전기 자동차의 전기 구동 시스템의 작동 원리 및 레이아웃 분류

전기 자동차는 고효율, 제로 배출, 환경 친화 성의 장점이 있으며 제어 상태는 외부 세계의 영향을받지 않으며 그 점유율도 증가하고 있습니다. 이 과정에서 전기 상업용 차량도 떠오르고 있습니다. 전기 자동차와 전통적인 현대 자동차의 주요 차이점은 전기 자동차의 구동 모드가 전기 구동으로 변경되었다는 것입니다. 전기 구동 시스템은 주로 구동 모터, 변속기, 전력 변환기 및 컨트롤러의 네 부분으로 나뉩니다. 전기 구동 시스템은 완전히 새로운 에너지 차량의 핵심이며, 이는 경제, 안전, 신뢰성 및 기타 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.

1. 전기 구동 시스템 소개  

새로운 에너지 차량의 구조는 주로 전기 구동 시스템, 섀시 부분, 차체 구조 및 다양한 관련 보조 장치로 구성됩니다. 전기 구동 시스템을 제외하고 나머지 부품의 기능 및 구조 구성은 일반적으로 기존 자동차의 기능과 유사하지만 일부 부품은 선택된 다른 드라이브 방법으로 인해 단순화, 수정 또는 교체되었습니다. 전기 구동 시스템의 구성 및 작업 원리는 그림 1에 나와 있으며, 이는 보조 모듈, 온보드 전원 공급 장치 모듈 및 전기 드라이브 기본 모듈의 세 부분으로 나눌 수 있습니다.

2. 전기 구동 시스템의 레이아웃 분류 및 특성

• 그림과 같이 중앙 전기 구동 어셈블리는 드라이브 모터를 기어 박스와 통합하여 기존 엔진 및 기어 박스를 교체하지만 여전히 기존 차축뿐만 아니라 드라이브 샤프트가 필요합니다. 배열 측면에서, 그것은 전통적인 자동차 파워 트레인과 유사합니다. 또한, 전송 경로는 길고 에너지 손실은 크고 시스템 효율은 낮다. 하단 공간은 대량으로 점유되어 전원 배터리를 배열하기가 어렵습니다. 예를 들어, 그림 3과 같이 독일의 ZF Friedrichshafen AG에 의해 생산 된 Cetrax 유형의 중앙 전기 드라이브 어셈블리는 저층 및 고층 버스에 적합합니다. "플러그 앤 드라이브"설계 접근 방식을 기반으로 Cetrax는 섀시, 전면 및 후면 액슬 또는 차동의 주요 변경없이 현재 차량 플랫폼에 통합 될 수 있습니다. 최대 출력 및 피크 토크는 각각 300kW와 400 nm입니다.

• 통합 된 전기 트랜스 액슬 (병렬/동축/수직 축)은 다이어그램에 표시되며 기존 트랜스 액슬을 전기 모터와 통합하여 감속되고 비틀림으로 증가하여 휠을 구동하는 데 직접 사용됩니다. 이전 변속기 샤프트, 서스펜션 브래킷 및 기타 부품을 절약하여 로딩 비용이 낮습니다. 높은 전송 효율; 공간이 적고 전원 배터리 팩 레이아웃에 더 편리합니다. NVH 측면에서 덜 효과적입니다. 스프링되지 않은 질량은 크고 상쇄되며 전체 차량의 기동성은 높지 않습니다. 예를 들어, 그림 5에 표시된 것처럼 Qingte Group Co., Ltd.가 생성 한 QT130SPE 모델의 2 단 통합 드라이브 액슬은 정격 하중이 13 T 인 49T 트랙터에 적합합니다. 이중 자기 모서리 시프트 체계는 기어 변속을 매끄럽게 만들고 주행 경험이 더 즐겁습니다. 기존 시스템의 통합은 섀시 공간을 효과적으로 방출하고 더 나은 통과 성을 제공합니다.

• 그림에서 볼 수 있듯이 고도로 통합 된 모터, 감속기 및 기존 드라이브 액슬은 변속기 샤프트 및 차동을 취소하고 전자 차동 전송을 채택하기 때문에 변속기 효율이 높습니다. 그리고 공간이 적고 전력 배터리 레이아웃이 더 편리합니다. 그러나, 비 웅덩이 질량은 크며, 이는 전체 차량의 취급에 좋지 않으며 전자 차동 제어는 어렵다. 그림 7에서 볼 수 있듯이 모터 타입은 10m ~ 18m 버스에 적용되는 비동기 모터를 채택하고 최대 전력은 2 × 125 kW, 최대 액슬 하중 질량은 13,000kg이며 컨트롤러 인버터는 통합되지 않습니다. 차축에서 2 단계 감속 메커니즘이 있습니다.

