הדיון על תיבת הילוכים לרכב חשמלי עדיין לא הסתיים

ידוע היטב כי בארכיטקטורה של רכבים חשמליים טהורים אנרגיה חדשה, בקר הרכב VCU, בקר המנוע MCU ומערכת ניהול הסוללות BMS הם טכנולוגיות הליבה החשובות ביותר, בעלות השפעה רבה על הכוח, החסכון, האמינות והבטיחות של רֶכֶב. השפעה חשובה, עדיין ישנם אילוצים טכניים מסוימים בשלוש מערכות הכוח המרכזיות של מנוע, בקרה אלקטרונית וסוללה, אשר מדווחים במאמרים מכריעים. הדבר היחיד שלא מוזכר הוא מערכת ההילוכים האוטומטית המכנית, כאילו היא לא קיימת, יש רק תיבת הילוכים, והיא לא יכולה לעשות רעש.

במפגש השנתי של ענף הטכנולוגיה Gear של האגודה הסינית למהנדסי רכב, נושא הילוכים אוטומטיים לרכבים חשמליים עורר התלהבות רבה בקרב המשתתפים. בתיאוריה, רכבים חשמליים טהורים לא צריכים תיבת הילוכים, רק מפחית עם יחס קבוע. כיום, יותר ויותר אנשים מבינים שכלי רכב חשמליים זקוקים לתיבות הילוכים אוטומטיות. למה זה הסיבה לכך שיצרני רכב חשמליים מקומיים מייצרים רכבים חשמליים ללא שימוש בתיבות הילוכים היא בעיקר בגלל שאנשים הבינו תחילה לא נכון שכלי רכב חשמליים אינם זקוקים להילוכים. לאחר מכן, זה לא חסכוני; התיעוש של תיבת הילוכים אוטומטית לרכב מקומי עדיין ברמה נמוכה, ואין הילוכים אוטומטיים מתאימים לבחירה. לפיכך, "התנאים הטכניים לרכבי נוסעים חשמליים טהור" אינם קובעים שימוש בתיבות הילוכים אוטומטיות, וכן אינו קובע את גבולות צריכת האנרגיה. למפחית היחס הקבוע יש רק הילוך אחד, כך שהמנוע נמצא לרוב באזור בעל יעילות נמוכה, מה שלא רק מבזבז אנרגיית סוללה יקרה, אלא גם מגדיל את הדרישות למנוע המתיחה ומצמצם את טווח הנסיעה של הרכב. אם מצויד בתיבת הילוכים אוטומטית, מהירות המנוע יכולה לשנות את מהירות העבודה של המנוע, לשפר מאוד את היעילות, לחסוך באנרגיה חשמלית, להגדיל את טווח הנסיעה ולהגדיל את יכולת הטיפוס בהילוכים מהירים.

פרופסור שו שיאנגיאנג, סגן דיקן בית הספר למדעים והנדסת תחבורה, אוניברסיטת בייהאנג, אמר בראיון לכתבים: "לתיבת ההילוכים האוטומטית מרובת הילוכים לכלי רכב חשמליים יש סיכויי שוק רחבים". המנוע החשמלי של רכבי נוסעים חשמליים טהורים הוא בעל מומנט גדול במהירות נמוכה. בשלב זה, המנוע יעילות הרכב החשמלי נמוכה ביותר, כך שהרכב החשמלי צורך הרבה חשמל בעת התנעה, האצה וטיפוס על מדרונות תלולים במהירות נמוכה. זה מצריך שימוש בתיבות הילוכים כדי להפחית את חום המנוע, להפחית את צריכת האנרגיה, להגדיל את טווח השיוט ולשפר את הדינמיקה של הרכב. אם אין צורך לשפר את ביצועי הכוח, ניתן להפחית את עוצמת המנוע כדי לחסוך עוד יותר באנרגיה, לשפר את טווח השיוט ולפשט את מערכת הקירור של המנוע כדי להפחית עלויות. אולם כאשר רכב חשמלי מתניע במהירות נמוכה או מטפס במדרון תלול, הנהג לא ירגיש שההספק אינו מספיק וצריכת האנרגיה גבוהה במיוחד, כך שהרכב החשמלי הטהור זקוק לתיבת הילוכים אוטומטית.

