Como um inversor de veículo elétrico controla o torque, a velocidade e a frenagem regenerativa do motor de tração.

O inversor do veículo elétrico recebe energia CC da bateria e fornece energia multifásica controlada ao motor de tração. Ele controla a corrente do motor e o padrão de comutação do inversor para controlar o torque durante a partida, bem como para variar a velocidade dentro da faixa de operação. Ele também devolve energia para a bateria durante a frenagem regenerativa. No entanto, o inversor não move o veículo, pois essa é a função do motor de tração, que utiliza a energia elétrica controlada pelo inversor para gerar torque.

Para uma equipe de engenharia ou de compras, o inversor e o motor formam um único sistema de acionamento, mesmo quando adquiridos como componentes separados. Seus limites de tensão, corrente, velocidade, feedback, refrigeração, software e proteção devem ser compatíveis. Nanyang Motor A empresa lista produtos de tração em seu portfólio oficial de motores NEV para aplicações em veículos de passageiros e comerciais.

O que o inversor do veículo elétrico faz durante o funcionamento do veículo.

Um inversor é utilizado entre a bateria de alta tensão e o motor de tração. O inversor controla o motor de tração com base no torque solicitado pelo condutor, dentro dos limites dos componentes e do restante do sistema. O funcionamento do inversor varia constantemente dependendo das solicitações do condutor e do estado do veículo.

Converter a corrente contínua da bateria em energia para o motor

A bateria de tração fornece corrente contínua. Os motores síncronos de ímã permanente requerem corrente trifásica controlada. Para produzir as formas de onda elétricas necessárias, o inversor de um motor síncrono de ímã permanente é equipado com chaves semicondutoras. A estratégia de comutação e a regulação de corrente determinam a eficácia com que o ponto de operação desejado é produzido dentro da tensão disponível no barramento CC.

Regular o torque e a velocidade

O torque do motor está intimamente relacionado à corrente de fase controlada. O controlador do veículo solicita torque, e o inversor regula a corrente utilizando a posição do rotor e o feedback elétrico. Em velocidades mais altas, os limites de tensão e a força contraeletromotriz do motor tornam-se mais importantes. O resultado é uma relação coordenada entre torque e velocidade, e não uma classificação independente do inversor e do motor.

Controle da frenagem regenerativa

Quando um veículo desacelera, o motor de tração pode funcionar como um gerador. O controle do inversor sobre o fluxo de energia reversa para a bateria leva em consideração a aceitabilidade da carga da bateria, a tensão da bateria, a temperatura do motor, o atrito dos pneus e a estratégia de frenagem. Portanto, veículo, bateria, inversor, motor e software precisam trabalhar em conjunto para uma regeneração eficaz.

Como o inversor, o motor de acionamento e os controladores dividem o trabalho

A definição clara das fronteiras entre os componentes facilita a avaliação de uma solicitação de cotação (RFQ) e de um documento de interface. Além disso, evita que os termos motor de acionamento, inversor de frequência e controlador veicular sejam tratados como sinônimos.

O motor de acionamento converte energia em torque.

O motor de acionamento é a máquina eletromecânica que transforma energia elétrica controlada em torque no eixo. Seu projeto magnético, enrolamento, rotor, rolamentos, isolamento, circuito de refrigeração e interfaces mecânicas determinam seu desempenho em toda a faixa de operação. O escopo de um conjunto de motor de acionamento pode incluir sensores ou peças mecânicas, portanto, os limites de fornecimento devem ser explicitamente declarados.

O inversor executa os comandos de controle do motor.

O inversor mede o feedback elétrico e de posição, aciona os dispositivos de potência, regula a corrente de fase e aplica lógica de proteção ou redução de potência. Ele deve ser calibrado para os parâmetros do motor selecionados. Uma etiqueta de tensão compatível não é suficiente; os algoritmos de controle, o tipo de sensor, o número de polos, os limites de corrente e as respostas a falhas também devem ser compatíveis.

O controlador do veículo define a solicitação de nível superior.

O controlador do veículo interpreta informações de acelerador, freio, estabilidade, bateria e temperatura e, em seguida, envia uma solicitação de torque. O sincronismo da comunicação, a lógica de habilitação, os códigos de falha, o comportamento de modo de segurança e a arbitragem de torque devem ser atribuídos a controladores específicos. Essas interfaces fazem parte da integração do acionamento do motor, e não de detalhes de software de última hora.

Como escolher o inversor ideal para um veículo elétrico em relação ao motor de acionamento

Comece pelo ciclo de trabalho do veículo e verifique todo o espectro elétrico, térmico, mecânico e de controle. Os valores de pico são úteis, mas a duração e a repetição determinam se o sistema pode fornecê-los de forma confiável.

