بحث گیربکس خودروهای برقی هنوز تمام نشده است

به خوبی شناخته شده است که در معماری خودروهای برقی خالص انرژی جدید، کنترلر VCU خودرو، کنترل کننده موتور MCU و سیستم مدیریت باتری BMS مهمترین فناوری های هسته ای هستند که تأثیر زیادی بر قدرت، اقتصاد، قابلیت اطمینان و ایمنی دستگاه دارند. وسیله نقلیه تأثیر مهم، هنوز محدودیت‌های فنی خاصی در سه سیستم قدرت اصلی موتور، کنترل الکترونیکی و باتری وجود دارد که در مقالات فراوان گزارش شده‌اند. تنها چیزی که ذکر نشده سیستم گیربکس اتوماتیک مکانیکی است که انگار وجود ندارد فقط گیربکس دارد و نمی تواند سر و صدا کند.

در نشست سالانه شاخه فناوری Gear انجمن مهندسین خودرو چین، موضوع گیربکس اتوماتیک برای خودروهای الکتریکی شور و شوق زیادی را در میان شرکت کنندگان برانگیخت. در تئوری، وسایل نقلیه الکتریکی خالص نیازی به گیربکس ندارند، فقط به یک کاهنده با نسبت ثابت نیاز دارند. امروزه بیشتر و بیشتر مردم متوجه می شوند که وسایل نقلیه الکتریکی به گیربکس اتوماتیک نیاز دارند. چرا اینطور است؟ دلیل اینکه سازندگان وسایل نقلیه الکتریکی داخلی بدون استفاده از گیربکس وسایل نقلیه الکتریکی می‌سازند عمدتاً به این دلیل است که مردم در ابتدا به اشتباه متوجه شدند که وسایل نقلیه الکتریکی به گیربکس نیاز ندارند. سپس، مقرون به صرفه نیست. صنعتی شدن گیربکس اتوماتیک خودروهای خانگی هنوز در سطح پایینی قرار دارد و گیربکس اتوماتیک مناسبی برای انتخاب وجود ندارد. بنابراین، "شرایط فنی برای وسایل نقلیه سواری خالص الکتریکی" استفاده از گیربکس اتوماتیک و همچنین محدودیت های مصرف انرژی را تعیین نمی کند. کاهنده نسبت ثابت فقط یک دنده دارد، به طوری که موتور اغلب در یک منطقه کم راندمان قرار می گیرد، که نه تنها انرژی باارزش باتری را هدر می دهد، بلکه باعث افزایش نیاز به موتور کششی و کاهش برد رانندگی وسیله نقلیه می شود. در صورت تجهیز به گیربکس اتوماتیک، سرعت موتور می تواند سرعت کار موتور را تغییر دهد، راندمان، صرفه جویی در انرژی الکتریکی، افزایش برد رانندگی و افزایش توانایی بالا رفتن در دنده های کم سرعت را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

پروفسور شو شیانگ یانگ، معاون دانشکده علوم و مهندسی حمل و نقل دانشگاه بی هانگ در مصاحبه با خبرنگاران گفت: "گیربکس اتوماتیک چند سرعته برای وسایل نقلیه الکتریکی چشم انداز بازار گسترده ای دارد." موتور الکتریکی خودروهای سواری برقی خالص دارای گشتاور کم سرعت زیادی است. در این زمان، موتور راندمان وسیله نقلیه الکتریکی بسیار کم است، بنابراین خودروی الکتریکی هنگام استارت، شتاب گیری و بالا رفتن از شیب های تند با سرعت کم، برق زیادی مصرف می کند. این امر مستلزم استفاده از گیربکس برای کاهش حرارت موتور، کاهش مصرف انرژی، افزایش برد کروز و بهبود دینامیک خودرو است. اگر نیازی به بهبود عملکرد نیرو نباشد، می توان قدرت موتور را کاهش داد تا بیشتر در مصرف انرژی صرفه جویی شود، محدوده کروز بهبود یابد و سیستم خنک کننده موتور برای کاهش هزینه ها ساده شود. با این حال، هنگامی که یک وسیله نقلیه الکتریکی با سرعت کم شروع به کار می کند یا از یک شیب تند بالا می رود، راننده احساس نمی کند که قدرت کافی نیست و مصرف انرژی بسیار زیاد است، بنابراین خودروی الکتریکی خالص به گیربکس اتوماتیک نیاز دارد.

