D'Struktur an den Design vun engem reng elektresche Gefier ënnerscheede sech vun deem vun engem traditionelle Gefier mat Verbrennungsmotor. Et ass och eng komplex Systemtechnik. Et muss d'Batterietechnologie, d'Motorundriffstechnologie, d'Automobiltechnologie an déi modern Kontrolltheorie integréieren, fir en optimale Kontrollprozess z'erreechen. Am Entwécklungsplang vun der Wëssenschaft an Technologie vun den Elektroautoen hält sech d'Land weider un de Fuerschungs- a Entwécklungslayout vun "dräi vertikal an dräi horizontal" an ervirhieft weider d'Fuerschung iwwer gemeinsam Schlësseltechnologien vun "dräi horizontal" no der Technologietransformatiounsstrategie vum "rengen elektreschen Undriff", dat heescht d'Fuerschung iwwer den Undriffsmotor a säi Kontrollsystem, d'Batterie a säi Managementsystem, an den Undriffskontrollsystem. All grousse Produzent formuléiert seng eege Geschäftsentwécklungsstrategie no der nationaler Entwécklungsstrategie.
Den Auteur sortéiert déi Schlësseltechnologien am Entwécklungsprozess vun engem neien Energieundriff a bitt eng theoretesch Basis a Referenz fir den Design, d'Tester an d'Produktioun vum Undriff. De Plang ass an dräi Kapitelen opgedeelt fir déi Schlësseltechnologien vum Elektroundriff am Undriff vu reng elektresche Gefierer z'analyséieren. Haut wäerte mir fir d'éischt de Prinzip an d'Klassifikatioun vun Elektroundriffstechnologien aféieren.
Figur 1 Schlësselverbindungen an der Entwécklung vum Undriffssystem
Am Moment ëmfaassen déi wichtegst Technologien vum Undriff vun elektresche Gefierer déi folgend véier Kategorien:
Figur 2 Déi wichtegst Technologien vum Undriff
D'Definitioun vum Fuermotorsystem
Jee no Zoustand vun der Batterie vum Gefier an den Ufuerderunge vum Stroumversuergung vum Gefier gëtt déi elektresch Energie, déi vum agebauten Energiespeichergerät erausginn gëtt, a mechanesch Energie ëmgewandelt. D'Energie gëtt iwwer den Sendergerät un d'Undriffsrieder weiderginn. Deeler vun der mechanescher Energie vum Gefier ginn an elektresch Energie ëmgewandelt a beim Bremsen un den Energiespeichergerät zréckgeleet. Den elektreschen Undriffssystem ëmfaasst e Motor, en Transmissiounsmechanismus, e Motorsteuerer an aner Komponenten. Den Design vun den technesche Parameter vum elektreschen Undriffssystem ëmfaasst haaptsächlech Leeschtung, Dréimoment, Geschwindegkeet, Spannung, Reduktiounstransmissiounsverhältnis, Stroumversuergungskapazitéit, Ausgangsleistung, Spannung, Stroum, etc.
1) Motorsteuerung
Och Inverter genannt, wandelt en de Gläichstroum, deen vun der Batterie geliwwert gëtt, an Wiesselstroum ëm. Kärkomponenten:
◎ IGBT: Leeschtungselektronesche Schalter, Prinzip: Iwwer de Controller gëtt den IGBT-Bréckarm steiert fir eng bestëmmt Frequenz zouzemaachen an de Sequenzschalter fir Dräiphasen Wiesselstroum ze generéieren. Duerch d'Steierung vum Leeschtungselektronesche Schalter fir zouzemaachen, kann d'Wiesselspannung ëmgewandelt ginn. Dann gëtt d'Wiesselspannung generéiert andeems den Duty Cycle gesteiert gëtt.
◎ Filmkapazitanz: Filterfunktioun; Stroumsensor: Detektéierung vum Stroum vun der Dräiphasegwicklung.
