Come un inverter per veicoli elettrici controlla la coppia, la velocità e la frenata rigenerativa del motore elettrico.

L'inverter del veicolo elettrico preleva energia in corrente continua dalla batteria e la eroga in corrente multifase controllata al motore di trazione. Controlla la corrente del motore e la sequenza di commutazione dell'inverter per regolare la coppia in fase di partenza e per variare la velocità entro il range operativo. Inoltre, restituisce energia alla batteria durante la frenata rigenerativa. Tuttavia, l'inverter non muove il veicolo, poiché questa è la funzione del motore di trazione, che utilizza l'energia elettrica controllata dall'inverter per generare coppia.

Per un team di ingegneri o addetti agli acquisti, l'inverter e il motore costituiscono un unico sistema di azionamento, anche quando vengono acquistati come componenti separati. I loro limiti di tensione, corrente, velocità, feedback, raffreddamento, software e protezione devono essere compatibili. Nanyang Motore elenca i prodotti di trazione all'interno del suo portafoglio ufficiale di motori NEV per applicazioni su veicoli passeggeri e commerciali.

Cosa fa l'inverter del veicolo elettrico durante il funzionamento

Tra la batteria ad alta tensione e il motore di trazione viene utilizzato un inverter. L'inverter controlla il motore di trazione in base alla coppia richiesta dal conducente, entro i limiti dei componenti e del resto del sistema. Il funzionamento dell'inverter varia costantemente a seconda delle richieste del conducente e dello stato del veicolo.

Convertire la corrente continua della batteria in energia per motori

La batteria di trazione fornisce corrente continua. I motori sincroni a magneti permanenti richiedono una corrente multifase controllata. Per generare le forme d'onda elettriche necessarie, l'inverter di un motore sincrono a magneti permanenti è dotato di interruttori a semiconduttore. La strategia di commutazione e la regolazione della corrente determinano l'efficacia con cui viene raggiunto il punto di funzionamento desiderato entro i limiti della tensione di bus CC disponibile.

Regolare la coppia e la velocità

La coppia del motore è strettamente correlata alla corrente di fase controllata. Il controller del veicolo richiede la coppia e l'inverter regola la corrente utilizzando la posizione del rotore e il feedback elettrico. A velocità più elevate, i limiti di tensione e la controforza elettromotrice del motore diventano più importanti. Il risultato è un inviluppo coordinato coppia-velocità, non una potenza nominale dell'inverter e una potenza nominale del motore indipendenti.

Controllo della frenata rigenerativa

Quando un veicolo decelera, il motore di trazione può funzionare come generatore. Il controllo dell'inverter del flusso di energia inverso verso la batteria tiene conto di diversi fattori, tra cui l'accettabilità della carica della batteria, la tensione della batteria, la temperatura del motore, l'attrito degli pneumatici e la strategia di frenata. Pertanto, veicolo, batteria, inverter, motore e software devono lavorare in sinergia per una rigenerazione efficace.

Come l'inverter, il motore di azionamento e i controllori si dividono il lavoro

Definire chiaramente i confini tra i componenti semplifica la valutazione di una richiesta di offerta (RFQ) e di un documento di interfaccia. Inoltre, impedisce che i termini motore di azionamento, azionamento motore, inverter e centralina di controllo del veicolo vengano considerati intercambiabili.

Il motore di azionamento converte la potenza in coppia

Il motore di azionamento è la macchina elettromeccanica che trasforma la potenza elettrica controllata in coppia motrice sull'albero. Il suo design magnetico, l'avvolgimento, il rotore, i cuscinetti, l'isolamento, il percorso di raffreddamento e le interfacce meccaniche determinano le sue prestazioni nell'intero campo operativo. L'ambito di un gruppo motore di azionamento può includere sensori o parti meccaniche, pertanto i limiti di applicazione devono essere specificati esplicitamente.

L'inverter esegue i comandi di controllo del motore

L'inverter misura il feedback elettrico e di posizione, commuta i dispositivi di potenza, regola la corrente di fase e applica logiche di protezione o di riduzione della potenza. Deve essere calibrato in base ai parametri del motore selezionato. Una semplice etichetta di tensione compatibile non è sufficiente; anche gli algoritmi di controllo, il tipo di sensore, il numero di poli, i limiti di corrente e le risposte ai guasti devono corrispondere.

Il controller del veicolo imposta la richiesta di livello superiore

Il controller del veicolo interpreta le informazioni relative ad acceleratore, freno, stabilità, batteria e temperatura, quindi invia una richiesta di coppia. La temporizzazione della comunicazione, la logica di abilitazione, i codici di errore, il comportamento in modalità di emergenza e l'arbitraggio della coppia devono essere assegnati a controller specifici. Queste interfacce fanno parte dell'integrazione del sistema di azionamento del motore, non sono dettagli software da aggiungere in un secondo momento.

Come abbinare un inverter per veicoli elettrici al motore di trazione

Partite dal ciclo di lavoro del veicolo e verificate l'intero inviluppo elettrico, termico, meccanico e di controllo. I valori di picco sono utili, ma la durata e la ripetizione determinano se il sistema è in grado di erogarli in modo affidabile.

