Að sitja í kjarna nýs orkubíls slær út rafdrifskerfið, aflgjafa ökutækisins. Fyrir rafgeyma rafknúin farartæki (BEV) þjónar það sem eina drifbúnaðurinn, kemur algjörlega í stað brunahreyfils hefðbundinna eldsneytisbíla og heldur óbætanlegri stöðu. Undir nákvæmri stjórnun mótorstýringarinnar breytir rafdrifskerfið raforku sem geymd er í rafhlöðum í vélrænni orku til að knýja ökutækið áfram, sem gerir hreyfingu áfram, afturábak, hröðun, hraðaminnkun og aðrar akstursaðgerðir.
Hver hluti rafdrifskerfisins vinnur í náinni samhæfingu, líkt og vöðvar og bein manna vinna saman til að framkvæma líkamlegar hreyfingar. Sem kjarnahluti virkar mótorinn sem "vöðvinn" sem ber ábyrgð á aflgjafa, en flutningsbúnaðurinn virkar sem "bein" sem flytur kraft frá mótor til hjóla fyrir sléttan akstur. Fyrir tengi-í tvinn rafknúin ökutæki (PHEV) og rafknúin ökutæki með auknum-sviðum (EREV), er rafall til viðbótar við drifmótorinn. Rafallinn breytir efnaorku úr eldsneyti í raforku með bruna, hitalosun og stækkun; rafmótorinn breytir þessu rafmagni aftur í vélræna orku og skilar því til hjólanna og vinnur í takt við drifmótorinn til að afla ökutækisins.
Samsetning og starfsregla rafdrifskerfisins
1. Kjarnahlutir
Rafdrifskerfið samanstendur aðallega af þremur aðalsamsetningum: drifmótor, mótorstýringu og afstýringartæki.
Drifmótorinn, aflkjarni alls kerfisins, breytir raforku frá rafhlöðunni í snúnings vélræna orku til að skila stöðugu afli fyrir akstur ökutækja.
Mótorstýringin virkar sem "greindur heili" kerfisins. Eftir skipanir sem gefin eru út af ökutækjastjórneiningunni (VCU) stjórnar hún virkni mótorsins nákvæmlega, þar á meðal snúningi fram/aftur, snúningshraða og snúningsmuni.
Minnkinn þjónar sem „togmargfaldari“. Með innri gírsettum lækkar það úttakshraða mótorsins á sama tíma og það eykur tog, skilar nægilegu afli fyrir gangsetningu ökutækis, brekkuklifur og aðrar aðstæður með mikið-tog.
2. Ítarlegt vinnuferli
Þegar þú ræsir nýjan orkubíl og stígur á bensíngjöfina hefst vandað, skipulegt vinnuflæði. Í fyrsta lagi tekur rafstýrikerfið við merki frá VCU og breytir samstundis jafnstraumsútgangi (DC) frá rafhlöðunni í riðstraum (AC), sem virkar sem "straumbreytir" sem breytir DC í AC sem hentar til að knýja mótorinn. Riðstraumurinn rennur síðan inn í drifmótorinn, þar sem rafsegulverkun milli statorvinda og snúðsins kallar fram háhraða snúning - svipað og viftublöðin snúast hratt þegar þau eru knúin - og mynda öfluga vélræna orku.
Há-hraða vélræna snúningsorkan sem mótorinn framleiðir er send í gegnum flutningsbúnaðinn til minnkarsins. Sem nákvæmur „hraðastillir“ dregur lækkarinn niður hraða mótorsins og magnar tog. Eftir þessa aðlögun er vélræn orka afhent hjólin í formi sem er fínstillt fyrir akstur og ýtir ökutækinu mjúklega áfram. Sérhver hluti vinnur óaðfinnanlega saman í gegnum ferlið, eins og tónlistarmenn sem flytja vel-samstillta sinfóníu til að knýja nýja orkutæki.