Tensão, corrente, torque e velocidade

O site oficial da Nanyang Motor Drive Motor A página descreve um projeto síncrono de ímã permanente com fio plano, com faixa de tensão CC de 300 a 800 V, potência de pico de 55 a 250 kW, torque de pico de 155 a 400 Nm e velocidade máxima de até 20.000 rpm nas plataformas listadas. Considere esses parâmetros como limites do portfólio e, em seguida, selecione o motor de acordo com o barramento CC do inversor, a corrente contínua e de pico, a curva de torque-velocidade, a duração da sobrecarga e a estratégia de enfraquecimento de campo.

Resfriamento e redução de potência térmica

Tanto o inversor quanto o motor geram calor, e seus limites podem ser atingidos em momentos diferentes. Defina o tipo de fluido refrigerante, a temperatura de entrada, a vazão, a queda de pressão, a faixa de temperatura ambiente, a embalagem, a aceleração repetida, o teste de subida e as expectativas de redução de potência. Um teste de pico de potência de curta duração não demonstra a margem térmica para um percurso repetido ou para a reinicialização após um período de aquecimento intenso.

Feedback, proteção e comportamento em caso de falha

Confirme o tipo de sensor de posição do rotor, a detecção de corrente e temperatura, o protocolo de comunicação, a resposta à sobrecorrente, o tratamento de sobretensão no barramento CC, a proteção contra sobrevelocidade, o comportamento em caso de perda do sensor, a resposta à paralisação, o monitoramento de isolamento e o desligamento seguro. Os limites de falha e as regras de recuperação devem ser verificados na combinação exata de software e hardware de produção.

O que deve incluir uma solicitação de cotação (RQ) para um motor de acionamento de veículo elétrico

Uma solicitação de cotação (RFP) robusta fornece ao fornecedor informações suficientes para verificar toda a gama de aplicações. Ela também separa os requisitos obrigatórios dos valores-alvo e registra quem é o responsável por cada interface inversor-motor.

Veículo e envelope operacional

Forneça o tipo de veículo, dados das rodas e engrenagens, faixa de tensão da bateria, torque contínuo e de pico, velocidade máxima, ciclo de trabalho repetido, requisito de regeneração, embalagem, refrigeração, condições ambientais, vida útil prevista, volume anual e normas de validação aplicáveis. Analise essas informações em relação aos critérios selecionados. Plataforma de motor de acionamento Nanyang em vez de solicitar um motor apenas com base na potência máxima.

Validação e Controle de Alterações

Planejamento das etapas de prototipagem, mapeamento de torque-velocidade, mapeamento de eficiência, testes de aumento de temperatura, verificações de sobrevelocidade, vibração, exposição ambiental, isolamento, verificação de conectores, injeção de falhas, operação regenerativa e inspeção de fim de linha. Publicado pela Nanyang Motor. capacidade de teste deve estar vinculado a uma matriz de validação acordada, amostras aprovadas, revisões de desenhos, versões de software e notificação formal de alterações.

Colaboração com Fornecedores e Propriedade da Interface

Pergunte quem fornece os parâmetros do motor, o suporte à calibração do controle, os desenhos, os sensores, os conectores, as interfaces de refrigeração e as definições de diagnóstico. Registre a responsabilidade pelo ajuste do inversor, pela comunicação com o veículo, pelos limites de proteção, pelas falhas de validação e pelas alterações de produção. A definição clara de responsabilidades reduz a necessidade de iterações quando o motor funciona em bancada, mas ainda não apresenta o comportamento esperado em condições reais de uso no veículo.

Conclusão

Um inversor de veículo elétrico controla o torque e a velocidade do motor de acionamento, convertendo a corrente contínua da bateria em energia trifásica regulada, e gerencia a energia reversa durante a frenagem regenerativa. O desempenho confiável depende da compatibilidade de tensão, corrente, faixa de torque e velocidade, feedback, refrigeração, proteção e software em todo o ciclo de trabalho. Para uma análise da aplicação, envie as especificações do veículo e os requisitos de interface para [inserir e-mail aqui]. Equipe de contato da Nanyang Motor.

FAQ

P1: Qual a função de um inversor em um veículo elétrico?

A1: Converte a corrente contínua da bateria em energia multifásica controlada para o motor de tração e regula o torque, a velocidade e o fluxo de energia regenerativa.

P2: Um inversor de veículo elétrico é o mesmo que um motor de tração?

A2: Não. O inversor controla a energia elétrica, enquanto o motor de acionamento converte essa energia controlada em torque mecânico.

P3: Como um inversor controla o torque do motor?

A3: Ele regula a corrente de fase do motor usando comandos de controle e feedback da posição do rotor, mantendo-se dentro dos limites de tensão, corrente e térmicos.

Q4: O que acontece durante a frenagem regenerativa?

A4: O motor gera energia elétrica e o inversor controla seu retorno para a bateria, respeitando os limites da bateria, do motor, do inversor e do veículo.

Q5: Quais dados são necessários para compatibilizar um inversor e um motor de acionamento?

A5: Fornecer requisitos de faixa de barramento CC, curva de torque-velocidade, corrente contínua e de pico, ciclo de trabalho, refrigeração, feedback, comunicação, proteção, embalagem e validação.