وبلاگ نویس سینا وانگ هواپینگ 99 گفت که همه می دانند که افزایش محدوده رانندگی کلید محبوبیت وسایل نقلیه الکتریکی است. اگر یک وسیله نقلیه الکتریکی مجهز به گیربکس باشد، محدوده رانندگی را می توان با همان ظرفیت باتری حداقل 30 درصد افزایش داد. این دیدگاه توسط نویسنده هنگام برقراری ارتباط با چندین سازنده خودروهای الکتریکی تأیید شد. Qin BYD مجهز به یک گیربکس اتوماتیک دوکلاچه است که به طور مستقل توسط BYD توسعه یافته است که به طور قابل توجهی راندمان رانندگی را بهبود می بخشد. این منطقی است که نصب گیربکس در خودروهای برقی خوب است، اما سازنده ای برای نصب آن وجود ندارد؟ نکته، نداشتن انتقال مناسب است.

اگر فقط عملکرد شتاب خودروهای الکتریکی را در نظر بگیرید، یک موتور کافی است. اگر دنده کمتر و لاستیک های بهتری داشته باشید، می توانید در شروع حرکت به شتاب بسیار بالاتری برسید. بنابراین، عموماً اعتقاد بر این است که اگر یک خودروی الکتریکی دارای گیربکس 3 سرعته باشد، عملکرد نیز به میزان قابل توجهی بهبود می یابد. گفته می شود تسلا نیز چنین گیربکسی را در نظر گرفته است. با این حال، اضافه کردن گیربکس نه تنها هزینه را افزایش می دهد، بلکه باعث کاهش کارایی اضافی نیز می شود. حتی یک گیربکس دوکلاچه خوب فقط می تواند بیش از 90٪ راندمان انتقال را به دست آورد و همچنین باعث افزایش وزن می شود که نه تنها باعث کاهش قدرت می شود، بلکه باعث افزایش مصرف سوخت نیز می شود. بنابراین اضافه کردن گیربکس برای عملکرد فوق العاده که اکثر مردم به آن اهمیتی نمی دهند، غیر ضروری به نظر می رسد. ساختار خودرو یک موتور است که به صورت سری با یک گیربکس متصل است. آیا یک ماشین الکتریکی می تواند این ایده را دنبال کند؟ تاکنون مورد موفقی مشاهده نشده است. قرار دادن آن از گیربکس خودروی موجود بسیار بزرگ، سنگین و گران است و سود آن بیشتر از ضرر است. در صورت وجود نداشتن مناسب، فقط می توان از یک کاهنده با نسبت سرعت ثابت در برابر آن استفاده کرد.

در مورد استفاده از تعویض چند سرعته برای عملکرد شتاب، تحقق این ایده چندان آسان نیست، زیرا زمان تعویض گیربکس بر عملکرد شتاب تاثیر می گذارد و قدرت در طول فرآیند تعویض به شدت کاهش می یابد و در نتیجه شوک تعویض دنده بزرگ که برای کل خودرو مضر است. نرمی و راحتی دستگاه تاثیر منفی خواهد داشت. با نگاهی به وضعیت موجود خودروهای داخلی، مشخص می شود که ایجاد یک گیربکس واجد شرایط دشوارتر از یک موتور احتراق داخلی است. این روند کلی ساده سازی ساختار مکانیکی وسایل نقلیه الکتریکی است. اگر گیربکس قطع شده باشد، باید آرگومان های کافی برای اضافه کردن آن وجود داشته باشد.

آیا می توانیم با توجه به ایده های فنی فعلی تلفن های همراه این کار را انجام دهیم؟ سخت افزار تلفن های همراه در جهت فرکانس بالا و پایین چند هسته ای در حال توسعه است. در عین حال، ترکیب‌های مختلف کاملاً نامیده می‌شوند تا فرکانس‌های مختلف هر هسته را برای کنترل مصرف انرژی بسیج کنند، و این فقط یک هسته با کارایی بالا نیست که تمام راه را پیش می‌برد.

