순수 전기 자동차의 구조와 디자인은 기존 내연 기관 구동 자동차와 다릅니다.이는 또한 복잡한 시스템 엔지니어링이기도 합니다.최적의 제어 프로세스를 달성하려면 전력 배터리 기술, 모터 구동 기술, 자동차 기술 및 현대 제어 이론을 통합해야 합니다.전기자동차 과학기술 발전 계획에서 중국은 '3개 수직, 3개 수평'의 R&D 레이아웃을 계속 고수하고 있으며, 기술 전환 전략에 따라 '3개 수평'의 공통 핵심 기술에 대한 연구를 더욱 강조하고 있습니다. "순수 전기 구동", 즉 구동 모터 및 제어 시스템, 전원 배터리 및 관리 시스템, 파워트레인 제어 시스템에 대한 연구입니다.각 주요 제조업체는 국가 발전 전략에 따라 자체 사업 개발 전략을 수립합니다.
저자는 신에너지 파워트레인 개발 과정의 핵심 기술을 정리하여 파워트레인의 설계, 테스트, 생산에 대한 이론적 기초와 참고 자료를 제공한다.이 계획은 순수 전기 자동차의 파워트레인에서 전기 구동의 핵심 기술을 분석하기 위해 3개의 장으로 구성됩니다.오늘은 먼저 전기구동기술의 원리와 분류에 대해 소개하겠습니다.
그림 1 파워트레인 개발의 주요 링크
현재 순수 전기차 파워트레인의 핵심 핵심 기술은 다음과 같은 4가지 범주로 구성됩니다.
그림 2 파워트레인의 핵심 핵심 기술
구동 모터 시스템의 정의
차량용 동력 배터리의 상태 및 차량 동력의 요구 사항에 따라 탑재된 에너지 저장 발전 장치에서 출력되는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하고, 그 에너지는 전달 장치를 통해 구동 바퀴에 전달되며 부품 차량의 기계적 에너지는 전기 에너지로 변환되어 차량 브레이크 시 에너지 저장 장치로 다시 공급됩니다.전기 구동 시스템에는 모터, 변속기 메커니즘, 모터 컨트롤러 및 기타 구성 요소가 포함됩니다.전기 에너지 구동 시스템의 기술 매개 변수 설계에는 주로 전력, 토크, 속도, 전압, 감소 전송률, 전원 용량, 출력 전력, 전압, 전류 등이 포함됩니다.
1) 모터 컨트롤러
인버터라고도 하며, 전원 배터리 팩에 입력된 직류 전류를 교류 전류로 변환합니다.핵심 구성요소:
◎ IGBT: 전력 전자 스위치, 원리: 컨트롤러를 통해 IGBT 브리지 암을 제어하여 특정 주파수 및 시퀀스 스위치를 닫아 3상 교류를 생성합니다.전력 전자 스위치를 닫도록 제어함으로써 교류 전압을 변환할 수 있습니다.그런 다음 듀티 사이클을 제어하여 AC 전압이 생성됩니다.
◎ 필름 용량: 필터링 기능;전류 센서: 3상 권선의 전류를 감지합니다.
2) 제어 및 구동 회로: 컴퓨터 제어 보드, IGBT 구동
모터 컨트롤러의 역할은 DC를 AC로 변환하고 각 신호를 수신하여 해당 전력과 토크를 출력하는 것입니다.핵심 구성 요소: 전력 전자 스위치, 필름 커패시터, 전류 센서, 다양한 스위치를 열고 다양한 방향으로 전류를 형성하며 교류 전압을 생성하는 제어 구동 회로.따라서 정현파 교류를 직사각형으로 나눌 수 있습니다.직사각형의 면적은 동일한 높이의 전압으로 변환됩니다.x축은 듀티 사이클을 제어하여 길이 제어를 구현하고 최종적으로 면적의 등가 변환을 구현합니다.이러한 방식으로 DC 전원을 제어하여 컨트롤러를 통해 특정 주파수 및 시퀀스 스위치에서 IGBT 브리지 암을 닫아 3상 AC 전원을 생성할 수 있습니다.
현재 드라이브 회로의 주요 부품은 수입에 의존하고 있습니다. 커패시터, IGBT/MOSFET 스위치 튜브, DSP, 전자 칩 및 집적 회로는 독립적으로 생산할 수 있지만 용량이 약합니다. 특수 회로, 센서, 커넥터 등 독립적으로 생산되는 제품: 전원 공급 장치, 다이오드, 인덕터, 다층 회로 기판, 절연 전선, 라디에이터.
3) 모터: 3상 교류를 기계장치로 변환
◎ 구조 : 전면 및 후면 엔드 커버, 쉘, 샤프트 및 베어링
◎ 자기회로 : 고정자 코어, 회전자 코어
◎ 회로 : 고정자 권선, 회전자 도체
4) 송신장치
기어박스 또는 감속기는 모터가 출력하는 토크 속도를 차량 전체에 필요한 속도와 토크로 변환합니다.