• 도 8에 도시 된 바와 같이, 휠 모터 부분은드라이브 액슬파트 [1], 구동 모터는 바퀴를 직접 구동하는 것이 미래의 개발 방향입니다. 이 드라이브 시스템은 전송 효율이 가장 높으며 경량과 에너지 소비가 낮은 장점이 있습니다. 제동 에너지 복구 효율은 100%에 가깝지만 비용은 높습니다. 모터 크기가 커지면 과열, 디자 그네이션 및 산업 체인 시스템과 같은 문제가 있으며 현재이 분야의 기술은 성숙하지 않습니다. 예를 들어, 그림 9와 같이 네덜란드 회사 전자 변환에 의해 생성 된 인 휠 전기 드라이브 액슬은 배출량이없고, 소유권 비용이 저렴하며, 배터리에서 휠까지 최대 94%의 효율성이 있습니다. 일반 전기 구동 시스템보다 15% 높으며 이동 부품을 줄입니다. 범위는 20% 증가하고 배터리 크기는 20% 감소합니다. 유지 보수, 저렴한 소음, 높은 편안함 및 높은 중복성, 독립적 인 휠 컨트롤은 작은 지역, 높은 공간 활용 및 유연한 제어 모드를 차지하며 12m ~ 18m 버스 및 트럭에 적합하며 광범위한 범위가 있습니다. 응용 프로그램의.

현재, 새로운 에너지 상용 차량을위한 일반적인 유형의 전기 구동 시스템은 주로 중앙 통합 전기 구동 시스템, 휠 사이드 전기 구동축 및 통합 전기 구동 차축입니다. 중앙 통합 동축 전기 드라이브 액슬은 중간 및 대형 트럭과 광대 한 덤프 트럭에 사용됩니다. 휠 측면 전기 액스는 종종 10m 이상의 버스 시리즈에서 사용됩니다. 통합 전기 드라이브 액슬은 종종 트럭과 6m ~ 7m 미니 버스 시리즈에 사용됩니다. 통합 전기 구동 액슬은 평행 축, 동축 및 수직 축의 세 가지 형태로 나뉩니다. 그중에서도 수직 축 통합 전기 구동 액슬의 구동 모터는 수직 각도에서 구동 액슬에 의해 연결되고 구동되며, 쌍곡선 기어 감소 모드가 채택되고 속도 비율이 작고 시스템 전력 밀도가 낮습니다. 평행 샤프트는 전기 구동 액슬과 통합되며 모터 및 구동축은 평행 상태로 배열되며 모터는 멀티 오프 세트입니다. 대부분 원통형 기어 변속기, 대형 속도 비율, 고전력 밀도; 큰 덩어리 덩어리와 오프셋으로 인해 차량 전체의 취급과 편안함이 열악합니다. 국내 통합 전기 구동 액슬은 주로 평행 샤프트 유형을 채택합니다.

중앙 드라이브 시스템과 비교하여, 통합 된 전기 구동 차축은 모터, 감속기, 차동 및 액슬 측면에서 높은 수준의 통합을 갖는다; 자동 변속기의 설계 및 제어 및 전기 구동 시스템의 제어 기술은 어렵다. 섀시는 작은 공간을 차지하며 배터리 배열이 편리합니다. 중앙 구동보다 높은 에너지 회복, 가벼운 무게, 10% ~ 25% 낮으며 전력 소비, 고기 속도, 작은 크기 및 고출력 밀도를 효과적으로 줄일 수 있습니다. 그러나 모터와 기어 박스는 서스펜션 아래에 있으며, 튀김 덩어리는 크며, 이는 차량 취급 및 편안함의 개선에 도움이되지 않습니다. 자동 변속기 설계 및 제어, 전기 구동 시스템 제어 기술 및 상업용 차량 구동 액슬을 개발하기는 어렵습니다. 중앙 구동 시스템의 모터 및 기어 박스는 서스펜션 이상이며, 웅장한 질량은 작고 차량 취급 및 편안함이 높습니다. 자동 변속기를 설계 및 제어하고 전기 구동 시스템을위한 제어 기술을 개발하기는 어렵습니다.