Gerðir og eiginleikar drifmótora
Sem kjarni rafdrifskerfisins ræður afköst drifmótorsins beint aflmagn ökutækis. Margar mótorgerðir eru víða notaðar í nýjum orkutækjum, hver með einstaka frammistöðu og viðeigandi aðstæður.
(1) Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM)
Fyrirferðarlítil uppbygging PMSM byggir á varanlegum seglum til að mynda stöðugt segulsvið, sem gerir þá að besta vali fyrir flesta bílaframleiðendur þökk sé framúrskarandi frammistöðu.Kostir: Frábært afl og togþéttleiki gerir tafarlausa sterka hröðun kleift; mikil orkubreytingarnýtni lágmarkar aflmissi og eykur á áhrifaríkan hátt aksturssvið ökutækis.Ókostir: Hár framleiðslukostnaður knúinn áfram af dýru sjaldgæfu-varanlegu segulefni úr jörðu; varanlegir seglar hætta á afsegulmyndun við háan hita eða ofstraumsaðstæður, sem draga verulega úr afköstum mótorsins; tiltölulega veik vélræn bygging sem er viðkvæm fyrir skemmdum við erfiðar aðstæður á vegum og mikið álag.
(2) Ósamstilltur (AC Induction) mótor
Starfsregla þess byggir á riðstraumi sem er færður inn í statorvinda til að búa til snúnings segulsvið, sem framkallar straum í snúningsvindum til að mynda rafsegultog og snúa snúningnum.Kostir: Engin hætta á há-hitaafsegulmyndun fyrir stöðugan árangur í heitu umhverfi; einföld uppbygging sem samanstendur af stator, snúningi og legum, sem lækkar framleiðsluerfiðleika og kostnað.Ókostir: Lítil orkubreytingarnýtni með verulegri orku sóun sem hita; lágur aflþéttleiki, sem þýðir minna afköst við sama rúmmál eða þyngd, sem takmarkar afl og þol ökutækis.
(3) Rafmagnsspenntur samstilltur mótor
Ólíkt PMSM, það þarf ytri aflgjafa fyrir örvun. Stilling á stærð og stefnu örvunarstraums stjórnar segulsviðsstyrk og rekstrarstöðu hreyfils.Kostir: Mikil orkuskipti skilvirkni með takmörkuðu orkutapi; frábær samstilltur afköst sem leyfa nákvæma stjórn á hraða og togi mótorsins fyrir stöðugt, nákvæmt afköst, tilvalið fyrir aðstæður sem krefjast stöðugrar aflgjafar.Ókostir: Hár framleiðslukostnaður vegna auka örvunaraflgjafa, flókinna stjórnbúnaðar og flókinnar mótorbyggingar; hár viðhaldskostnaður með fjölmörgum viðkvæmum hlutum sem eykur hættu á bilun og eykur tíma og kostnað við viðgerðir.
(4) Mótor á-hjóli/naf-hlið
Áberandi eiginleiki þess er sjálfstætt drif fyrir hvert einasta hjól, sem opnar fjölbreytta hönnun ökutækja og afköstarmöguleika. Það skiptir auðveldlega á milli fram--, afturhjóla-- og fjórhjóladrifsstillinga, sem skilar framúrskarandi aksturseiginleika og meðhöndlun á mismunandi vegskilyrðum - til dæmis, fjórhjóladrif framleiðir gríðarlegt tog til að sigrast á-vegahindrunum. Það auðveldar einnig samþættingu ýmissa nýrrar orkutækjatækni, sem opnar meira pláss fyrir nýsköpun í iðnaði.Ókostir: Óhóflegur kostnaður sem stafar af miklum tæknilegum hindrunum og flóknum framleiðsluferlum takmarkar fjöldaupptöku í-stærðum stíl; mótorar sem eru festir nálægt hjólum þola mikinn titring og erfiðar aðstæður sem leiða til tíðra bilana og hjólasamstæður verða fyrir miklum skemmdum í árekstrum með dýrum viðgerðum. Auk þess auka mótorar á-hjólum/nafshlið-hliðar ófjöðruðum massa, skerða verulega meðhöndlun ökutækja, akstursþægindi og áreiðanleika fjöðrunar, sem krefjast bjartsýni hönnunar og háþróaðrar tækni til að draga úr göllum.
