Teknologi Teras Pemacu Elektrik untuk
Kenderaan Tenaga Baharu
Sistem pemacu elektrik ialah bahagian teras kenderaan elektrik dan kenderaan hibrid. Komponen utamanya termasuk motor, unit kawalan motor dan pengurang. Komponen ini memainkan peranan yang berbeza dalam sistem pemacu elektrik dan bekerjasama untuk mencapai operasi kenderaan yang cekap dan berprestasi tinggi.
1. Motor
Motor adalah teras sistem pemacu elektrik. Fungsinya adalah untuk menukar keluaran tenaga elektrik oleh bateri kepada tenaga mekanikal untuk mendorong kenderaan ke hadapan. Dalam kenderaan elektrik dan kenderaan hibrid, motor yang biasa digunakan termasuk motor segerak magnet kekal (PMSM), motor aruhan, dan motor keengganan beralih.
1.1 Motor segerak magnet kekal (PMSM)
Motor segerak magnet kekal ialah motor berprestasi tinggi yang cekap yang digunakan secara meluas dalam kenderaan elektrik dan kenderaan hibrid. Ia mencapai operasi motor yang cekap dengan menggunakan magnet kekal untuk menjana medan magnet.
PMSM mempunyai ketumpatan kuasa tinggi, bunyi yang rendah dan penggunaan tenaga yang rendah, dan boleh mencapai kecekapan tinggi dalam julat kelajuan yang luas. Selain itu, strategi kawalan PMSM agak matang dan boleh mencapai kawalan tork dan kelajuan yang tepat.
1.2 Motor aruhan
Motor aruhan ialah motor elektrik yang berfungsi menggunakan prinsip aruhan elektromagnet. Prinsip kerja khusus adalah seperti berikut:
Dalam motor aruhan, arus ulang alik dialirkan melalui stator dan medan magnet berputar dihasilkan melalui belitan stator. Oleh kerana pemutar motor aruhan ialah cakera logam tertutup, apabila medan magnet berputar melalui pemutar, arus pusar teraruh dalam pemutar. Arus pusar ini mencipta medan magnet terbalik yang berinteraksi dengan medan magnet stator untuk menghasilkan tork. Rotor mula berputar dan terus berputar apabila medan magnet berputar berubah. Kelajuan putaran pemutar tidak selaras dengan kekerapan medan magnet berputar, jadi motor aruhan juga dipanggil motor tak segerak.
Dengan mengawal parameter seperti jujukan arus dan fasa dalam stator, kawalan tepat ke atas kelajuan motor aruhan, stereng dan tork boleh dicapai.
Motor aruhan mempunyai kelebihan struktur ringkas, operasi yang boleh dipercayai, penyelenggaraan mudah, dan kos yang agak rendah, dan sesuai untuk kebanyakan aplikasi, seperti perkakas rumah, alat kuasa, jentera perindustrian, dan pengangkutan.
1.3 Motor keengganan bersuis
Prinsip kerja motor keengganan tersuis (SRM) adalah berdasarkan prinsip bahawa fluks magnet sentiasa ditutup di sepanjang laluan kebolehtelapan magnet maksimum. Apabila garis tengah stator dan gigi pemutar tidak bertepatan dan ketelapan magnet tidak maksimum, medan magnet akan menjana daya tarikan magnet dan membentuk tork keengganan, menyebabkan pemutar berputar ke kedudukan kebolehtelapan magnet maksimum. Apabila arus dibekalkan kepada setiap belitan fasa pemegun mengikut turutan, pemutar motor akan berputar selangkah demi selangkah ke arah yang bertentangan dengan urutan fasa bertenaga. Menukar jujukan tenaga setiap fasa stator akan menyebabkan motor bertukar arah. Walau bagaimanapun, perubahan arah aliran arus fasa tidak akan menjejaskan putaran rotor.
Motor keengganan beralih mempunyai kelebihan struktur mudah, kos rendah, kebolehpercayaan yang tinggi, prestasi permulaan yang baik dan prestasi peraturan kelajuan, dan peranti kawalan juga agak mudah. Walau bagaimanapun, dalam aplikasi praktikal, motor keengganan beralih mempunyai kekurangan seperti riak tork yang besar, bunyi yang tinggi, dan keperluan untuk pengesan kedudukan.
2. Unit kawalan motor
Unit kawalan motor ialah komponen utama sistem pemacu elektrik dan bertanggungjawab untuk mengawal dan mengawal selia motor. Fungsi utama unit kawalan motor termasuk: menerima pedal pemecut dan isyarat pedal brek input oleh pemandu, menukar isyarat pedal kepada isyarat elektrik dan menghantarnya kepada pengawal motor; memantau parameter seperti voltan bateri, arus dan suhu untuk memastikan pengawal motor beroperasi normal; mengawal kelajuan dan tork motor untuk mencapai pecutan kenderaan, nyahpecutan, brek dan operasi lain; berkomunikasi dengan pengawal lain melalui bas CAN untuk menyelaraskan sistem kuasa kenderaan, sistem kawalan dan sistem keselamatan, dsb.
Unit kawalan motor terdiri daripada perkakasan dan perisian pengawal. Perkakasan pengawal termasuk mikropengawal, peranti kuasa, litar perlindungan dan antara muka komunikasi, dsb., dan bertanggungjawab untuk merealisasikan penukaran dan kawalan isyarat elektrik. Perisian pengawal bertanggungjawab untuk merealisasikan strategi kawalan motor, diagnosis kerosakan dan fungsi pemprosesan.
3. Pengurang
Pengurang adalah salah satu komponen yang sangat diperlukan dalam sistem pemacu elektrik. Fungsinya adalah untuk mengurangkan kelajuan motor dan meningkatkan tork keluaran. Pengurang biasanya terdiri daripada gear, galas dan pengedap. Bergantung pada struktur dan prestasinya, ia boleh dibahagikan kepada pengurang gear, pengurang gear planet dan pengurang gear cacing.
Dalam kenderaan elektrik dan kenderaan hibrid, pengurang gear planet atau pengurang gear cacing sering digunakan. Pengurangan gear planet mempunyai kecekapan penghantaran yang tinggi dan saiz kecil, dan sesuai untuk kenderaan berkelajuan tinggi. Pengurang gear cacing mempunyai tork keluaran yang lebih besar dan bunyi yang lebih rendah, dan sesuai untuk kenderaan berkelajuan rendah dan muatan tinggi.
Ringkasnya, motor elektrik, unit kawalan motor dan pengurang ialah komponen utama dalam sistem pemacu elektrik yang berfungsi bersama untuk mencapai operasi kenderaan yang cekap dan berprestasi tinggi. Dengan perkembangan teknologi yang berterusan, trend pembangunan teknologi pemacu elektrik masa depan ialah penyepaduan, platformisasi, kecekapan tinggi dan kelajuan yang lebih tinggi. Kemunculan dan perkembangan trend ini akan membawa banyak peluang dan cabaran, dan ia juga perlu memberi perhatian kepada kesan faktor seperti NVH, kos dan kebolehpercayaan.