구동모터의 종류
구동 모터는 다음 네 가지 범주로 구분됩니다.현재 AC 유도 모터와 영구 자석 동기 모터는 신에너지 전기 자동차의 가장 일반적인 유형입니다.그래서 우리는 AC유도전동기와 영구자석동기전동기의 기술에 중점을 두고 있습니다.
| DC 모터 | AC 유도 전동기 | 영구자석 동기 모터 | 스위치드 릴럭턴스 모터 | |
| 이점 | 더 낮은 비용, 낮은 제어 시스템 요구 사항 | 저비용, 넓은 전력 커버리지, 제어 기술 개발, 높은 신뢰성 | 높은 전력 밀도, 고효율, 작은 크기 | 간단한 구조, 낮은 제어 시스템 요구 사항 |
| 불리 | 높은 유지보수 요구사항, 저속, 낮은 토크, 짧은 수명 | 작은 효율적인 면적저전력 밀도 | 높은 비용 열악한 환경 적응성 | 큰 토크 변동높은 작동 소음 |
| 애플리케이션 | 소형 또는 미니 저속 전기 자동차 | 전기 사업용 차량 및 승용차 | 전기 사업용 차량 및 승용차 | 혼합 동력 차량 |
1)AC 유도 비동기 모터
AC 유도 비동기 모터의 작동 원리는 권선이 고정자 슬롯과 회전자를 통과한다는 것입니다. 권선은 자기 전도성이 높은 얇은 강판으로 쌓여 있습니다.3상 전기가 권선을 통과합니다.패러데이의 전자기 유도 법칙에 따르면 회전 자기장이 생성되며 이것이 회전자가 회전하는 이유입니다.고정자의 코일 3개는 120도 간격으로 연결되어 있고, 전류가 흐르는 도체는 그 주위에 자기장을 생성합니다.이 특별한 배열에 3상 전원 공급 장치를 적용하면 특정 시간에 교류 전류의 변화에 따라 자기장이 다른 방향으로 변화하여 균일한 회전 강도의 자기장이 생성됩니다.자기장의 회전 속도를 동기 속도라고 합니다.패러데이의 법칙에 따라 닫힌 도체가 내부에 배치되어 있다고 가정하면 자기장은 가변적이므로 루프는 기전력을 감지하여 루프에 전류를 생성합니다.이 상황은 자기장 내 전류 운반 루프와 유사하여 루프에 전자기력을 생성하고 Huan Jiang이 회전하기 시작합니다.농형과 유사한 것을 사용하여 3상 교류는 고정자를 통해 회전 자기장을 생성하고 엔드 링에 의해 단락된 농형 막대에 전류가 유도되어 회전자가 회전하기 시작합니다. 모터를 유도전동기라고 부르는 이유.전기를 유도하기 위해 로터에 직접 연결하는 대신 전자기 유도의 도움으로 절연 철심 플레이크를 로터에 채워 작은 크기의 철이 와전류 손실을 최소화합니다.
2) AC 동기 모터
동기 모터의 회 전자는 비동기 모터의 회 전자와 다릅니다.영구자석은 회전자에 장착되며 표면실장형과 매립형으로 나눌 수 있습니다.로터는 규소강판으로 제작되었으며 영구자석이 내장되어 있습니다.고정자에도 위상차가 120인 교류가 연결되어 있어 정현파 교류의 크기와 위상을 제어하여 고정자에서 생성된 자기장이 회전자에서 생성된 자기장과 반대가 되며, 자기장은 필드가 회전하고 있습니다.이런 방식으로 고정자는 자석에 끌려 회전자와 함께 회전합니다.고정자와 회전자 흡수에 의해 사이클 이후의 사이클이 생성됩니다.
결론: 전기 자동차용 모터 드라이브는 기본적으로 주류가 되었지만 단일성이 아니라 다양화되었습니다.각 모터 구동 시스템에는 고유한 포괄적인 색인이 있습니다.각 시스템은 기존 전기차 구동에 적용된다.대부분은 비동기 모터와 영구자석 동기 모터이며 일부는 릴럭턴스 모터를 전환하려고 시도합니다.모터 드라이브는 전력 전자 기술, 마이크로 전자 기술, 디지털 기술, 자동 제어 기술, 재료 과학 및 기타 분야를 통합하여 여러 분야의 포괄적인 응용 및 개발 전망을 반영한다는 점을 지적할 가치가 있습니다.전기 자동차 모터 분야의 강력한 경쟁자입니다.미래의 전기 자동차에서 자리를 차지하려면 모든 종류의 모터가 모터 구조를 최적화해야 할 뿐만 아니라 제어 시스템의 지능적이고 디지털적인 측면을 지속적으로 탐구해야 합니다.
게시 시간: 2023년 1월 30일