Skipulagsform rafmagns drifkerfa
(1) Miðra rafdrifssamsetning
Hann samþættir drifmótorinn og gírkassann í sameinaða aflbúnað, sem jafngildir hefðbundnum aflrásum eldsneytisbíla. Dæmigerð dæmi er CeTrax miðlæga rafdrifssamstæðan frá ZF, sem hægt er að samþætta óaðfinnanlega inn í núverandi ökutækispalla án stórra breytinga á undirvagni, fram-/aftanöxlum eða mismunadrifum, sem státar af miklum alhliða eiginleika.Gallar: Langir aflflutningsleiðir búa til marga orkutapspunkta, sem dregur úr heildar skilvirkni kerfisins; það tekur umtalsvert pláss undir bílnum, kreista pláss fyrir rafhlöðuuppsetningu og takmarkar farflugsvið og heildarafköst ökutækis.
(2) Innbyggður rafmagns drifás
Hann sameinar á snjallt hátt hefðbundinn drifás og mótor í skilvirka samþætta afleiningar. Þegar mótorinn snýst fer krafturinn í hægagang og togmögnun áður en hjólum er ekið beint fyrir straumlínulagað, skilvirkt aflflæði.Gallar: Léleg frammistaða í NVH (hávaði, titringur og hörku), með hávaða og titringi sem skerðir akstursþægindi; stór, á móti ófjöðraður massi dregur úr stjórnfærni ökutækis, sem gerir stýringu og stöðugleika viðbragðslausari.
(3) Höf-hlið rafmagns drifás
Það nær mikilli samþættingu með því að sameina mótor, drifrás og hefðbundinn drifás þétt saman í þéttan aflbúnað. Það útilokar skiptingarskafta og vélrænan mismunadrif og notar rafrænt mismunadrif til að auka gírskilvirkni til muna - sem er sambærilegt við beinan þjóðveg án krókaleiða fyrir óhindrað aflgjafa. Það tekur líka lágmarks pláss og losar um nóg pláss fyrir rafhlöðufyrirkomulag.Gallar: Of mikill ófjöðraður massi veldur miklu álagi á fjöðrun og grefur undan sléttleika og sveigjanleika aksturs; rafræn mismunadrifstýring krefst háþróaðrar reiknirit og háþróaðs stjórnkerfis til að samræma snúningshraða hjóla; Ósamkvæmur hjólhraði kemur auðveldlega fram án nákvæmrar stillingar, sem ógnar akstursstöðugleika.
(4) Mótorás á-hjóli
Hann er mjög samþættur í-hjólamótorum og drifásum, þar sem mótorar knýja hjól beint, sem táknar mikilvæga framtíðarþróunarstefnu nýrra orkudrifna ökutækja. Það skilar ofur-mikilli sendingarskilvirkni með lágmarks orkutapi við aflflutning og endurheimtarhlutfall bremsuorku nálgast 100%.
Með stöðugum tækniframförum og nýsköpun er búist við að rafdrifskerfi nái miklum byltingum í skilvirkni, kostnaðarlækkun og aukningu á áreiðanleika, sem veiti sterkari stuðning við útbreiðslu og þróun nýrra orkutækja. Við hlökkum til fleiri nýjunga frá rafdrifskerfum sem leiða iðnaðinn í átt að grænni, snjallari og skilvirkari framtíð. Ekki hika við að skilja eftir athugasemdir með spurningum þínum eða innsýn í rafdrifskerfi og við skulum kanna þetta kraftmikla tæknisvið saman.