محرك كهربائي للمركبة الكهربائية

تشير السيارة الكهربائية إلى مركبة يتم تشغيلها بواسطة مصدر طاقة على متنها وتستخدم محركًا كهربائيًا لقيادة عجلاتها ، وتلبية المتطلبات المختلفة لأنظمة المرور على الطرق والسلامة. يستخدم الكهرباء المخزنة في البطارية للبدء. في بعض الأحيان ، يتم استخدام 12 أو 24 بطارية لقيادة السيارة ، وفي بعض الأحيان تكون هناك حاجة إلى المزيد.
يشمل تكوين المركبات الكهربائية [4]: ​​أنظمة القيادة والتحكم الكهربائية ، والأنظمة الميكانيكية مثل نقل القوة الدافعة ، وأجهزة العمل لإكمال المهام المحددة مسبقًا. نظام القيادة والتحكم الكهربائي هو جوهر المركبات الكهربائية وأكبر اختلاف عن مركبات محرك الاحتراق الداخلي. يتكون نظام القيادة والتحكم الكهربائي من محرك قيادة ومصدر طاقة وجهاز تحكم في سرعة المحرك. الأجهزة الأخرى للسيارات الكهربائية هي في الأساس نفس الأجهزة الخاصة بمحركات الاحتراق الداخلي.
مزود الطاقة
توفير الطاقة الكهربائية لمحرك قيادة السيارات الكهربائية ، والذي يحول الطاقة الكهربائية من مصدر الطاقة إلى طاقة ميكانيكية. مصدر الطاقة الأكثر استخدامًا هو بطاريات الرصاص الحمضية ، ولكن مع تطور تكنولوجيا المركبات الكهربائية ، يتم استبدال بطاريات الرصاص الحمضية تدريجيًا ببطاريات أخرى بسبب طاقتها المنخفضة وسرعة الشحن البطيئة وقصر عمرها. تشمل مصادر الطاقة الرئيسية النامية بطاريات كبريت الصوديوم وبطاريات النيكل والكادميوم وبطاريات الليثيوم وخلايا الوقود وما إلى ذلك. فتح تطبيق مصادر الطاقة الجديدة هذه آفاقًا واسعة لتطوير السيارات الكهربائية.
محرك القيادة
تتمثل وظيفة محرك القيادة في تحويل الطاقة الكهربائية لمصدر الطاقة إلى طاقة ميكانيكية ، وقيادة العجلات وأجهزة العمل من خلال جهاز النقل أو مباشرة. ومع ذلك ، نظرًا لوجود شرارات التبديل ، فإن محرك التيار المستمر لديه طاقة منخفضة ، وكفاءة منخفضة ، وعبء صيانة كبير ؛ مع تطور تقنية التحكم في المحرك ، لا بد من استبدالها تدريجيًا بمحرك DC بدون فرش (BLDCM) ، ومحرك ممانعة بتبديل (SRM) ومحرك AC غير متزامن ، مثل محرك عام للحقل المحوري للقرص بدون غلاف.
التحكم في السرعة
تم ضبط جهاز التحكم في سرعة المحرك الكهربائي من أجل تغيير السرعة وتغيير الاتجاه للمركبات الكهربائية ، وتتمثل وظيفته في التحكم في الجهد أو التيار للمحرك الكهربائي ، وإكمال التحكم في عزم القيادة واتجاه دوران المحرك الكهربائي.
في السيارات الكهربائية المبكرة ، تم تحقيق التحكم في سرعة محركات التيار المستمر عن طريق توصيل المقاومات المتسلسلة أو تغيير عدد لفات ملف المجال المغناطيسي للمحرك. نظرًا لتنظيم السرعة المتدرج والاستهلاك الإضافي للطاقة أو الهيكل المعقد لاستخدام محرك كهربائي ، نادرًا ما يتم استخدامه الآن. الطريقة المستخدمة على نطاق واسع هي تنظيم سرعة المروحية الثايرستور ، والتي تحقق تنظيم السرعة بدون خطوات للمحرك عن طريق تغيير الجهد الطرفي للمحرك بشكل موحد والتحكم في تيار المحرك. في التطوير المستمر لتكنولوجيا الطاقة الإلكترونية ، تم استبدالها تدريجيًا بترانزستورات طاقة أخرى (مثل GTO و MOSFET و BTR و IGBT) لأجهزة التحكم في سرعة المروحية. من منظور التطور التكنولوجي ، مع تطبيق محركات الدفع الجديدة ، سيصبح تحويل التحكم في السرعة في السيارات الكهربائية إلى تطبيق تقنية عاكس التيار المستمر اتجاهًا لا مفر منه.
في التحكم في تغيير الاتجاه لمحرك القيادة ، يعتمد محرك التيار المستمر على الموصل لتغيير الاتجاه الحالي للحديد أو المجال المغناطيسي ، مما يحقق تغيير اتجاه دوران المحرك ، مما يجعل الدائرة معقدة ويقلل من الموثوقية. عند استخدام محرك AC غير متزامن ، فإن التغيير في اتجاه المحرك يتطلب فقط تغيير تسلسل الطور للتيار ثلاثي الطور في المجال المغناطيسي ، والذي يمكن أن يبسط دائرة التحكم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام محركات التيار المتردد وتقنية التحكم في سرعة التردد المتغيرة تجعل التحكم في استعادة طاقة الكبح للمركبات الكهربائية أكثر ملاءمة ودائرة التحكم أبسط.