הבלוגר של Sina Wang Huaping 99 אמר שכולם יודעים שהרחבת טווח הנסיעה היא המפתח לפופולריות של כלי רכב חשמליים. אם רכב חשמלי מצויד בתיבת הילוכים, ניתן להרחיב את טווח הנסיעה ב-30% לפחות עם אותה קיבולת מצבר. נקודת מבט זו אושרה על ידי המחבר בעת תקשורת עם מספר יצרני רכב חשמליים. ה-Qin של BYD מצוידת בתיבת הילוכים אוטומטית כפולת מצמדים שפותחה באופן עצמאי על ידי BYD, מה שמשפר משמעותית את יעילות הנהיגה. מובן מאליו שטוב להתקין תיבת הילוכים ברכבים חשמליים, אבל אין יצרן שיתקין אותה? הנקודה היא שאין את השידור הנכון.

אם לוקחים בחשבון רק את ביצועי ההאצה של כלי רכב חשמליים, מספיק מנוע אחד. אם יש לך הילוך נמוך יותר וצמיגים טובים יותר, תוכל להשיג תאוצה הרבה יותר גבוהה בהתחלה. לכן, נהוג לחשוב שאם לרכב חשמלי יש תיבת 3 הילוכים, גם הביצועים ישתפרו משמעותית. אומרים שגם טסלה שקלה תיבת הילוכים כזו. עם זאת, הוספת תיבת הילוכים לא רק מגדילה את העלות, אלא גם מביאה לאובדן יעילות נוסף. אפילו תיבת הילוכים כפולת מצמד טובה יכולה להשיג רק יותר מ-90% יעילות הילוכים, והיא גם מגדילה את המשקל, מה שלא רק יפחית את ההספק, גם יגדיל את צריכת הדלק. אז נראה מיותר להוסיף תיבת הילוכים לביצועים קיצוניים שלרוב האנשים לא אכפת מהם. מבנה המכונית הוא מנוע המחובר בסדרה עם תיבת הילוכים. האם מכונית חשמלית יכולה לעקוב אחר הרעיון הזה? עד כה לא נראה מקרה מוצלח. הכנסתו מתיבה הקיימת לרכב היא גדולה מדי, כבדה ויקרה מדי, והרווח עולה על ההפסד. אם אין מתאים, ניתן להשתמש נגדו רק במפחית עם יחס מהירות קבוע.

באשר לשימוש בהעברת הילוכים מרובת הילוכים לביצועי האצה, רעיון זה לא כל כך קל למימוש, מכיוון שזמן ההחלפה של תיבת ההילוכים ישפיע על ביצועי ההאצה, וההספק יקטן בחדות במהלך תהליך ההחלפה, וכתוצאה מכך הלם משמרת גדול, המזיק לכל הרכב. החלקות והנוחות של המכשיר ישפיעו לרעה. כשמסתכלים על הסטטוס קוו של מכוניות ביתיות, ידוע שקשה יותר ליצור תיבת הילוכים מוסמכת מאשר מנוע בעירה פנימית. זוהי המגמה הכללית לפשט את המבנה המכני של כלי רכב חשמליים. אם תיבת ההילוכים נותקה, חייבים להיות מספיק טיעונים כדי להוסיף אותה בחזרה.

האם נוכל לעשות זאת על פי הרעיונות הטכניים הנוכחיים של טלפונים ניידים? החומרה של טלפונים ניידים מתפתחת בכיוון של תדר גבוה ונמוך רב ליבות. יחד עם זאת, שילובים שונים נקראים בצורה מושלמת לגייס תדרים שונים של כל ליבה כדי לשלוט בצריכת החשמל, וזה לא רק ליבה אחת בעלת ביצועים גבוהים שהולכת עד הסוף.