2) Kontroll- a Fuerkrees: Computersteierplat, Fuerderung vun IGBT
D'Roll vum Motorcontroller ass et, Gläichstroum an Wiesselstroum ëmzewandelen, all Signal ze empfänken an déi entspriechend Leeschtung an den Dréimoment auszeginn. Kärkomponenten: Leeschtungselektronesche Schalter, Filmkondensator, Stroumsensor, Kontrollundriffskrees fir verschidde Schalter opzemaachen, Stréim a verschidde Richtungen ze bilden an Wiesselspannung ze generéieren. Dofir kënne mir den sinusfërmegen Wiesselstroum a Rechtecker opdeelen. D'Fläch vun de Rechtecker gëtt an eng Spannung mat der selwechter Héicht ëmgewandelt. D'x-Achs realiséiert d'Längtekontroll andeems den Duty Cycle kontrolléiert gëtt a schliisslech déi gläichwäerteg Konversioun vun der Fläch realiséiert gëtt. Op dës Manéier kann d'Gläichstroum kontrolléiert ginn, fir den IGBT-Bréckarm bei enger bestëmmter Frequenz zouzemaachen an duerch de Controller eng Sequenzschaltung ze maachen, fir Dräiphaseg Wiesselstroum ze generéieren.
Am Moment sinn déi wichtegst Komponenten vum Undriffskrees op Importen ugewisen: Kondensatoren, IGBT/MOSFET-Schalterréier, DSP, elektronesch Chips an integréiert Schaltungen, déi onofhängeg produzéiert kënne ginn, awer eng schwaach Kapazitéit hunn: speziell Schaltungen, Sensoren, Stecker, déi onofhängeg produzéiert kënne ginn: Stroumversuergungen, Dioden, Induktivitéiten, Méischicht-Leiterplatten, isoléiert Drot, Heizkierper.
3) Motor: Dräiphasegen Wiesselstroum a Maschinnen ëmwandelen
◎ Struktur: viischt an hënnescht Ennendeckel, Schuel, Wellen a Lager
◎ Magnéitesch Schaltung: Statorkär, Rotorkär
◎ Circuit: Statorwicklung, Rotorleiter
4) Senderapparat
D'Getriebe oder de Reduktiounsgetriebe transforméiert den Dréimoment, deen vum Motor ausgeginn gëtt, an d'Geschwindegkeet an den Dréimoment, déi vum ganze Gefier gebraucht ginn.
Aart vum Undriffsmotor
D'Undriffsmotore ginn an déi folgend véier Kategorien agedeelt. Am Moment sinn AC-Induktiounsmotoren a Permanentmagnet-Synchronmotoren déi heefegst Aarte vun neien Energie-Elektroautoen. Dofir konzentréiere mir eis op d'Technologie vum AC-Induktiounsmotor a Permanentmagnet-Synchronmotor.
| Gläichstroummotor | Wiesselstroum-Induktiounsmotor | Permanentmagnet Synchronmotor | Schaltende Reluktanzmotor | |
| Virdeel | Méi niddreg Käschten, niddreg Ufuerderunge vum Kontrollsystem | Niddreg Käschten, Breet Leeschtungsofdeckung, Entwéckelt Kontrolltechnologie, Héich Zouverlässegkeet | Héich Leeschtungsdicht, héich Effizienz, kleng Gréisst | Einfach Struktur, niddreg Ufuerderunge vum Kontrollsystem |
| Nodeel | Héich Ënnerhaltsfuerderungen, niddreg Geschwindegkeet, niddregt Dréimoment, kuerz Liewensdauer | Kleng effizient Fläch Niddreg Energiedicht | Héich Käschten Schlecht Ëmweltadaptatioun | Grouss Drehmomentschwankung, héije Schaffgeräisch |
| Applikatioun | Klengt oder Mini-Elektroauto mat niddreger Geschwindegkeet | Elektresch Geschäftsautoen a Persouneautoen | Elektresch Geschäftsautoen a Persouneautoen | Gefier mat Mëschungskraaft |
1) AC Induktiounsasynchronmotor
