуктантни мотор
Принцип рада комутационог релуктантног мотора (СРМ) заснива се на принципу да је магнетни флукс увек затворен дуж путање максималне магнетне пермеабилности. Када се средишње линије зубаца статора и ротора не поклапају и магнетна пермеанса није максимална, магнетно поље ће генерисати магнетну вучну силу и формирати обртни момент одбијања, узрокујући да се ротор ротира у положај максималне магнетне пропустљивости. Када се струја доводи до сваког фазног намотаја статора у низу, ротор мотора ће се ротирати корак по корак у супротном смеру од секвенце фаза под напоном. Промена секвенце напајања сваке фазе статора ће проузроковати да мотор промени смер. Међутим, промене у смеру тока фазне струје неће утицати на ротацију ротора.
Преклопни релуктантни мотор има предности једноставне структуре, ниске цене, високе поузданости, добрих стартних перформанси и перформанси регулације брзине, а контролни уређај је такође релативно једноставан. Међутим, у практичним применама, комутирани релуктантни мотори имају недостатке као што су велики таласи обртног момента, висока бука и потреба за детекторима положаја.
2. Управљачка јединица мотора
Управљачка јединица мотора је кључна компонента система електричног погона и одговорна је за контролу и регулацију мотора. Главне функције контролне јединице мотора укључују: прихватање сигнала педале гаса и кочнице које уносе возач, претварање сигнала педале у електричне сигнале и њихово слање до контролера мотора; праћење параметара као што су напон батерије, струја и температура како би се осигурало да контролер мотора нормално ради; контролисати брзину и обртни момент мотора за постизање убрзања, успоравања, кочења и других операција возила; комуницирају са другим контролерима преко ЦАН магистрале ради координације система напајања возила, система управљања и система безбедности итд.
Управљачка јединица мотора састоји се од хардвера и софтвера контролера. Хардвер контролера обухвата микроконтролере, енергетске уређаје, заштитна кола и комуникационе интерфејсе итд., и одговоран је за реализацију конверзије и контроле електричних сигнала. Софтвер контролера је одговоран за реализацију стратегије управљања мотором, дијагностику грешака и функције обраде.
3. Редуктор
Редуктор је једна од незаменљивих компоненти у систему електричног погона. Његова функција је да смањи брзину мотора и повећа излазни обртни момент. Редуктори се обично састоје од зупчаника, лежајева и заптивки. У зависности од структуре и перформанси, могу се поделити на редукторе зупчаника, планетарне редукторе и пужне редукторе.
У електричним и хибридним возилима често се користе планетарни редуктори или пужни редуктори. Планетарни редуктор има високу ефикасност преноса и малу величину и погодан је за возила велике брзине. Пужни редуктори имају већи излазни момент и мању буку и погодни су за возила са малим брзинама и великим оптерећењем.
Укратко, електрични мотор, контролна јединица мотора и редуктор су примарне компоненте у систему електричног погона које раде заједно како би постигли ефикасан рад возила високих перформанси. Уз континуирани развој технологије, тренд развоја будуће технологије електричних погона је интеграција, платформизација, висока ефикасност и већа брзина. Појава и развој ових трендова донеће многе могућности и изазове, а потребно је обратити пажњу и на утицај фактора као што су НВХ, цена и поузданост.
