Uue energiatarbega tarbesõidukite elektrilise veotelje disain:
Ühe{0}}mootori ja kahe-mootoriga lahenduste võrdlus
Elektrilise veotelje projekteerimise analüüs
1.1 Ülevaade
Uue energiaga tarbesõidukite valdkonnas tsentraliseeritudelektrilised veoteljedon järk-järgult muutunud tööstuse peavooluks tänu oma kõrgele integratsioonitasemele, kergele disainile ja suurele efektiivsusele. Elektrilise veotelje konstruktsioon peab aga põhjalikult arvestama erinevaid töötingimusi, sealhulgas madalal-kiirusel-käivitamist, suurel-kiirusel sõitmist ja ronimist.
Selle artikli eesmärk on uurida põhjalikult elektriliste veotelgede projekteerimise tehnilisi teid, kasutades süstemaatilise analüüsi peamiste sisenemispunktidena reduktori konfiguratsiooni, ühe{0}}mootori lahendusi ja kahe{1} mootoriga lahendusi.
1.2 Reduktorite disaini põhilised kaalutlused
Uute energiatarbega tarbesõidukite elektrilise veotelje konstruktsioonis mängib reduktor kriitilist rolli ja seda peetakse sageli kogu süsteemi "ülekandesõlmeks". Selle disain ei mõjuta mitte ainult jõuülekande tõhusust, vaid mõjutab otseselt ka sõiduki üldist energiatarbimist.
Reduktori disaini määravad kolm põhiaspekti. Esiteks on vähendusastmete arvu valik ülioluline ja seda tuleb paindlikult kohandada vastavalt sõiduki konkreetsetele töötingimustele. Kahe-astme reduktorid on muutunud ideaalseks valikuks tavapäraste rakenduste jaoks,-nagu linnalogistika sõidukid-, tänu nende suurele ülekandeefektiivsusele (95%–96), lihtsale struktuurile ja lühikesele energiaülekandeteele. Võrreldes planetaarsete kanduriülekannetega näitavad kaheastmelised reduktsioonistruktuurid elektriliste veotelgede puhul üldiselt suuremat efektiivsust.
Mitmeastmelised reduktorid, nagu kolme-etapilise või nelja-astmega konstruktsioonid, on tavaliselt pisut madalama ülekandetõhususega, vahemikus 92% kuni 95%, ja neil on keerulisem struktuur. Siiski võivad need pakkuda suuremaid redutseerimisastmeid, et vastata rakenduse erinõuetele. Lisaks saab kombineerituna mitme-kiiruse reduktoriga mootori suure-tõhususega tööpiirkonda veelgi laiendada. Näiteks madalal{10}}kiirusel ronimisel suurendab suurem vähendamisaste pöördemomendi väljundit, samas kui suurel{11}}kiirusel sõitmisel saab energiatarbimise vähendamiseks valida väiksema suhtarvu.
1.3 Ühe-mootoriga lahenduste analüüs
Väikeste tarbesõidukite rakendustes kasutatakse laialdaselt{0}}üksmootoriga konstruktsioone, mida iseloomustab konstruktsiooni lihtsus ja kulutõhusus. See lahendus sobib peamiselt selliste tööstsenaariumide jaoks nagu linnalogistika ja lähijaotus{2}}, kus tippvõimsuse vajadus ei ületa üldjuhul 150 kW.
Ühe mootoriga{0}}süsteemid vastavad tavaliselt sõiduki kiirusnõuetele vahemikus 0–80 km/h. Näiteks BYD T3 elektriajamisüsteem, mis on varustatud 100 kW mootoriga, saavutab NEDC sõiduulatuseks ligikaudu 300 km.
Seoses reduktorite kiiruse astme valikuga jäävad ühe{0}}astmega vähendamise astmed tavaliselt vahemikku 8–12. Näiteks TRi kerge-elektriline veosild tasakaalustab edukalt ronimisvõimet (üle 20%) ja suure-kiiruse efektiivsust, saavutades süsteemi efektiivsuse üle 92%. Mitme-kiiruse reduktoriga kombineerituna suudavad ühe-mootori lahendused pakkuda kõrge pöördemomenti madalatel kiirustel tõusmisel ja raskel{10}}koormuskäivitamisel-, säilitades samal ajal kõrge efektiivsuse reisikiirustel. See lähenemisviis laiendab elektrilise veotelje töövahemikku ja optimeerib jõudlust nii madalal{13}} kui ka suurel{14}}kiirusel.
Siiski on probleeme, sealhulgas ajutine voolukatkestus käiguvahetuse ajal ja käiguvahetusmehhanismide ja diferentsiaaljuhtimisega koordineerimise keerukus.
1.4 Kahe{1}}mootoriga lahenduste omadused
Kahe-mootori konstruktsioon võimaldab võimsuse jaotamise või pöördemomendi vektorstrateegiate kaudu suurepärase väljundvõimsuse erinevates töötingimustes. Kuid need toovad kaasa ka süsteemi keerukuse ja kulude juhtimisega seotud väljakutseid.
Madala kiirusega-töötingimustes saab energiatarbimise vähendamiseks kasutada ühte suure vähendusastmega mootorit. Suure-koormuse tingimustes töötavad topeltmootorid paralleelselt, et pakkuda suurt väljundvõimsust, parandades oluliselt kiirendust ja koormuse{3}}käsitlemist.
±0,1-kraadise nurkeraldusvõimega -täpsed kodeerijad koos koordineeritud juhtimisalgoritmidega tagavad tasakaalustatud pöördemomendi jaotuse kahe mootori vahel ja takistavad tõhusalt rehvide ebaühtlast kulumist. Lisaks sellele kasutab määrdesüsteem kaheahelalist-kontuuri, et tagada iga käigukomplekti sõltumatu soojuse hajumine, tagades-elektrilise veotelje süsteemi pikaajalise stabiilsuse ja töökindluse.
Kokkuvõte
Tsentraliseeritud elektriliste veotelgede tehniline valik varieerub sõltuvalt kasutusstsenaariumidest. Ühe mootoriga-lahendused sobivad oma kompaktse struktuuri ja majanduslike eelistega hästi väikestele-tarbesõidukitele. Kahe-mootoriga lahendused pakuvad suuremat võimsustihedust ja jõudlust, muutes need ideaalseks suure-koormuse või suure jõudlusega{6}}rakenduste jaoks.
Tulevikku vaadates suurendab pidev tehnoloogiline innovatsioon veelgi selle tõhusust, töökindlust ja kohanemisvõimetelektrilised veoteljed, kiirendades uute energiat kasutavate tarbesõidukite edenemist kõrgema elektrifitseerimise taseme suunas.