De Funktionsprinzip vun engem induktiven asynchronen AC-Motor ass, datt d'Wicklung duerch de Statorschlitz an de Rotor leeft: si ass aus dënne Stahlblecher mat héijer magnetescher Leetfäegkeet gestapelt. Den Dräi-Phasen-Stroum leeft duerch d'Wicklung. Nom Faradays elektromagneteschen Induktiounsgesetz gëtt e rotéierend Magnéitfeld generéiert, wat de Grond ass, firwat de Rotor sech dréit. Déi dräi Spullen vum Stator sinn an engem Ofstand vun 120 Grad verbonnen, an de stroumféierende Leeder generéiert Magnéitfelder ronderëm si. Wann d'Dräi-Phasen-Stroumversuergung op dës speziell Anordnung ugewannt gëtt, änneren sech d'Magnéitfelder a verschidde Richtungen mat der Ännerung vum Wiesselstroum zu engem spezifeschen Zäitpunkt, wouduerch e Magnéitfeld mat gläichméisseger Rotatiounsintensitéit generéiert gëtt. D'Rotatiounsgeschwindegkeet vum Magnéitfeld gëtt Synchrongeschwindegkeet genannt. Wann ee sech e zouene Leeder dobannen placéiert, laut dem Faradays Gesetz, well d'Magnéitfeld variabel ass, wäert d'Schleif d'elektromotoresch Kraaft spieren, déi Stroum an der Schleif generéiert. Dës Situatioun ass genee wéi déi stroumféierend Schleif am Magnéitfeld, déi elektromagnetesch Kraaft op der Schleif generéiert, an den Huan Jiang fänkt un ze rotéieren. Mat Hëllef vun engem ähnleche Motor wéi e Schéierkäfeg produzéiert en Dräi-Phasen-Wiesselstroum e rotéierend Magnéitfeld duerch de Stator, an de Stroum gëtt an der Schéierkäfegstang induzéiert, déi vum Endrank kuerzgeschloss gëtt, sou datt de Rotor ufänkt ze rotéieren, dofir gëtt de Motor en Induktiounsmotor genannt. Mat Hëllef vun der elektromagnetescher Induktioun, anstatt direkt mam Rotor verbonnen ze sinn fir Elektrizitéit ze induzéieren, ginn isoléierend Eisenkärflacken am Rotor gefëllt, sou datt dat klengt Eisen e minimale Wirbelstroumverloscht garantéiert.
2) AC-Synchronmotor
De Rotor vun engem Synchronmotor ënnerscheet sech vun deem vun engem Asynchronmotor. De Permanentmagnet ass um Rotor installéiert, deen an Uewerflächenmontéiert an agebett Typ ënnerdeelt ka ginn. De Rotor ass aus Siliziumstahlblech gemaach, an de Permanentmagnet ass agebett. De Stator ass och mat engem Wiesselstroum mat enger Phasendifferenz vun 120 verbonnen, deen d'Gréisst an d'Phas vum Sinuswelle-Wiesselstroum kontrolléiert, sou datt d'Magnéitfeld, dat vum Stator generéiert gëtt, géint dat vum Rotor generéiert ass, an d'Magnéitfeld rotéiert. Op dës Manéier gëtt de Stator vun engem Magnéit ugezunn a rotéiert mam Rotor. Zyklus fir Zyklus gëtt duerch Stator- a Rotorabsorptioun generéiert.
Conclusioun: De Motorundriff fir Elektroautoen ass am Fong Mainstream ginn, awer et ass net eenzeg, mee diversifizéiert. All Motorundriffssystem huet säin eegene komplette Index. All System gëtt an den existente Motorundriff vun Elektroautoen ugewannt. Déi meescht dovunner sinn Asynchronmotoren a Permanentmagnet-Synchronmotoren, anerer probéieren Reluktanzmotoren ze wiesselen. Et ass derwäert ze erwähnen, datt de Motorundriff d'Leeschtungselektroniktechnologie, d'Mikroelektroniktechnologie, d'Digitaltechnologie, d'Automatiksteierungstechnologie, d'Materialwëssenschaft an aner Disziplinnen integréiert, fir déi ëmfaassend Uwendungs- a Entwécklungsperspektive vu verschiddene Disziplinnen ze reflektéieren. Et ass e staarke Konkurrent bei Elektroautomotoren. Fir eng Plaz an der Zukunft vun Elektroautoen anzehuelen, mussen all Zorte vu Motoren net nëmmen d'Motorstruktur optimiséieren, mä och déi intelligent an digital Aspekter vum Steiersystem stänneg exploréieren.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 30. Januar 2023
