Основна технологія чистого електричного автомобіля

Розробка електромобілів повинна розв’язати чотири ключові технології: технологію акумуляторів, технологію моторного приводу та управління, технологію електромобілів і технологію керування енергією.
Технологія акумулятора Акумулятор є джерелом живлення електромобілів, але також є ключовим фактором, який обмежує розвиток електромобілів. Основними показниками ефективності акумуляторів електромобілів є питома енергія (E), щільність енергії (Ed), питома потужність (P), термін служби (L) і вартість (C). Для того, щоб електричні транспортні засоби могли конкурувати з транспортними засобами, що працюють на паливі, ключовим моментом є розробка високоефективних акумуляторів з високою питомою енергією, високою питомою потужністю та тривалим терміном служби.
Поки що батареї для електромобілів були розроблені для 3 поколінь і досягли прориву. Перше покоління — це свинцево-кислотні батареї, наразі переважно свинцево-кислотні батареї з вентильним керуванням (VRLA), завдяки вищій питомій енергії, низькій ціні та високій швидкості розряду, тому це єдина батарея масового виробництва для електромобілів. Друге покоління — це лужні батареї, в основному нікель-кадмієві (NJ-Cd), нікель-метал-гідридні (Ni-MH), сірчано-натрієві (Na/S), літій-іонні (Li-ion) і цинк-повітряні (Zn/Air) та інші акумулятори, його питома енергія та питома потужність вищі, ніж у свинцево-кислотних акумуляторів, тому він значно покращує потужність і запас ходу електромобілів, але його ціна вища, ніж свинцево-кислотні акумулятори. Третє покоління - це батарея на паливних елементах. Паливні елементи безпосередньо перетворюють хімічну енергію палива в електричну енергію, висока ефективність перетворення енергії, вища за енергію та потужність, і можуть контролювати процес реакції, процес перетворення енергії може бути безперервним, тому це ідеальний автомобільний акумулятор, але це все ще знаходиться на стадії розробки, і деякі ключові технології потребують розробки.
Електричний привід і його технологія управління Електродвигун і система приводу є ключовими компонентами електричних транспортних засобів. Для того, щоб електромобілі мали хорошу продуктивність, привідний двигун повинен мати широкий діапазон швидкості, високу швидкість, великий пусковий момент, малий розмір, малий маса, висока ефективність і характеристики динамічного гальмування і енергетичного зворотного зв'язку. В даний час двигуни електромобілів в основному включають двигун постійного струму (DCM), асинхронний двигун (IM), безщітковий двигун з постійними магнітами (PMBLM) і реактивний двигун (SRM).
В останні роки майже всі електричні транспортні засоби, що приводяться в рух асинхронними двигунами, використовують векторне керування та пряме керування крутним моментом. Завдяки прямому управлінню крутним моментом, простій структурі, відмінним характеристикам керування та швидкому динамічному відгуку він дуже підходить для керування електромобілями. Електромобілі, розроблені в Сполучених Штатах і Європі, в основному використовують цей електродвигун. Безщітковий двигун з постійним магнітом можна розділити на систему безщіткового двигуна постійного струму з прямокутною хвилею (BLDCM) і систему безщіткового двигуна постійного струму з синусоїдальною хвилею (PMSM), вони мають високу щільність потужності, а їх режим керування в основному такий самий, як і асинхронний двигун. , тому він широко використовується в електромобілях. Двигун PMSM має високу щільність енергії та ефективність, малий розмір, низьку інерцію та швидку реакцію, що дуже підходить для системи приводу електромобілів та має перспективи застосування. В даний час електромобілі, розроблені Японією, в основному використовують цей електродвигун.
Імпульсно-реактивний двигун (SRM) має такі переваги, як проста та надійна, ефективна робота в широкому діапазоні швидкості та крутного моменту, гнучке керування, чотириквадрантна робота, швидка швидкість реакції та низька вартість. У практичному застосуванні виявлено, що SRM має деякі недоліки, такі як великі коливання крутного моменту, великий шум і потреба в детекторі положення.
З розвитком двигуна та системи приводу система керування має тенденцію бути інтелектуальною та цифровою. Управління змінною структурою, нечітке керування, нейронна мережа, адаптивне керування, експертне керування, генетичний алгоритм та інші технології нелінійного інтелектуального керування будуть окремо або об’єднані в систему керування двигуном електромобіля.
Технологія електромобіля Електромобіль – це високотехнологічний комплексний продукт, крім акумуляторів, двигунів, сам корпус також містить багато технологій, деякі заходи з енергозбереження, ніж покращення ємності накопичувача енергії акумулятора, також легко досягти. Використання легких матеріалів, таких як магній, алюміній, високоякісна сталь і композитні матеріали, оптимізують конструкцію, можуть зменшити масу самого автомобіля на 30%-50%; Рекуперація енергії під час гальмування, спуску та холостого ходу; Радіальна шина високого тиску, виготовлена ​​з високоеластичного уповільнюючого матеріалу, може зменшити опір коченню автомобіля на 50%. Кузов автомобіля, особливо днище автомобіля, більш обтічний, що може зменшити опір повітря автомобіля на 50%.
Технологія енергоменеджменту Акумуляторна батарея є джерелом живлення електромобіля, що накопичує енергію. Щоб отримати дуже хороші енергетичні характеристики, електромобілі повинні мати високу енергію, тривалий термін служби та потужну батарею як джерело живлення. Щоб електромобілі мали хороші робочі характеристики, необхідно систематично керувати акумулятором.
Система енергоменеджменту є інтелектуальним ядром електромобіля. Добре спроектований електромобіль, крім хороших механічних властивостей, продуктивності електроприводу, вибору відповідного джерела енергії (тобто акумулятора), також повинен мати набір координації різних функціональних частин роботи енергії система керування, її роль полягає у визначенні стану заряду окремої батареї або акумуляторної батареї та відповідно до різноманітної інформації датчиків, включаючи команди сили, прискорення та уповільнення, умови дорожнього руху, стан батареї, температуру навколишнього середовища тощо, розумний розподіл і використання обмеженої енергії автомобіля; Він також може вибрати найкращий метод заряджання на основі використання акумуляторної батареї та історії заряджання та розряджання, щоб максимально продовжити термін служби батареї.
Науково-дослідні інститути найбільших виробників автомобілів у світі проводять дослідження та розробку бортових систем управління енергією акумулятора для електромобілів. Скільки електроенергії зараз зберігається в акумуляторі електромобіля та скільки кілометрів можна проїхати, є важливим параметром, який необхідно знати під час експлуатації електромобілів, а також це важлива функція, яку повинна виконувати система управління енергією електромобілів повний. Застосування бортової системи керування енергією електромобіля може точніше спроектувати систему накопичення електроенергії електромобіля, визначити оптимальну структуру зберігання та управління енергією, а також покращити продуктивність самого електромобіля.
Складність досягнення управління енергією в електромобілях полягає в тому, як побудувати більш точну математичну модель, щоб визначити, скільки енергії залишилося в кожній батареї на основі історичних даних, зібраних із напруги, температури, струму заряду та розряду кожної батареї.