Как инвертор электромобиля управляет крутящим моментом, скоростью и рекуперативным торможением электродвигателя

Инвертор электромобиля получает постоянный ток от батареи и подает управляемый многофазный ток на тяговый двигатель. Он регулирует ток двигателя и схему переключения инвертора для управления крутящим моментом при старте, а также для изменения скорости в рабочем диапазоне. Он также возвращает энергию обратно в батарею во время рекуперативного торможения. Однако инвертор не приводит транспортное средство в движение, поскольку это функция приводного двигателя, который использует управляемую инвертором электрическую энергию для создания крутящего момента.

Для инженерной или закупочной группы инвертор и двигатель образуют единую систему управления двигателем, даже если они приобретаются как отдельные компоненты. Их параметры напряжения, тока, скорости, обратной связи, охлаждения, программного обеспечения и защиты должны совпадать. Наньян Мотор Компания включает в свой официальный портфель электродвигателей для электромобилей, предназначенных для легковых и коммерческих автомобилей, тяговые устройства.

Что делает инвертор электромобиля во время работы автомобиля?

Между высоковольтной батареей и тяговым двигателем используется инвертор. Инвертор управляет тяговым двигателем в зависимости от крутящего момента, запрашиваемого водителем, в пределах возможностей компонентов и остальной системы. Работа инвертора постоянно изменяется в зависимости от запросов водителя и состояния транспортного средства.

Преобразование постоянного тока от батареи в мощность двигателя.

Тяговая батарея обеспечивает постоянный ток. Синхронные двигатели с постоянными магнитами требуют регулируемого многофазного тока. Для формирования необходимых электрических сигналов инвертор синхронного двигателя с постоянными магнитами оснащен полупроводниковыми переключателями. Стратегия переключения и регулирование тока определяют, насколько эффективно достигается заданная рабочая точка в пределах доступного напряжения шины постоянного тока.

Регулировка крутящего момента и скорости

Крутящий момент двигателя тесно связан с регулируемым фазным током. Контроллер транспортного средства запрашивает крутящий момент, а инвертор регулирует ток, используя положение ротора и электрическую обратную связь. На более высоких скоростях ограничения напряжения и противо-ЭДС двигателя становятся более важными. В результате получается согласованная зависимость крутящего момента от скорости, а не независимая номинальная мощность инвертора и двигателя.

Управление рекуперативным торможением

При замедлении автомобиля приводной двигатель может работать как генератор. Управление инвертором обратным потоком энергии к батарее учитывает приемлемость заряда батареи, напряжение батареи, температуру двигателя, трение шин и стратегию торможения. Таким образом, для эффективной рекуперации энергии автомобиль, батарея, инвертор, двигатель и программное обеспечение должны работать вместе.

Как инвертор, приводной двигатель и контроллеры распределяют работу

Четкое разграничение компонентов упрощает оценку запроса предложений и документации по интерфейсам. Это также предотвращает взаимозаменяемое использование терминов «приводной двигатель», «привод двигателя», «инвертор» и «контроллер транспортного средства».

Приводной двигатель преобразует мощность в крутящий момент.

Приводной двигатель — это электромеханическая машина, преобразующая управляемую электрическую энергию в крутящий момент на валу. Его магнитная конструкция, обмотка, ротор, подшипники, изоляция, система охлаждения и механические соединения определяют его работу в рабочем диапазоне. В состав приводного двигателя могут входить датчики или механические детали, поэтому необходимо четко указать все необходимые параметры поставки.

Инвертор выполняет команды управления двигателем.

Инвертор измеряет электрические параметры и обратную связь по положению, коммутирует силовые устройства, регулирует фазный ток и применяет логику защиты или снижения номинальной мощности. Он должен быть откалиброван под выбранные параметры двигателя. Совместимой маркировки напряжения недостаточно; алгоритмы управления, тип датчика, количество полюсов, ограничения тока и реакции на неисправности также должны совпадать.

Контроллер транспортного средства задает запрос более высокого уровня.

Контроллер автомобиля интерпретирует информацию об акселераторе, тормозах, системе стабилизации, батарее и температуре, а затем отправляет запрос на изменение крутящего момента. Время связи, логика включения, коды неисправностей, режим аварийного движения и распределение крутящего момента должны быть назначены конкретным контроллерам. Эти интерфейсы являются частью интеграции с электроприводом, а не деталями программного обеспечения, разработанного на поздних этапах.

Как подобрать инвертор для электромобиля к приводному двигателю

Начните с проверки рабочего цикла транспортного средства и изучите весь диапазон электрических, тепловых, механических и управляющих параметров. Пиковые значения полезны, но продолжительность и повторяемость определяют, сможет ли система надежно их обеспечивать.

Напряжение, ток, крутящий момент и скорость

Официальный представитель компании Nanyang Motor Двигатель привода На этой странице описана конструкция синхронного двигателя с постоянными магнитами и плоским проводом, работающего в диапазоне напряжений 300-800 В постоянного тока, с пиковой мощностью 55-250 кВт, пиковым крутящим моментом 155-400 Нм и максимальной скоростью до 20 000 об/мин для перечисленных платформ. Рассматривайте эти параметры как границы портфеля, а затем подберите выбранный двигатель в соответствии с шиной постоянного тока инвертора, непрерывным и пиковым током, кривой зависимости крутящего момента от скорости, продолжительностью перегрузки и стратегией ослабления поля.