새로운 에너지 대형 트럭의 개발 추세

경제, 통합 및 안전과 같은 주요 요인을 고려할 때 업계의 새로운 에너지 대형 트럭의 개발 및 연구를 통해 경량, 고속, 고효율, 높은 신뢰성 및 높은 전기 구동 시스템의 미래 개발 동향과 결합 된 주요 요소를 고려합니다. 좋은 NVH, 개발 동향새로운 에너지 대형 트럭주로 다음 측면을 포함합니다.

1) 낮은 생산 비용 및 유지 보수 비용이 낮습니다. 새로운 에너지 대형 트럭, 충전 더미, 차량 유지 보수 및 배터리 수명을 매일 사용하려면 일정량의 자본 투자가 필요합니다. 경제 요구 사항을 보장하기 위해 비용 절감 및 유지 보수 비용을 추구하는 것은 새로운 에너지 차량을 홍보하는 주요 목표 중 하나입니다.

2) 전자 제어 시스템의 가벼운 체중 및 모듈성. 자체 질량이 클수록 작동 중에 배터리의 에너지 소비가 높아집니다. 전기 드라이브 시스템은 제어하기 위해 점점 더 복잡한 구성 요소가 필요하며 모듈성은 복잡한 시스템을 더 나은 관리 가능한 모듈로 분해하는 방법입니다. 자체 구조를 가볍게하고 최적화하는 동안 강도 요구 사항을 충족하고 원료의 활용률을 향상시켜야합니다. 고속으로 만들고 모터 토크를 줄입니다. 고효율, 전체 차량의 에너지 소비를 줄입니다.

3) 더 큰 등반 학위와 강력한 전력 성능. 전기 구동 시스템이 제공 할 수있는 전력은 모터 파워 및 배터리 크기와 같은 요소에 의해 제한됩니다. 대형 트럭은 덩어리가 무겁고 부하 용량이 높으며 경사면과 도로 조건 (진흙 투성이, 움푹 들어간 곳 등)을 등반 할 때 전력이 부족합니다.

4) 저 에너지 소비 및 높은 신뢰성. 순항 범위는 새로운 에너지 차량의 중요한 성능 지표 중 하나이며, 새로운 에너지 중도 트럭 운영에 특히 중요합니다. 복잡한 도로 조건 하에서 나머지 마일리지와 에너지 소비량은 모두 신뢰성에 대한 더 높은 요구 사항을 제시합니다. 소비 가능한 구성 요소를 식별하고 전체 시스템의 작업 수명을 높이기 위해 심층적 인 부하 스펙트럼 연구가 수행됩니다. 극한의 작업 조건에서 시뮬레이션 분석 및 테스트 검증의 능력을 강화하십시오.

5) 좋은 운전 경험. 높은 전력 및 토크 밀도를 사용하여 더 나은 가속, 복잡한 도로 조건, 오르막 및 추월 성능을 달성하십시오. 전기 구동 시스템 자체의 NVH를 최적화하여 전체 차량의 NVH 품질을 향상시킵니다.

결론

요약하면, 전기 드라이브의 작업 원칙, 분류 및 특정 제품이 도입 되고이 단계에서 전기 구동 시스템의 구성 및 구현 체계가 간단히 설명됩니다. 전기 자동차의 점진적인 개발로 인해 저가형 제품의 업데이트 및 반복은 성능, 변속기 효율 및 순항 범위를 크게 향상 시켰으며, 이로 인해 다중 속도 변속기가 앞으로 전기 자동차 전송 시스템의 개발 경향이되었습니다. 전기 자동차 및 상업용 자동차 측면에서 전기 구동 시스템의 주요 형태는 휠 사이드 전기 구동축, 통합 전기 구동축 및 중앙 전기 구동 어셈블리입니다. 승용차는 주로 휠 전기 구동 액슬을 사용하고, 트럭은 주로 통합 전기 구동축 또는 중앙 구동 조립품을 사용하며, 대형 트럭은 통합 전기 구동축 또는 중앙 구동 조립품의 형태에 적합합니다. 비교 후, 고급 성능 요구 사항을 충족하고 더 나은 경제적 이점을 달성하기 위해 고속 모터 및 다중 속도 기어 박스의 전반적인 구성을 사용한 전기 구동 시스템 체계는 미래의 개발 추세와 더 일치합니다.

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