新エネルギー純粋電気自動車のアーキテクチャにおいて、車両コントローラー VCU、モーター コントローラー MCU、バッテリー管理システム BMS が最も重要なコア技術であり、車両の出力、経済性、信頼性、安全性に大きな影響を与えることはよく知られています。車両。重要な影響として、モーター、電子制御、バッテリーの 3 つのコア電源システムには依然として一定の技術的制約があり、これらは圧倒的な記事で報告されています。言及されていない唯一のことは、機械式オートマチックトランスミッションシステムであり、それが存在しないかのように、ギアボックスだけがあり、大騒ぎすることはできません。
中国自動車技術者協会歯車技術支部の年次総会では、電気自動車用オートマチックトランスミッションの話題が参加者の大きな熱意を呼び起こしました。理論的には、純粋な電気自動車にはトランスミッションは必要なく、固定比率の減速機のみが必要です。今日、電気自動車にはオートマチックトランスミッションが必要であると認識する人が増えています。何故ですか？国内の電気自動車メーカーがトランスミッションを使わずに電気自動車を作る理由は、当初、人々が電気自動車にはトランスミッションが必要ないと誤解していたことが主な理由です。それでは、費用対効果が高くありません。国内の自動車オートマチックトランスミッションの工業化はまだ低いレベルにあり、適切なオートマチックトランスミッションを選択することができません。したがって、「純電気乗用車の技術条件」では、オートマチックトランスミッションの使用やエネルギー消費の制限は規定されていません。固定比減速機にはギアが 1 つしかないため、モーターは低効率領域にあることが多く、貴重なバッテリー エネルギーが無駄になるだけでなく、トラクション モーターの要件が増大し、車両の航続距離が減少します。オートマチックトランスミッションが装備されている場合、モーターの速度によってモーターの動作速度が変化し、効率が大幅に向上し、電気エネルギーが節約され、航続距離が伸び、低速ギアでの登坂能力が向上します。
北杭大学交通理工学院副学部長の徐向陽教授は記者団のインタビューで、「電気自動車用多段オートマチックトランスミッションには幅広い市場の可能性がある」と述べた。純電気乗用車の電気モーターは低速トルクが大きいです。このとき、電気自動車はモーター効率が非常に低いため、低速での発進や加速、急な坂道を登る際に多くの電力を消費します。これには、モーターの熱を減らし、エネルギー消費を減らし、航続距離を延ばし、車両のダイナミクスを改善するためにギアボックスを使用する必要があります。動力性能を向上させる必要がない場合は、モーターの出力を低減してさらなる省エネ、航続距離の向上、モーターの冷却システムの簡素化によるコスト削減が可能です。しかし、電気自動車は低速発進や急な坂道を登る場合、ドライバーにパワー不足を感じさせず、エネルギー消費が非常に大きくなるため、純粋な電気自動車にはオートマチックトランスミッションが必要となります。
新浪ブロガーの王華平99氏は、航続距離の延長が電気自動車普及の鍵であることは誰もが知っていると述べた。電気自動車にトランスミッションが装備されている場合、同じバッテリー容量で航続距離を少なくとも 30% 延長できます。この観点は、いくつかの電気自動車メーカーと連絡を取ったときに著者によって確認されました。 BYDのQinには、BYDが独自に開発したデュアルクラッチオートマチックトランスミッションが搭載されており、運転効率が大幅に向上している。電気自動車にトランスミッションを搭載するのは当然ですが、それを搭載するメーカーはありませんか？重要なのは、適切な送信が行われていないことです。
電気自動車の加速性能だけを考えればモーターは1つで十分です。より低いギアとより優れたタイヤを使用すると、スタート時にはるかに高い加速を達成できます。したがって、電気自動車に 3 速ギアボックスが搭載されていれば、性能も大幅に向上すると一般的に考えられています。テスラもそうしたギアボックスを検討していると言われている。ただし、ギアボックスを追加すると、コストが増加するだけでなく、さらなる効率損失も生じます。優れたデュアル クラッチ ギアボックスであっても、伝達効率は 90% 以上しか達成できず、重量も増加するため、出力が低下するだけでなく、燃料消費量も増加します。したがって、ほとんどの人が気にしないような極端なパフォーマンスのためにギアボックスを追加する必要はないようです。車の構造はエンジンとトランスミッションが直列に接続されたものです。電気自動車もこのアイデアに従うことができるでしょうか?これまでのところ、成功した例は見られていません。既存の自動車のトランスミッションから組み込むと大きく、重く、高価になり、利益が損失を上回ります。適切な減速機がない場合は、固定速比の減速機のみを使用できます。
加速性能を追求した多段変速の実現については、変速機の変速時間が加速性能に影響を与えるほか、変速中のパワーが大幅に低下してしまうため、実現は容易ではありません。大きなシフトショックが発生し、車両全体に悪影響を及ぼします。デバイスの滑らかさと快適さは悪影響を及ぼします。国産車の現状を見てみると、内燃機関よりも適格なギアボックスを作るのが難しいことが知られています。電気自動車の機械構造は簡素化する傾向にあります。ギアボックスが切り離されている場合、それを元に戻すための十分な引数が必要です。
今の携帯電話の技術思想でそれができるのか？携帯電話のハードウェアは、高周波と低周波のマルチコア化の方向に発展しています。同時に、さまざまな組み合わせが完璧に呼び出され、各コアのさまざまな周波数を動員して消費電力を制御します。1 つの高性能コアだけですべてが機能するわけではありません。
電気自動車では、モーターと減速機を分離するのではなく、モーター、減速機、モーターコントローラーをさらに 1 セットまたは複数セット組み合わせて、より強力で高性能にする必要があります。 。重さも値段もかなり高くないですか？