در خودروهای برقی نباید موتور و کاهنده را از هم جدا کنیم، بلکه باید موتور، کاهنده و کنترل کننده موتور را با هم ترکیب کنیم، یک مجموعه دیگر یا چندین مجموعه که بسیار قدرتمندتر و کارآمدتر هستند. . وزن و قیمتش خیلی گرونتر نیست؟

به عنوان مثال BYD E6 را آنالیز کنید، قدرت موتور 90 کیلووات است. اگر به دو موتور 50 کیلووات تقسیم شود و در یک درایو ترکیب شود، وزن کل موتور مشابه است. این دو موتور روی یک کاهنده ترکیب می شوند و وزن فقط کمی افزایش می یابد. علاوه بر این، اگرچه کنترل کننده موتور موتورهای بیشتری دارد، جریان کنترل شده بسیار کمتر است.

در این مفهوم، مفهومی اختراع شد، که در کاهش دهنده سیاره ای سروصدا ایجاد کرد، یک موتور A را به چرخ دنده خورشیدی متصل کرد و چرخ دنده حلقه بیرونی را برای اتصال یک موتور B دیگر حرکت داد. از نظر ساختار می توان این دو موتور را به صورت جداگانه تهیه کرد. نسبت سرعت، و سپس از کنترل کننده موتور برای فراخوانی دو موتور استفاده کنید، این فرض وجود دارد که موتور زمانی که نمی چرخد ​​عملکرد ترمز دارد. در تئوری چرخ دنده های سیاره ای، دو موتور روی یک کاهنده نصب می شوند و نسبت سرعت آنها متفاوت است. موتور A با نسبت سرعت زیاد، گشتاور زیاد و سرعت آهسته انتخاب می شود. سرعت موتور B از سرعت کم بیشتر است. شما می توانید موتور را به دلخواه انتخاب کنید. سرعت دو موتور متفاوت است و ربطی به هم ندارد. سرعت دو موتور به طور همزمان روی هم قرار می گیرد و گشتاور مقدار متوسط ​​گشتاور خروجی دو موتور است.

در این اصل می توان آن را به بیش از سه موتور گسترش داد و در صورت نیاز می توان عدد را تنظیم کرد و در صورت معکوس شدن یک موتور (موتور القایی AC قابل استفاده نیست) سرعت خروجی روی هم قرار می گیرد و برای برخی از سرعت های کند، باید افزایش یابد ترکیب گشتاور به خصوص برای خودروهای الکتریکی SUV و خودروهای اسپرت بسیار مناسب است.

با استفاده از گیربکس چند سرعته اتوماتیک، ابتدا دو موتور BYD E6 را تجزیه و تحلیل کنید، قدرت موتور 90 کیلووات است، اگر به دو موتور 50 کیلووات تقسیم شود و در یک درایو ترکیب شود، موتور A می تواند 60 کیلومتر بر ساعت کار کند. و موتور B می تواند 90 کیلومتر بر ساعت کار کند، دو موتور می توانند همزمان 150 کیلومتر بر ساعت کار کنند. ①اگر بار سنگین است، از موتور A برای شتاب گیری استفاده کنید و وقتی به 40 کیلومتر بر ساعت رسید، موتور B را اضافه کنید تا سرعت افزایش یابد. این ساختار دارای یک ویژگی است که سرعت روشن، خاموش، توقف و چرخش دو موتور درگیر یا محدود نخواهد شد. هنگامی که موتور A دارای سرعت مشخصی است اما کافی نیست، موتور B را می توان در هر زمان به افزایش سرعت اضافه کرد. ②موتور B را می توان با سرعت متوسط ​​بدون بار استفاده کرد. برای رفع نیاز فقط از یک موتور می توان برای سرعت های متوسط ​​و پایین استفاده کرد و برای بارهای پرسرعت و سنگین تنها از دو موتور به طور همزمان استفاده می شود که باعث کاهش مصرف انرژی و افزایش برد کروز می شود.

در طراحی کل خودرو، تنظیم ولتاژ بخش مهمی است. قدرت موتور محرک خودروی الکتریکی بسیار زیاد است و ولتاژ آن بالای 300 ولت است. هزینه بالا است، زیرا هر چه ولتاژ مقاومت قطعات الکترونیکی بالاتر باشد، هزینه بالاتری نیز دارد. بنابراین، اگر سرعت مورد نیاز بالا نیست، یک ولتاژ پایین را انتخاب کنید. یک ماشین کم سرعت از یک ماشین کم ولتاژ استفاده می کند. آیا یک ماشین کم سرعت می تواند با سرعت بالا حرکت کند؟ پاسخ مثبت است، حتی اگر خودروی کم سرعت باشد، تا زمانی که چندین موتور با هم استفاده شود، سرعت روی هم بیشتر خواهد بود. در آینده، هیچ تمایزی بین خودروهای پرسرعت و کم وجود نخواهد داشت، فقط خودروهای فشار قوی و کم و پیکربندی وجود خواهد داشت.

