Trzy elektryki pojazdów nowej energii (silnik)
Obecnie, wraz z dynamicznie rozwijającym się przemysłem nowych pojazdów energetycznych, technologia badań i rozwoju nowych pojazdów energetycznych jest stale udoskonalana. Ponieważ trzy główne części pojazdów na nowe źródła energii, akumulatory, silniki i elektroniczne elementy sterujące determinują działanie pojazdów na nowe źródła energii. Silniki, stanowiące rdzeń pojazdów elektrycznych, pełnią funkcję silników tradycyjnych pojazdów spalinowych, które bezpośrednio determinują napęd pojazdów elektrycznych.
Definicja silnika.
Silnik napędowy jest podstawowym elementem urządzenia napędowego pojazdów nowych źródeł energii. Jest stosowany w różnych pojazdach nowej energii i bezpośrednio wpływa na osiągi całego pojazdu. Silnik pojazdów nowej energii to maszyna, która może przekształcić energię elektryczną zasilacza w energię mechaniczną, a energię mechaniczną w energię elektryczną. Kiedy energia elektryczna jest przekształcana w energię mechaniczną, silnik wykazuje charakterystykę roboczą silnika; gdy energia mechaniczna jest przekształcana w energię elektryczną, silnik wykazuje charakterystykę roboczą generatora.
Silnik składa się z trzech części: stojana, wirnika i obudowy. Kluczowymi elementami technologii silników są stojan i wirnik. Podejmuje wszelkie funkcje związane z prowadzeniem pojazdów nowych źródeł energii. Silnik pojazdów nowej energii ma obroty do przodu i do tyłu. Obrót do przodu oznacza jazdę do przodu, a obrót do tyłu oznacza cofanie. Musi także mieć szeroki zakres regulacji prędkości i może działać jako generator w warunkach odzyskiwania energii.
Klasyfikacja silników.
Istnieją cztery typy silników do pojazdów nowej generacji: silniki z napędem prądu stałego, silniki z napędem indukcyjnym prądu przemiennego, synchroniczne silniki napędowe prądu przemiennego z magnesami trwałymi i silniki z napędem reluktancyjnym z przełączaniem. Wśród nich synchroniczny silnik napędowy z magnesami trwałymi prądu przemiennego jest najczęściej stosowany w pojazdach nowych źródeł energii.
1. Silnik napędowy prądu stałego
Silnik napędowy prądu stałego charakteryzuje się dobrą regulacją prędkości, dużym momentem rozruchowym, prostym sterowaniem i niskim kosztem sterownika, ale ma niską gęstość mocy, dużą objętość masy, a części takie jak szczotki i przekładnie kierownicze wewnątrz silnika są łatwe w noszeniu i charakteryzują się niską niezawodnością i trudna konserwacja. Dlatego też stopień wykorzystania silników napędowych prądu stałego w pojazdach elektrycznych jest coraz niższy.
2. Indukcyjny silnik napędowy prądu przemiennego
Indukcyjny silnik napędowy prądu przemiennego ma prostą konstrukcję, solidną konstrukcję, dobrą niezawodność i jest bardzo łatwy w utrzymaniu. Jednakże indukcyjny silnik napędowy prądu przemiennego nie może być bezpośrednio napędzany prądem stałym. Do konwersji prądu stałego na prąd przemienny o regulowanej częstotliwości i amplitudzie wymagany jest konwerter mocy. Przetwornica mocy będzie powodować harmoniczne i szumy wyższego rzędu, a silnik indukcyjny prądu przemiennego ma duży prąd roboczy i niższy stopień wykorzystania energii niż silnik z magnesami trwałymi ze względu na istnienie prądu wzbudzenia. Dlatego wskaźnik wykorzystania krajowych pojazdów elektrycznych nie jest wysoki.
3. Synchroniczny silnik napędowy z magnesami trwałymi prądu przemiennego
Synchroniczny silnik napędowy prądu przemiennego z magnesami trwałymi ma wirnik z magnesami trwałymi i nie ma cewki wzbudzenia. W porównaniu z silnikiem indukcyjnym konstrukcja wirnika jest bardziej solidna, objętość jest mniejsza, konstrukcja jest prostsza i nie ma utraty wzbudzenia. Wydajność jest wysoka, gęstość mocy silnika jest duża, a masa i objętość są małe. Pulsacja jest niewielka, wibracje są lekkie i nie jest łatwo wygenerować hałas. Dźwięk jest słaby. Jednocześnie ma szeroki słaby zakres magnetyczny i wysoką wydajność przeciążenia momentu obrotowego. Dlatego też krajowe pojazdy elektryczne nowej energii często korzystają z silników napędowych prądu przemiennego z magnesami trwałymi przy wyborze silników napędowych.
4. Przełączany silnik napędowy reluktancyjny
Silnik napędowy przełączany reluktancyjny ma bardzo prostą konstrukcję i bardzo wysoką niezawodność. Zakres dopuszczalnych błędów jest również duży, sterowanie jest proste, a koszt sterownika niski. Jednak w rzeczywistym użyciu silnik napędowy z przełączaniem reluktancyjnym będzie generował dużo hałasu, dlatego bardzo niewiele samochodów korzysta z tego silnika napędowego.
W pojazdach elektrycznych o niskiej prędkości częściej stosuje się silniki prądu stałego. Silniki prądu stałego są również najwcześniejszymi silnikami stosowanymi w pojazdach elektrycznych. Jednak wraz z rozwojem technologii elektronicznej, technologii produkcji mechanicznej i technologii automatycznego sterowania, silniki prądu przemiennego wykazały lepszą wydajność niż silniki prądu stałego, dlatego stopniowo zastępowały silniki prądu stałego.
Mechaniczne urządzenie przekładniowe
Mechaniczne urządzenie transmisyjne to urządzenie, które przenosi energię mechaniczną wydawaną przez silnik na koła. Ponieważ silniki na ogół mają dobrą wydajność regulacji prędkości, obecne mechaniczne przekładnie są na ogół mechanizmami redukującymi przełożenie o stałej prędkości i nie wymagają już przekładni.
Obecnie silniki i mechaniczne urządzenia transmisyjne są zasadniczo zintegrowane elektromechanicznie, co pozwala osiągnąć wyższą wydajność przekładni, lepszą niezawodność, mniejszą wagę i mniejsze rozmiary.
