Novo energetsko vozilo s tremi električnimi sistemi
(baterija, motor, elektronsko krmiljenje)
1. Baterija
Baterija je industrija, povezana s kemijo, strojno industrijo, elektronskim nadzorom itd. Ključ do baterije je v jedru baterije. Najpomembnejši materiali jedra baterije so pozitivne in negativne elektrode, separator in elektrolit. Dobro znani katodni materiali vključujejo litijev železov fosfat, litijev kobaltov oksid, litijev manganat, ternarni material in ternarni material z visoko vsebnostjo niklja.
2. Električni pogon
Električni pogon je sestavljen iz treh delov: prenosnega mehanizma, motorja in pretvornika. Trenutno vsi menjalni mehanizmi električnih vozil doma in v tujini uporabljajo zaviranje z enim samim strojem, kar pomeni, da ni sklopke in ni spremembe hitrosti. V prihodnosti bodo različna podjetja za električna vozila povečala zapletenost mehanizma prenosa, hkrati pa zmanjšala povpraševanje po motorjih in reostatu motorja, to je izboljšala zmogljivost in zmanjšala stroške.
Motor je sestavljen iz treh delov: statorja, rotorja in ohišja. Ključni točki motorne tehnologije sta stator in rotor. Rotor je glavni pogonski motor novih energetskih vozil in prevzema vse funkcije, povezane z gibanjem novih energetskih vozil. Motor novega energetskega vozila se vrti naprej in nazaj. Vrtenje naprej pomeni vožnjo naprej, vrtenje nazaj pa vzvratno.
Ko vozilo z novo energijo pospešuje naprej, ima motor negativen navor. Natančnost navora pomeni hitrost pospeševanja vozila z novo energijo. Ko pride do napake v navoru, bo vozilo z novo energijo, ki potrebuje motor za pospeševanje in prevoženo kilometrino, potrebovalo baterijo, ki porabi enako količino energije za dokončanje. Cena baterije je višja od cene motorja, zato sta učinkovitost in zmogljivost novega motorja vozila na energijo minimalni. Pomembno je. Trenutno obstajajo tri glavne kategorije motornih pogonskih sistemov, specifičnih za avtomobile: enosmerni motorni pogonski sistemi, sinhronski motorni pogonski sistemi s trajnimi magneti in pogonski sistemi indukcijskih motorjev na izmenični tok.
Enosmerni motorji so zelo razširjeni, vendar so njihove slabosti nizek izkoristek, velika masa, velik volumen in slaba zanesljivost. Nova generacija električnih avtomobilov je počasi prenehala uporabljati ta motor.
Indukcijski motorji imajo močno odpornost na visoke temperature in boljšo prilagodljivost okolju! Učinkovitost ni nizka, stroški pa najnižji.
Tudi razpon hitrosti je najširši, slabost pa je nekoliko zapleteno upravljanje.
Magnetno polje rotorja ustvarjajo trajni magneti, kar preprečuje poškodbe zaradi magnetizacije.
Poraba energije je večja, zato je učinkovitost večja kot pri drugih motorjih! Velikost in kakovost sta manjši, postavitev pa je bolj prilagodljiva.
Inverter je naprava, ki pretvarja enosmerno napajanje v izmenični tok. Če lahko pretvornik električnega vozila podpira višjo napetost, bo ustrezni napetostni polnilni tok večji in moč večja. To pomeni, da bo polnjenje z enakim tokom povzročilo večjo moč polnjenja. Lahko se sorazmerno poveča, kar pomeni, da se čas polnjenja skrajša. Če se podporna napetost pretvornika poveča, se bo toplota, ki jo ustvari pretvornik, med polnjenjem ustrezno povečala, zato je treba rešiti problem odvajanja toplote modula IGBT v pretvorniku. To je ključno vprašanje za izboljšanje učinkovitosti polnjenja. Trenutno Toyota z Japonske. Ta raziskava je bila bolj poglobljena, kot je uporaba tehnologije silicij-ogljik.
3. Elektronski nadzor
Kot zamenjava tradicionalnih funkcij motorja (menjalnika) zmogljivost novih motorjev za energetska vozila in elektronskih krmilnih sistemov neposredno določa glavne kazalnike učinkovitosti, kot so vzpenjanje, pospeševanje in največja hitrost električnih vozil. Hkrati so delovni pogoji, s katerimi se srečuje elektronski nadzorni sistem, sorazmerno zapleteni: mora biti sposoben pogosto zagnati in ustaviti, pospeševati in zavirati, zahtevati mora visok navor pri nizkih hitrostih/plezanju, nizek navor pri visokih hitrostih in imeti velik razpon prenosa; hibridna vozila morajo upravljati tudi s posebnimi funkcijami, kot so zagon motorja, ustvarjanje moči motorja in povratna informacija o zavorni energiji.
Kar zadeva elektronski nadzor, imajo navadni proizvajalci originalne opreme vse, nad čimer dejansko nadzorujejo, krmilnik vozila. Krmilnik vozil za nova energetska vozila se ne razlikuje zelo od tistega pri tradicionalnih vozilih in njegova zrelost je relativno visoka.
Poleg tega poraba energije motorja neposredno določa doseg križarjenja s fiksno kapaciteto baterije. Zato imajo pogonski sistemi električnih vozil posebne zahteve glede obremenitev, tehnične zmogljivosti in delovnega okolja:
1. Pogonski motor mora imeti višjo energijsko gostoto, dosegati majhno težo in nizke stroške, prilagajati se omejenemu notranjemu prostoru vozila in mora imeti zmožnost povratne informacije o energiji za zmanjšanje porabe energije celotnega vozila;
2. Pogonski motor ima visoko hitrost in široko regulacijo hitrosti ter nizko hitrost in visok navor za zagotavljanje visoke začetne hitrosti, zmogljivosti plezanja in pospeškov pri visokih hitrostih;
3. Elektronski nadzorni sistem mora imeti visoko natančnost krmiljenja, visoko stopnjo dinamičnega odziva in hkrati zagotavljati visoko varnost in zanesljivost.
Tehnologija in stopnja izdelave elektronskega nadzornega sistema motorja kot pomemben del verige industrije novih energetskih vozil neposredno vplivata na zmogljivost in stroške vozila.