Tensione, corrente, coppia e velocità

Il motore ufficiale Nanyang motore di azionamento La pagina descrive un motore sincrono a magneti permanenti con avvolgimento piatto, con un intervallo di tensione 300-800 VDC, una potenza di picco di 55-250 kW, una coppia di picco di 155-400 Nm e una velocità massima fino a 20.000 giri/min per le piattaforme elencate. Considera questi valori come limiti di portafoglio, quindi abbina il motore scelto al bus CC dell'inverter, alla corrente continua e di picco, alla curva coppia-velocità, alla durata del sovraccarico e alla strategia di indebolimento del campo.

Declassamento del sistema di raffreddamento e termico

Sia l'inverter che il motore generano calore e i loro limiti possono essere raggiunti in momenti diversi. Definire il tipo di refrigerante, la temperatura di ingresso, la portata, la caduta di pressione, l'intervallo di temperatura ambiente, l'imballaggio, le accelerazioni ripetute, il funzionamento in salita e le aspettative di declassamento. Un breve test di potenza di picco non può dimostrare il margine termico per un percorso ripetuto o un riavvio a caldo.

Feedback, protezione e comportamento in caso di guasto

Verificare il tipo di sensore di posizione del rotore, il rilevamento di corrente e temperatura, il protocollo di comunicazione, la risposta alle sovracorrenti, la gestione delle sovratensioni del bus CC, la protezione contro la sovravelocità, il comportamento in caso di perdita del sensore, la risposta allo stallo, il monitoraggio dell'isolamento e l'arresto sicuro. Le soglie di guasto e le regole di ripristino devono essere verificate nell'esatta combinazione hardware e software di produzione.

Cosa dovrebbe includere una richiesta di offerta (RFQ) per un motore di trazione per veicoli elettrici

Una richiesta di offerta (RFQ) ben strutturata fornisce al fornitore informazioni sufficienti per verificare l'intero campo di applicazione. Inoltre, distingue i requisiti imprescindibili dai valori obiettivo e registra chi è responsabile di ciascuna interfaccia inverter-motore.

Veicolo e inviluppo operativo

Fornire il tipo di veicolo, i dati relativi a ruote e ingranaggi, l'intervallo di tensione della batteria, la coppia continua e di picco, la velocità massima, il servizio ripetuto, il requisito di rigenerazione, l'imballaggio, il raffreddamento, le condizioni ambientali, l'obiettivo di durata del servizio, il volume annuo e gli standard di convalida applicabili. Esaminare questi input rispetto a quelli selezionati Piattaforma motorizzata Nanyang piuttosto che richiedere un motore basandosi esclusivamente sulla potenza di picco.

Validazione e controllo delle modifiche

Pianifica le fasi del prototipo, la mappatura coppia-velocità, la mappatura dell'efficienza, i test di aumento della temperatura, i controlli di sovravelocità, le vibrazioni, l'esposizione ambientale, l'isolamento, la verifica del connettore, l'iniezione di guasti, il funzionamento rigenerativo e l'ispezione di fine linea. Pubblicato da Nanyang Motor capacità di test Dovrebbe essere collegato a una matrice di validazione concordata, a campioni approvati, a revisioni dei disegni, a versioni del software e a una notifica formale delle modifiche.

Collaborazione con i fornitori e gestione dell'interfaccia

Chiedete chi fornisce i parametri del motore, il supporto per la calibrazione del controllo, i disegni, i sensori, i connettori, le interfacce di raffreddamento e le definizioni diagnostiche. Registrate le responsabilità per la messa a punto dell'inverter, la comunicazione con il veicolo, le soglie di protezione, i guasti di validazione e le modifiche di produzione. Una chiara attribuzione di responsabilità riduce le iterazioni quando il motore funziona al banco ma non soddisfa ancora i requisiti di funzionamento a livello di veicolo.

Conclusione

Un inverter per veicoli elettrici controlla la coppia e la velocità del motore di trazione convertendo la corrente continua della batteria in energia multifase regolata e gestisce la potenza inversa durante la frenata rigenerativa. Prestazioni affidabili dipendono dalla corrispondenza di tensione, corrente, intervallo coppia-velocità, feedback, raffreddamento, protezione e software durante l'intero ciclo di lavoro. Per una revisione dell'applicazione, inviare i requisiti di ingombro del veicolo e di interfaccia a Il team di contatto di Nanyang Motor.

Domande frequenti

D1: Qual è la funzione di un inverter in un veicolo elettrico?

A1: Converte la corrente continua della batteria in energia multifase controllata per il motore di trazione e regola la coppia, la velocità e il flusso di energia rigenerativa.

D2: Un inverter per veicoli elettrici è la stessa cosa di un motore elettrico?

A2: No. L'inverter controlla la potenza elettrica, mentre il motore di azionamento converte tale potenza controllata in coppia meccanica.

D3: Come fa un inverter a controllare la coppia del motore?

A3: Regola la corrente di fase del motore utilizzando comandi di controllo e feedback sulla posizione del rotore, rimanendo entro i limiti di tensione, corrente e temperatura.

D4: Cosa succede durante la frenata rigenerativa?

A4: Il motore genera energia elettrica e l'inverter ne controlla il ritorno alla batteria entro i limiti della batteria, del motore, dell'inverter e del veicolo.

D5: Quali dati sono necessari per abbinare un inverter e un motore di azionamento?

A5: Fornire i requisiti relativi all'intervallo del bus CC, alla curva coppia-velocità, alla corrente continua e di picco, al ciclo di lavoro, al raffreddamento, al feedback, alla comunicazione, alla protezione, all'imballaggio e alla convalida.