ייעל את ערכת בקרת המנוע, ומערכת ההנעה החשמלית 48V מקבלת חיים חדשים

המהות של בקרה חשמלית לרכב חשמלי היא בקרת מנוע.במאמר זה, העיקרון של התנעת כוכב-דלתא הנפוץ בתעשייה משמש כדי לייעל את בקרת הרכב החשמלי, כך שמערכת הנעה חשמלית של 48V יכולה להפוך לצורה העיקרית של כוח הנעה מנוע של 10-72KW.הביצועים של הרכב כולו מובטחים, ובמקביל, עלות ההנעה החשמלית של מכוניות קטנות ומכוניות מיני מופחתת מאוד,

במחקר האחרון הבנתי שהשליטה על כלי רכב חשמליים היא בעצם השליטה על המנוע.מכיוון שהידע הכרוך במאמר זה הוא נרחב ומפורט מאוד, אם העיקרון והתהליך של אופטימיזציה של ערכת הבקרה המוטורית מתוארים במלואם בפירוט, לפי ספרי הלימוד הנקראים כעת על ידי המחבר, נקודות הידע מספיקות כדי לייצר מונוגרפיה עם יותר מ-100 עמודים ויותר מ-100,000 מילים.על מנת לאפשר לקוראים במדיה העצמית להבין ולשלוט בשיטת אופטימיזציה כזו בטווח של אלפי מילים.מאמר זה ישתמש בדוגמאות ספציפיות כדי לתאר את תהליך האופטימיזציה של ערכת המנוע של הרכב החשמלי.

הדוגמאות המתוארות כאן מבוססות על Baojun E100, BAIC EC3 ו-BYD E2.רק הפרמטרים הבאים של שני הדגמים צריכים להיות קשורים, ורק בקרת המנוע עוברת אופטימיזציה לאופטימיזציה של מערכת סוללות 48V/144V DC דו-מתח כפול, מנוע AC 33V/99V כפול מתח ומערכת דרייברים של מנוע. .ביניהם, המערכת האלקטרונית הכוחנית של נהג המנוע היא המפתח לכל ערכת האופטימיזציה, והמחבר בוחן אותה בזהירות ובעומק.

במילים אחרות, המנועים של Baojun E100, BAIC EC3 ו-BYD E2 צריכים לעבור אופטימיזציה רק ​​למערכת בקרת מנוע של 29-70KW.מדובר בנציגים של מכונית המיני A00, המכונית הקטנה A0 והמכונית החשמלית הקומפקטית טהורה.מאמר זה ישתמש בשיטת בקרת המנוע הא-סינכרוני התלת-פאזי התעשייתי כדי ליישם אותה על בקרה של מנועי רכב חשמלי באמצעות בקרת מנוע אינדוקציה אסינכרוני תלת-פאזי, V/F+DTC.

בשל מגבלות המקום, מאמר זה לא יסביר את העקרונות של משולש כוכבים וכן הלאה.נתחיל עם כוח המנוע הנפוץ בבקרת מנועים תעשייתיים.המנוע האסינכרוני תלת פאזי 380V הנפוץ הוא 0.18~315KW, ההספק הקטן הוא חיבור Y, ההספק הבינוני הוא חיבור △, וההספק הגבוה הוא מנוע 380/660V.בדרך כלל, מנועי 660V הם המנועים העיקריים מעל 300KW.זה לא שמנועים מעל 300KW לא יכולים להשתמש ב-380V, אלא שהכלכלה שלהם לא טובה.הזרם הוא שמגביל את הכלכלה של המנוע ומעגל הבקרה.בדרך כלל 1 מילימטר מרובע יכול להעביר זרם של 6A.לאחר תכנון מנוע האינדוקציה האסינכרוני התלת-פאזי, נקבע כבל מתפתל המנוע שלו.כלומר, הזרם העובר דרכו נקבע.מנקודת המבט של מנועים תעשייתיים, 500A הוא הערך הגדול ביותר לכלכלתה.

בחזרה למנוע הרכב החשמלי, מתח PWM תלת פאזי של מערכת סוללות 48V הוא 33V.אם הזרם החסכוני של מנוע תעשייתי הוא 500A, הערך החסכוני המרבי של רכב חשמלי 48V הוא כ-27KW עבור מנוע אינדוקציה תלת פאזי.יחד עם זאת, בהתחשב במאפיינים הדינמיים של הרכב, הזמן להגיע לזרם המקסימלי הוא קצר מאוד, בדרך כלל לא יותר מכמה דקות, כלומר, ניתן להפוך 27KW למצב עומס יתר.בדרך כלל מצב עומס היתר הוא פי 2 עד 3 מהמצב הרגיל.כלומר, מצב העבודה הרגיל הוא 9 ~ 13.5KW.

אם נסתכל רק על רמת המתח וקיבולת הזרם.מערכת 48V יכולה להיות בטווח של 30KW בלבד שכן יעילות הנהיגה היא מצב העבודה הטוב ביותר.

עם זאת, ישנן שיטות בקרה רבות עבור מנועים אסינכרוניים תלת פאזיים.לכלי רכב חשמליים טווח רחב של ויסות מהירות (כמעט 0-100%) וטווח בקרת מומנט (כמעט 0-100%).בתנאי הפעלה קשים, רכבים חשמליים משתמשים כיום בעיקר בבקרת VF או DTC.אם מופעלת בקרת כוכב-דלתא, היא עלולה לגרום להשפעה בלתי צפויה.

בבקרה תעשייתית, מתח הבקרה של כוכב-דלתא הוא פי 1.732, וזה צירוף מקרים ולא עיקרון.מערכת 48V לא מגבירה את אפנון תדר PWM כדי להפוך AC 33V, והמנוע שתוכנן לפי רמת המתח של המנוע התעשייתי הוא 57V.אבל אנחנו מתאימים את רמת מתח הבקרה של כוכב-דלתא לפי 3, שזה השורש של 9.אז זה יהיה 99V.

כלומר, אם המנוע מתוכנן כמנוע 99V AC תלת פאזי אסינכרוני עם חיבור דלתא וחיבור 33V Y, ניתן לכוון את מהירות המנוע מ-0 ל-100% בטווח ההספק של 20 עד 72KW תחת חסכוני. תנאים.בדרך כלל המהירות המקסימלית של המנוע היא 12000RPM), ויסות המומנט הוא 0-100%, ואנון התדר הוא 0-400Hz.

אם ניתן לממש ערכת אופטימיזציה כזו, מכוניות מסוג A ומכוניות מיניאטורות יכולות להשיג ביצועים טובים באמצעות מנוע אחד.אנו יודעים שהעלות של מערכת מנוע 48V (בתוך ערך השיא של 30KW) היא כ-5,000 יואן.העלות של ערכת האופטימיזציה במאמר זה אינה ידועה, אך היא אינה מוסיפה חומרים, אלא רק משנה את שיטת הבקרה ומציגה רמות מתח כפולות.גם עליית העלות שלו ניתנת לשליטה.

כמובן, יהיו בעיות חדשות רבות בתוכנית בקרה כזו.הבעיות הגדולות ביותר הן עיצוב המנוע, עיצוב הדרייבר והדרישות הגבוהות מאוד למאפייני הטעינה והפריקה של ערכת הסוללות במתח גבוה.בעיות אלו ניתנות לשליטה ויש פתרונות קיימים.לדוגמה, תכנון מנוע יכול להיפתר על ידי התאמת היחס בין רמות מתח גבוה ונמוך.נדון בו יחד במאמר הבא.