به همین ترتیب، هاب را نیز می توان به دو موتور مجهز کرد و عملکرد مانند بالا است، اما توجه بیشتری به طراحی شده است. از نظر کنترل الکترونیکی تا زمانی که از حالت تک انتخابی و اشتراکی استفاده می شود، سایز موتور با توجه به نیاز طراحی می شود و برای خودروهای میکرو، خودروهای تجاری، دوچرخه های برقی، موتورسیکلت های برقی و ... مناسب است. .، مخصوصا برای کامیون های برقی. بین بار سنگین و بار سبک تفاوت زیادی وجود دارد. گیربکس اتوماتیک دنده ای وجود دارد.

استفاده از بیش از سه موتور نیز برای ساخت بسیار ساده است و توزیع نیرو باید مناسب باشد. با این حال، کنترل کننده ممکن است پیچیده تر باشد. هنگامی که یک کنترل انتخاب می شود، به طور جداگانه استفاده می شود. حالت رایج می تواند AB، AC، BC، ABC چهار آیتم، در مجموع هفت آیتم باشد که به عنوان هفت سرعت قابل درک است و نسبت سرعت هر آیتم متفاوت است. مهمترین چیز در حال استفاده کنترلر است. رانندگی کنترلر ساده و مشکل است. همچنین نیاز به همکاری با کنترلر VCU خودرو و کنترلر BMS سیستم مدیریت باتری برای هماهنگی با یکدیگر و کنترل هوشمندانه دارد که کنترل آن را برای راننده آسان می کند.

از نظر بازیابی انرژی، در گذشته، اگر سرعت موتور تک موتور خیلی زیاد بود، موتور سنکرون آهنربای دائم دارای ولتاژ خروجی 900 ولت در 2300 دور در دقیقه بود. اگر سرعت خیلی زیاد بود، کنترلر آسیب جدی می دید. این سازه نیز جنبه منحصر به فردی دارد. انرژی را می توان به دو موتور تقسیم کرد و سرعت چرخش آنها خیلی زیاد نخواهد بود. در سرعت بالا، دو موتور به طور همزمان برق تولید می کنند، در سرعت متوسط، موتور B برق تولید می کند و در سرعت پایین، موتور A برق تولید می کند تا تا حد امکان بازیابی شود. انرژی ترمز، ساختار بسیار ساده است، نرخ بازیابی انرژی را می توان تا حد امکان در منطقه با راندمان بالا تا حد ممکن بهبود بخشید، در حالی که یدکی در منطقه کم راندمان است، چگونه می توان بالاترین راندمان بازخورد انرژی را تحت چنین شرایطی به دست آورد. محدودیت‌های سیستم، در عین حصول اطمینان از ترمز، ایمنی و انعطاف‌پذیری انتقال فرآیند از نکات طراحی استراتژی کنترل بازخورد انرژی است. این بستگی به کنترلر هوشمند پیشرفته دارد که از آن به خوبی استفاده کند.

از نظر اتلاف گرما، اثر اتلاف حرارت چند موتور به طور قابل توجهی بیشتر از یک موتور است. یک موتور از نظر اندازه بزرگ است، اما حجم موتورهای متعدد پراکنده است، سطح آن بزرگ است و گرما سریع است. به ویژه کاهش دما و صرفه جویی در مصرف انرژی بهتر است.

اگر در حال استفاده باشد، در صورت خرابی موتور، موتور غیر معیوب همچنان می تواند ماشین را به مقصد برساند. در واقع، هنوز مزایایی وجود دارد که کشف نشده است. زیبایی این فناوری در همین است.

از این منظر، کنترلر VCU خودرو، کنترل کننده موتور MCU و سیستم مدیریت باتری BMS نیز باید بر این اساس بهبود یابد، بنابراین سبقت گرفتن از یک پیچ برای خودروی برقی رویایی نیست!