たとえば、BYD E6 を分析すると、モーター出力は 90KW です。 2 つの 50KW モーターに分割し、1 つのドライブに結合した場合、モーターの総重量は同様になります。 2 つのモーターは減速機で結合されているため、重量はわずかに増加します。さらに、モーターコントローラーにはより多くのモーターが搭載されていますが、制御される電流ははるかに少なくなります。
このコンセプトでは、遊星減速機を大騒ぎして、サンギヤにAモータを接続し、外輪ギヤを動かして別のBモータを接続するという発想が生まれました。構造上、2 つのモーターは別々に入手できます。速度比、およびモーター コントローラーを使用して 2 つのモーターを呼び出すには、モーターが回転していないときにブレーキ機能があることが前提となります。遊星歯車の理論では、同じ減速機に 2 つのモーターが取り付けられており、それぞれの速度比が異なります。速度比が大きく、トルクが大きく、速度が遅いモータ A を選択します。 Bモーターの速度は小速度よりも速くなります。モーターを自由に選択できます。 2 つのモーターの速度は異なり、相互に関連しません。 2台のモータの速度を同時に重畳し、トルクは2台のモータの出力トルクの平均値となります。
この原理により、3台以上のモータに拡張することができ、必要に応じて台数を設定でき、1台のモータを逆転させると（AC誘導モータは適用不可）、出力速度が重畳され、一部の低速では、それを増やさなければなりません。このトルクの組み合わせは、特に SUV 電気自動車やスポーツカーに非常に適しています。
マルチスピードオートマチックトランスミッションの適用では、まず2つのモーターBYD E6を分析します。モーター出力は90KWです。2つの50 KWモーターに分割して1つのドライブに結合すると、Aモーターは60 K m / Hで実行できます。 Bモーターは90 K m / Hで走行でき、2つのモーターは同時に150 K m / Hで走行できます。 ①負荷が重い場合はAモーターで加速し、40Km/Hに達したらBモーターを追加して速度を上げます。この構造は、2つのモーターのオン、オフ、停止、回転速度に影響や制限を与えない特徴があります。 A モーターではある程度の速度がありながらも速度が足りない場合、いつでも B モーターを追加して速度を上げることができます。 ②Bモータは無負荷時中速まで使用可能です。中低速では1つのモーターでニーズに応え、高速と重負荷では2つのモーターのみを同時に使用することで、エネルギー消費を削減し、航続距離を伸ばします。
車両全体の設計において、電圧の設定は重要な部分です。電気自動車の駆動モーターの出力は非常に大きく、電圧は300ボルトを超えます。電子部品の耐圧が高くなるほどコストが高くなるため、コストが高くなります。したがって、速度要件が高くない場合は、低電圧のものを選択してください。低速車は低電圧のものを使用しています。低速の車は高速で走れますか？答えは「はい」です。たとえ低速車であっても、複数のモーターを併用すれば重畳速度は高くなります。将来的には、高速車両と低速車両の区別はなくなり、高電圧車両と低電圧車両および構成のみが区別されるようになります。
同様に、ハブにも 2 つのモーターを装備することができ、性能は上記と同じですが、設計にはより注意が払われています。電子制御に関しては、単一選択および共有モードが使用される限り、モーターのサイズはニーズに応じて設計され、マイクロカー、商用車、電動自転車、電動バイクなどに適しています。 .、特に電気トラックの場合。重い負荷と軽い負荷では大きな違いがあります。ギア式オートマチックトランスミッションがあります。
3 つ以上のモーターを使用することも製造が非常に簡単で、出力配分も適切になるはずです。ただし、コントローラーはより複雑になる場合があります。 1 つのコントロールが選択されている場合、それは個別に使用されます。コモンモードはAB、AC、BC、ABCの4項目、合計7項目で7段階の速度として把握でき、各項目の速度比が異なります。使用する上で最も重要なのはコントローラーです。コントローラーはシンプルで操作が面倒です。また、車両コントローラー VCU およびバッテリー管理システム BMS コントローラーと連携して相互に調整し、ドライバーが制御しやすいようにインテリジェントに制御する必要もあります。
エネルギー回収の観点から見ると、これまでは、単一モーターのモーター速度が高すぎる場合、永久磁石同期モーターの電圧出力は 2300 rpm で 900 ボルトでした。速度が速すぎると、コントローラーが重大な損傷を受ける可能性があります。この構造にもユニークな点があります。エネルギーを2つのモーターに分配することができ、回転速度が速くなりすぎません。高速時は2つのモーターが同時に発電し、中速時はBモーターが発電し、低速時はAモーターが発電し、できるだけ回収します。ブレーキエネルギー、構造は非常にシンプルで、エネルギー回収率を大幅に向上させることができます。可能な限り高効率領域で、予備は低効率領域にあります。そのような状況で最高のエネルギーフィードバック効率を得るにはどうすればよいですか。ブレーキを確保しながらシステム制約を実現する プロセス移行の安全性と柔軟性は、エネルギー フィードバック制御戦略の設計ポイントです。それを使いこなすには、高度なインテリジェントコントローラーが必要です。
放熱に関しては、単一モーターよりも複数モーターの方が放熱効果が大幅に高くなります。 1つのモーターのサイズは大きいですが、複数のモーターの体積が分散され、表面積が大きく、放熱が速いです。特に温度を下げて省エネするのが良いでしょう。
使用していれば、モーターが故障した場合でも、故障していないモーターで目的地まで車を駆動できます。実は、まだ発見されていないメリットが存在します。それがこのテクノロジーの素晴らしさです。
この観点から、車両コントローラー VCU、モーター コントローラー MCU、バッテリー管理システム BMS もそれに合わせて改善する必要があるため、電気自動車がカーブで追い越すことも夢ではありません。
投稿日時: 2022 年 3 月 24 日