Uus energiasõiduki kolmeelektriline süsteem
(aku, mootor, elektrooniline juhtimine)
1. Aku
Aku on keemia, mehaanikatööstuse, elektroonilise juhtimise jne tööstusharu. Aku võti peitub aku südamikus. Aku südamiku kõige olulisemad materjalid on positiivsed ja negatiivsed elektroodid, eraldaja ja elektrolüüt. Tuntud katoodmaterjalide hulka kuuluvad liitiumraudfosfaat, liitiumkoobaltoksiid, liitiummanganaat, kolmekomponentne ja kõrge niklisisaldusega kolmekomponentne.
2. Elektriajam
Elektriajam koosneb kolmest osast: ülekandemehhanism, mootor ja inverter. Praegu kasutavad elektrisõidukite ülekandemehhanismid nii kodu- kui ka välismaal kõik ühe masinaga aeglustust, see tähendab, et puudub sidur ja kiiruse muutmine. Tulevikus suurendavad erinevad elektrisõidukite ettevõtted ülekandemehhanismi keerukust, vähendades samal ajal nõudlust mootorite ja mootorireostaadi järele, st parandades jõudlust ja vähendades kulusid.
Mootor koosneb kolmest osast: staatorist, rootorist ja korpusest. Mootoritehnoloogia põhipunktid on staator ja rootor. Rootor on uute energiasõidukite peamine veomootor ja see täidab kõiki uute energiasõidukite liikumisega seotud funktsioone. Uue energiasõiduki mootoril on edasi- ja tagasipööre. Edasi-pööramine tähendab edasisõitu ja tagasipööramine tagurdamiseks.
Kui uus energiasõiduk kiirendab edasi, on mootoril negatiivne pöördemoment. Pöördemomendi täpsus tähendab uue energiasõiduki kiirenduse kiirust. Kui pöördemomendis ilmneb viga, vajab uus energiasõiduk, mis nõuab mootori kiirendamist ja läbisõitu, akut, mis tarbib töötamiseks sama palju energiat. Aku maksumus on suurem kui mootori oma, seega on uue energiasõiduki mootori efektiivsus ja jõudlus minimaalsed. See on tähtis. Praegu on autospetsiifilisi mootoriajamisüsteeme kolm peamist kategooriat: alalisvoolumootori ajamisüsteemid, püsimagnetiga sünkroonmootori ajamisüsteemid ja vahelduvvoolu asünkroonmootori ajamisüsteemid.
Alalisvoolumootoreid kasutatakse laialdaselt, kuid nende puuduseks on madal efektiivsus, suur mass, suur maht ja halb töökindlus. Uue põlvkonna elektriautod on selle mootori kasutamise aeglaselt lõpetanud.
Asünkroonmootoritel on tugev kõrge temperatuuritaluvus ja parem kohanemisvõime keskkonnaga! Tõhusus ei ole madal ja maksumus on madalaim.
Kiirusevahemik on ka kõige laiem, kuid miinuseks on see, et juhtimine on veidi keeruline.
Rootori magnetvälja tekitavad püsimagnetid, mis väldib magnetiseerimisest tulenevaid kahjustusi.
Energiatarve on suurem, seega on efektiivsus suurem kui teistel mootoritel! Suurus ja kvaliteet on väiksemad ning paigutus paindlikum.
Inverter on seade, mis muudab alalisvoolu vahelduvvooluks. Kui elektrisõiduki inverter suudab toetada kõrgemat pinget, on vastava pingega laadimisvool suurem ja võimsus suurem. See tähendab, et sama vooluga laadimine toob kaasa suurema laadimisvõimsuse. Seda saab proportsionaalselt suurendada, see tähendab, et laadimisaeg lüheneb. Kui inverteri tugipinget tõsta, suureneb laadimise ajal vastavalt inverteri tekitatav soojus, mistõttu vajab lahendamist IGBT mooduli soojuse hajumise probleem inverteris. See on laadimise tõhususe parandamise võtmeküsimus. Praegu on Jaapani Toyota See uurimus on olnud põhjalikum, näiteks räni-süsiniktehnoloogia rakendamine.
3. Elektrooniline juhtimine
Traditsiooniliste mootorite (käigukasti) funktsioonide asendajana määrab uute energiasõidukite mootorite ja elektrooniliste juhtimissüsteemide jõudlus otseselt elektrisõidukite peamised jõudlusnäitajad, nagu ronimine, kiirendus ja tippkiirus. Samal ajal on elektroonilise juhtimissüsteemi töötingimused suhteliselt keerulised: see peab suutma sageli käivituda ja seisata, kiirendada ja aeglustada, nõuda suurt pöördemomenti madalal kiirusel/ronimisel, väikest pöördemomenti suurtel kiirustel ja suur ülekandeulatus; hübriidsõidukid peavad hakkama saama ka erifunktsioonidega, nagu mootori käivitamine, mootori jõu tootmine ja pidurdusenergia tagasiside.
Elektroonilise juhtimise osas on tavaliste originaalseadmete tootjate jaoks tegelikult ainult sõiduki kontroller. Uute energiasõidukite juhtseade ei erine kuigi palju traditsiooniliste sõidukite omast ja selle küpsus on suhteliselt kõrge.
Lisaks määrab mootori energiatarve fikseeritud aku mahutavusega otseselt sõiduulatuse. Seetõttu on elektrisõidukite ajamisüsteemidel erinõuded koormusnõuete, tehniliste näitajate ja töökeskkonna osas:
1. Veomootor peab olema suurema energiatihedusega, kerge ja madala hinnaga, kohanema sõiduki piiratud siseruumiga ning omama energiatagasisidet, et vähendada kogu sõiduki energiatarbimist;
2. Ajami mootoril on nii kiire ja lai kiiruse reguleerimine kui ka madala kiirusega ja suure pöördemoment, et tagada suur käivituskiirus, ronimisjõudlus ja kiire kiirendus;
3. Elektrooniline juhtimissüsteem peab olema suure juhtimistäpsusega, kõrge dünaamilise reaktsioonikiirusega ning samal ajal tagama kõrge ohutuse ja töökindluse.
Uue energiasõidukite tööstuse ahela olulise osana mõjutavad mootori elektroonilise juhtimissüsteemi tehnoloogia ja tootmistase otseselt sõiduki jõudlust ja maksumust.