ברכבים חשמליים אין להפריד בין המנוע למפחית אלא לשלב את המנוע, המפחית ובקר המנוע ביחד, סט אחד נוסף, או מספר סטים, שהם הרבה יותר חזקים ובעלי ביצועים. . האם המשקל והמחיר לא הרבה יותר יקרים?

נתח, למשל, BYD E6, הספק המנוע הוא 90KW. אם הוא מחולק לשני מנועים של 50KW ומשולבים לכונן אחד, המשקל הכולל של המנוע דומה. שני המנועים משולבים על מפחית, והמשקל רק יגדל מעט. חוץ מזה, למרות שלבקר המנוע יש יותר מנועים, הזרם הנשלט הרבה פחות.

בתפיסה זו הומצא קונספט המעורר רעש על המפחית הפלנטרי, חיבור מנוע A לגלגל השמש ומניע את גלגל השיניים החיצוני לחיבור מנוע B אחר. מבחינת המבנה, ניתן להשיג את שני המנועים בנפרד. יחס המהירות, ולאחר מכן השתמש בבקר המנוע כדי לקרוא לשני המנועים, יש הנחה שלמנוע יש פונקציית בלימה כאשר הוא אינו מסתובב. בתיאוריה של גלגלי שיניים פלנטריים, שני מנועים מותקנים על אותו מפחית, ויש להם יחסי מהירות שונים. המנוע A נבחר עם יחס מהירות גדול, מומנט גדול ומהירות איטית. המהירות של מנוע B מהירה מהמהירות הקטנה. אתה יכול לבחור את המנוע כרצונך. המהירות של שני המנועים שונה ואינה קשורה זה לזה. המהירות של שני המנועים מושפעת בו-זמנית, והמומנט הוא הערך הממוצע של מומנט המוצא של שני המנועים.

בעקרון זה, ניתן להרחיב אותו ליותר משלושה מנועים, וניתן להגדיר את המספר לפי הצורך, ואם מנוע אחד הפוך (מנוע אינדוקציה AC אינו ישים), מהירות הפלט מונחת על גבי, ובכמה מהירויות איטיות, יש להגדיל אותו. שילוב המומנט מתאים מאוד, במיוחד לרכבי שטח חשמליים ולמכוניות ספורט.

היישום של תיבת הילוכים אוטומטית מרובת הילוכים, תחילה נתח את שני המנועים, BYD E6, הספק המנוע הוא 90KW, אם הוא מחולק לשני מנועים 50 KW ומשולבים לכונן אחד, מנוע A יכול לפעול 60 Km/H, ומנוע B יכול לפעול 90 ק"מ לשעה, שני המנועים יכולים לפעול 150 קמ"ש בו זמנית. ①אם העומס כבד, השתמש במנוע A כדי להאיץ, וכאשר הוא מגיע ל-40 Km/H, הוסף את מנוע B כדי להגביר את המהירות. למבנה זה יש מאפיין שמהירות ההפעלה, הכיבוי, העצירה והסיבוב של שני המנועים לא תהיה מעורבת או מוגבלת. כאשר למנוע A יש מהירות מסוימת אך אינו מספיק, ניתן להוסיף את מנוע B לעלייה במהירות בכל עת. ניתן להשתמש במנוע ②B למהירות בינונית ללא עומס. ניתן להשתמש במנוע בודד במהירויות בינוניות ונמוכות כדי לענות על הצרכים, ורק שני מנועים משמשים בו זמנית לעומסים מהירים וכבדים, מה שמפחית את צריכת האנרגיה ומגדיל את טווח השיוט.

בתכנון של הרכב כולו, הגדרת המתח היא חלק חשוב. הספק המנוע המניע של הרכב החשמלי גדול מאוד, והמתח הוא מעל 300 וולט. העלות גבוהה, מכיוון שככל שמתח העמידות של רכיבים אלקטרוניים גבוה יותר, כך העלות גבוהה יותר. לכן, אם דרישת המהירות אינה גבוהה, בחר במתח נמוך. מכונית במהירות נמוכה משתמשת במתח נמוך. האם מכונית במהירות נמוכה יכולה לרוץ במהירות גבוהה? התשובה היא כן, גם אם מדובר במכונית מהירה נמוכה, כל עוד נעשה שימוש בכמה מנועים יחד, המהירות המשולבת תהיה גבוהה יותר. בעתיד לא תהיה הבחנה בין רכבים מהירים ונמוכים, אלא רק רכבי מתח גבוה ונמוך ותצורות.

