Hệ thống ba điện xe năng lượng mới
(pin, động cơ, điều khiển điện tử)
1. Pin
Pin là một ngành liên quan đến hóa học, công nghiệp cơ khí, điều khiển điện tử,… Chìa khóa của pin nằm ở lõi pin. Các vật liệu quan trọng nhất của lõi pin là các điện cực dương và âm, dải phân cách và chất điện phân. Các vật liệu catốt nổi tiếng bao gồm lithium sắt photphat, oxit lithium coban, lithium manganate, ternary và ternary niken cao.
2. Truyền động điện
Bộ truyền động điện bao gồm ba phần: cơ cấu truyền động, động cơ và biến tần. Hiện nay, cơ cấu truyền động của xe điện trong và ngoài nước đều sử dụng bộ giảm tốc một máy, tức là không có ly hợp và không có sự thay đổi tốc độ. Trong tương lai, các công ty xe điện khác nhau sẽ tăng độ phức tạp của cơ cấu truyền động đồng thời giảm nhu cầu về động cơ và bộ biến trở động cơ, tức là cải thiện hiệu suất và giảm chi phí.
Động cơ bao gồm ba phần: stato, rôto và vỏ. Điểm mấu chốt của công nghệ động cơ là stato và rôto. Rôto là động cơ truyền động chính của phương tiện sử dụng năng lượng mới và nó đảm nhận mọi chức năng liên quan đến chuyển động của phương tiện sử dụng năng lượng mới. Động cơ của phương tiện sử dụng năng lượng mới có khả năng quay tiến và lùi. Vòng quay thuận là để lái về phía trước và vòng quay ngược là để lùi.
Khi một phương tiện sử dụng năng lượng mới đang tăng tốc về phía trước, động cơ có mô men xoắn âm. Độ chính xác của mô-men xoắn có nghĩa là tốc độ tăng tốc của phương tiện năng lượng mới. Khi xảy ra lỗi ở mô-men xoắn, phương tiện sử dụng năng lượng mới yêu cầu động cơ tăng tốc và đi được quãng đường sẽ cần một bộ pin tiêu thụ cùng một lượng năng lượng để hoàn thành. Giá thành của ắc quy lớn hơn động cơ nên hiệu suất và hiệu suất của động cơ xe sử dụng năng lượng mới ở mức tối thiểu. Nó quan trọng. Hiện nay, có ba loại chính của hệ thống truyền động động cơ dành riêng cho ô tô: hệ thống truyền động động cơ DC, hệ thống truyền động động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu và hệ thống truyền động động cơ cảm ứng AC.
Động cơ DC được sử dụng rộng rãi nhưng nhược điểm của chúng là hiệu suất thấp, khối lượng lớn, khối lượng lớn và độ tin cậy kém. Thế hệ ô tô điện mới đã dần ngừng sử dụng động cơ này.
Động cơ cảm ứng có khả năng chịu nhiệt độ cao mạnh mẽ và khả năng thích ứng với môi trường tốt hơn! Hiệu quả không thấp và chi phí thấp nhất.
Phạm vi tốc độ cũng rộng nhất nhưng nhược điểm là việc điều khiển hơi phức tạp.
Từ trường của rôto được tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu, giúp tránh hư hỏng do từ hóa.
Tiêu thụ điện năng cao hơn nên hiệu suất cao hơn các động cơ khác! Kích thước và chất lượng nhỏ hơn, bố cục linh hoạt hơn.
Biến tần là thiết bị chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC. Nếu biến tần của xe điện có thể hỗ trợ điện áp cao hơn thì dòng sạc điện áp tương ứng sẽ lớn hơn và công suất lớn hơn. Điều này có nghĩa là việc sạc với cùng dòng điện sẽ mang lại công suất sạc cao hơn. Nó có thể được mở rộng tương ứng, nghĩa là thời gian sạc sẽ được rút ngắn. Nếu điện áp hỗ trợ của biến tần tăng lên, nhiệt lượng do biến tần tạo ra sẽ tăng tương ứng trong quá trình sạc, do đó vấn đề tản nhiệt của mô-đun IGBT trong biến tần cần được giải quyết. Đây là vấn đề then chốt để nâng cao hiệu quả sạc. Hiện nay, Toyota của Nhật Bản đã có những nghiên cứu chuyên sâu hơn, chẳng hạn như ứng dụng công nghệ silicon-carbon.
3. Điều khiển điện tử
Khi thay thế các chức năng của động cơ (hộp số) truyền thống, hiệu suất của động cơ xe năng lượng mới và hệ thống điều khiển điện tử quyết định trực tiếp các chỉ số hiệu suất chính như leo dốc, tăng tốc và tốc độ tối đa của xe điện. Đồng thời, các điều kiện làm việc mà hệ thống điều khiển điện tử phải đối mặt tương đối phức tạp: nó cần có khả năng khởi động và dừng thường xuyên, tăng tốc và giảm tốc, yêu cầu mô-men xoắn cao ở tốc độ/leo dốc thấp, mô-men xoắn thấp ở tốc độ cao và có phạm vi truyền tải lớn; xe hybrid cũng cần xử lý các chức năng đặc biệt như khởi động động cơ, phát điện động cơ và phản hồi năng lượng phanh.
Về mặt điều khiển điện tử, đối với các OEM thông thường, tất cả những gì họ thực sự có quyền kiểm soát là bộ điều khiển phương tiện. Bộ điều khiển phương tiện sử dụng năng lượng mới không khác nhiều so với phương tiện truyền thống và độ chín của nó tương đối cao.
Ngoài ra, mức tiêu thụ năng lượng của động cơ quyết định trực tiếp phạm vi hành trình với dung lượng pin cố định. Vì vậy, hệ thống truyền động xe điện có những yêu cầu đặc biệt về yêu cầu tải trọng, tính năng kỹ thuật và môi trường làm việc:
1. Động cơ dẫn động phải có mật độ năng lượng cao hơn, nhẹ, giá thành thấp, thích ứng với không gian hạn chế bên trong xe và phải có khả năng phản hồi năng lượng để giảm mức tiêu thụ năng lượng của toàn bộ xe;
2. Động cơ truyền động có cả khả năng điều chỉnh tốc độ cao và tốc độ rộng cũng như tốc độ thấp và mô-men xoắn cao để cung cấp tốc độ khởi động cao, hiệu suất leo dốc và hiệu suất tăng tốc tốc độ cao;
3. Hệ thống điều khiển điện tử phải có độ chính xác điều khiển cao, tốc độ phản hồi động cao, đồng thời phải đảm bảo độ an toàn, tin cậy cao.
Là một phần quan trọng của chuỗi công nghiệp xe năng lượng mới, công nghệ và trình độ sản xuất của hệ thống điều khiển điện tử động cơ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và giá thành của xe.