Охлаждение и снижение тепловой мощности

И инвертор, и двигатель выделяют тепло, и их предельные значения могут быть достигнуты в разное время. Определите тип охлаждающей жидкости, температуру на входе, расход, перепад давления, диапазон окружающей среды, компоновку, многократное ускорение, режим работы при подъеме в гору и ожидаемое снижение мощности. Кратковременный тест на пиковую мощность не может продемонстрировать тепловой запас для многократного прохождения маршрута или перезапуска в условиях перегрева.

Обратная связь, защита и поведение при сбоях

Необходимо подтвердить тип датчика положения ротора, параметры измерения тока и температуры, протокол связи, реакцию на перегрузку по току, обработку перенапряжения на шине постоянного тока, защиту от превышения скорости, поведение датчика при потере показаний, реакцию на срыв потока, контроль изоляции и безопасное отключение. Пороговые значения неисправностей и правила восстановления должны быть проверены в точном соответствии с используемым программным и аппаратным обеспечением.

Что должно включать в себя запрос предложений по электродвигателям для электромобилей?

Хорошо составленный запрос предложений (RFQ) предоставляет поставщику достаточно информации для проверки всего диапазона рабочих параметров. Он также разграничивает обязательные требования и целевые значения, а также фиксирует, кому принадлежит каждый интерфейс инвертор-двигатель.

Транспортное средство и эксплуатационные характеристики

Укажите тип транспортного средства, данные о колесах и коробке передач, диапазон напряжения батареи, непрерывный и пиковый крутящий момент, максимальную скорость, режим многократного использования, требования к рекуперативному торможению, компоновку, охлаждение, условия окружающей среды, целевой срок службы, годовой объем и применимые стандарты валидации. Сравните эти данные с выбранными параметрами. Платформа приводного двигателя Наньянг вместо того, чтобы запрашивать двигатель только от пиковой мощности.

Валидация и управление изменениями

Планирование этапов создания прототипа, картирование крутящего момента и скорости, картирование эффективности, испытания на повышение температуры, проверки на превышение скорости, вибрация, воздействие окружающей среды, изоляция, проверка разъемов, внедрение неисправностей, рекуперативная работа и инспекция на заключительном этапе производства. Опубликовано компанией Nanyang Motor. возможности тестирования должно быть привязано к согласованной матрице проверки, утвержденным образцам, изменениям в чертежах, версиям программного обеспечения и официальному уведомлению об изменениях.

Взаимодействие с поставщиками и ответственность за взаимодействие

Уточните, кто предоставляет параметры двигателя, поддержку калибровки системы управления, чертежи, датчики, разъемы, интерфейсы охлаждения и диагностические определения. Зафиксируйте ответственность за настройку инвертора, связь с транспортным средством, пороговые значения защиты, сбои при валидации и изменения в производстве. Четкое определение ответственных лиц сокращает количество итераций, когда двигатель работает на стенде, но еще не соответствует требованиям для эксплуатации в транспортном средстве.

Вывод

Инвертор электромобиля управляет крутящим моментом и скоростью приводного двигателя, преобразуя постоянный ток от батареи в регулируемый многофазный ток, а также регулирует обратную мощность во время рекуперативного торможения. Надежная работа зависит от согласования напряжения, тока, диапазона крутящего момента и скорости, обратной связи, охлаждения, защиты и программного обеспечения на протяжении всего рабочего цикла. Для рассмотрения заявки отправьте требования к конструкции автомобиля и интерфейсу по адресу [адрес электронной почты]. Команда поддержки Nanyang Motor.

Часто задаваемые вопросы

В1: Какова функция инвертора в электромобиле?

A1: Он преобразует постоянный ток от батареи в управляемую многофазную энергию для тягового двигателя и регулирует крутящий момент, скорость и поток рекуперативной энергии.

В2: Является ли инвертор для электромобиля тем же самым, что и приводной двигатель?

A2: Нет. Инвертор управляет электрической энергией, а приводной двигатель преобразует эту управляемую энергию в механический крутящий момент.

В3: Как инвертор регулирует крутящий момент двигателя?

A3: Он регулирует фазный ток двигателя с помощью команд управления и обратной связи по положению ротора, оставаясь при этом в пределах допустимых значений напряжения, тока и температуры.

Вопрос 4: Что происходит во время рекуперативного торможения?

A4: Двигатель вырабатывает электрическую энергию, а инвертор контролирует ее возврат к батарее в пределах возможностей батареи, двигателя, инвертора и транспортного средства.

В5: Какие данные необходимы для подбора инвертора и приводного двигателя?

A5: Укажите диапазон шин постоянного тока, кривую зависимости крутящего момента от скорости, непрерывный и пиковый ток, коэффициент заполнения, требования к охлаждению, обратной связи, связи, защите, упаковке и проверке.