באותו אופן, ניתן לצייד את הרכזת גם בשני מנועים, והביצועים זהים לעיל, אך מוקדשת יותר תשומת לב לעיצוב. מבחינת שליטה אלקטרונית, כל עוד נעשה שימוש במצב חד-בחירה ובמצב משותף, גודל המנוע מתוכנן לפי הצרכים, והוא מתאים למכוניות מיקרו, מסחריות, אופניים חשמליים, אופנועים חשמליים וכו'. ., במיוחד עבור משאיות חשמליות. יש הבדל גדול בין עומס כבד לעומס קל. יש הילוכים אוטומטיים.

שימוש ביותר משלושה מנועים הוא גם פשוט מאוד לייצור, וחלוקת הכוח צריכה להיות מתאימה. עם זאת, הבקר עשוי להיות מסובך יותר. כאשר פקד אחד נבחר, הוא משמש בנפרד. המצב הנפוץ יכול להיות AB, AC, BC, ABC ארבעה פריטים, בסך הכל שבעה פריטים, שניתן להבין כשבע מהירויות, ויחס המהירות של כל פריט שונה. הדבר החשוב ביותר בשימוש הוא הבקר. הבקר פשוט ובעייתי לנהיגה. זה גם צריך לשתף פעולה עם בקר הרכב VCU ובקר מערכת ניהול הסוללות BMS כדי לתאם זה עם זה ולשלוט בצורה חכמה, מה שמקל על הנהג לשלוט.

מבחינת שחזור אנרגיה, בעבר, אם מהירות המנוע של מנוע בודד הייתה גבוהה מדי, למנוע הסינכרוני המגנט הקבוע היה פלט מתח של 900 וולט ב-2300 סל"ד. אם המהירות הייתה גבוהה מדי, הבקר היה ניזוק קשות. למבנה זה יש גם היבט ייחודי. ניתן לחלק את האנרגיה לשני מנועים, ומהירות הסיבוב שלהם לא תהיה גבוהה מדי. במהירות גבוהה שני המנועים מייצרים חשמל במקביל, במהירות בינונית מנוע B מייצר חשמל ובמהירות נמוכה מנוע A מייצר חשמל, כדי להתאושש כמה שיותר. אנרגיית בלימה, המבנה פשוט מאוד, ניתן לשפר מאוד את קצב החזרת האנרגיה, עד כמה שניתן באזור היעילות הגבוהה, בעוד שהחילוף נמצא באזור היעילות הנמוכה, כיצד להשיג את יעילות משוב האנרגיה הגבוהה ביותר תחת כזה אילוצי מערכת, תוך הבטחת בלימה בטיחות וגמישות של מעבר תהליכים הם נקודות התכנון של אסטרטגיית בקרת משוב האנרגיה. זה תלוי בבקר החכם המתקדם כדי להשתמש בו היטב.

במונחים של פיזור חום, השפעת פיזור החום של מספר מנועים גדולה משמעותית מזו של מנוע בודד. מנוע אחד גדול בגודלו, אך נפחם של מספר מנועים מפוזר, שטח הפנים גדול ופיזור החום מהיר. בפרט, הורדת הטמפרטורה וחיסכון באנרגיה עדיף.

אם הוא בשימוש, במקרה של תקלה במנוע, המנוע הלא פגום עדיין יכול להסיע את המכונית ליעד. למעשה, יש עדיין יתרונות שלא התגלו. זה היופי בטכנולוגיה הזו.

מנקודת מבט זו יש לשפר בהתאם גם את בקר הרכב VCU, בקר המנוע MCU ומערכת ניהול הסוללה BMS, כך שזה לא חלום של רכב חשמלי לעקוף בעקומה!