Dziesięć najlepszych samochodów elektrycznych. Układ sterowania napędem elektrycznym trakcji pojazdu

Postęp nie stoi w miejscu i wszystko idzie do przodu i rozwija się. Dotyczy to również elektrycznych układów napędowych. Pojawienie się napędów elektrycznych sterowanych częstotliwością i różnych sposobów ich sterowania powoduje własne dostosowanie się do stopnia rozwoju tych urządzeń. A to doprowadziło do tego, że asynchroniczny napęd elektryczny stopniowo zaczyna zastępować maszyny prądu stałego w układach trakcyjnych – pociągach elektrycznych, trolejbusach, głównych lokomotywach elektrycznych. Wyposażenie motoryzacyjne nie jest wyjątkiem.

Współczesne realia są takie, że eksploatacja i konserwacja napędów prądu stałego w koparkach i ciężkich wywrotkach wiąże się z szeregiem niedogodności, ale współczesny rozwój nauki, a także dostępność niezbędnej bazy elementów znacznie ułatwiły rozwiązanie ten problem. Dlatego w 2005 roku projektanci Power Machines rozpoczęli tworzenie nowej linii napędów elektrycznych - asynchronicznych (częstotliwościowych). Zostały opracowane specjalnie dla ładowarek i wywrotek górniczych produkowanych przez OJSC BELAZ, a także potężnych koparek produkowanych przez Uralmash i Izhorskiye Zavody.

Asynchroniczny napęd elektryczny trakcyjny

System asynchronicznej przetwornicy częstotliwości silnika jest prawdopodobnie najbardziej złożonym z dzisiejszych elektrycznych systemów napędowych. Asynchroniczny napęd trakcyjny oparty jest na sterowaniu wektorowym. Niezbędne jest również zapewnienie wielopoziomowej ochrony i systemu alarmowego dla bezpiecznej pracy systemów oraz odpowiednio oprogramowania i systemu wizualizacji umożliwiającego monitorowanie i ustawienia systemu.

Ale oprócz znacznej komplikacji układu sterowania trakcyjnym asynchronicznym napędem elektrycznym, ma znaczne zalety w porównaniu ze starymi systemami prądu stałego, które były używane w wywrotkach górniczych BELAZ OJSC:

• Brak wbudowanego w system zespołu kolektor-szczotka, co znacznie obniża koszty eksploatacji.
• Ponadto silnik trakcyjny jest umieszczony w taki sposób, że elektryk musi się do niego dosłownie przecisnąć, co również stawia specjalne wymagania personelowi zajmującemu się konserwacją.
• Jeśli kolektor jest w złym stanie, mogą być wymagane bardziej złożone naprawy - a to przestoje i straty. W maszynie asynchronicznej po prostu nie ma kolektora.
• Przy pracy na prądzie stałym przełączanie między trybami trakcyjnym i hamowania odbywało się mechanicznie - za pomocą styczników. W systemie z AD przełączanie jest realizowane przez zawory mocy z wykorzystaniem algorytmów sterowania FC.

Cena £. Plusy i minusy

Koszt asynchronicznego napędu elektrycznego trakcyjnego jest dość wysoki i odstrasza. Ale oprócz kosztów zakupu, instalacji i uruchomienia są też koszty eksploatacji. Ze względu na to, że montaż szczotko-kolektora w IM z wirnikiem zwarciowym

brakuje, koszty operacyjne są znacznie zmniejszone. W końcu głównym słabym punktem maszyn prądu stałego jest właśnie zespół kolektora, który należy okresowo czyścić, wymieniać szczotki, a czasem sam kolektor. Ponadto obwody asynchroniczne są mniejsze niż DPT. Przetwornice częstotliwości są wyposażone w urządzenia diagnostyczne i alarmowe pomagające w rozwiązywaniu problemów. Ponadto, jeśli jakiś element ulegnie awarii, wystarczy wymienić ogniwo lub moduł zasilający urządzenia i jest gotowe do pracy.

NAMI-0189E pokazano na ryc. 3.6.

Ryż. 3.6. Schemat napędu elektrycznego z przełączaniem sekcji akumulatora i regulacją przez wzbudzenie

Silnik trakcyjny M jest zasilany przez dwa zespoły baterii trakcyjnych GB1 i GB2, które są połączone z jego obwodem równolegle lub szeregowo za pomocą styczników KB. W obwodzie twornika silnika dodatkowo znajdują się rezystory rozruchowe R1 i R2, bocznikowane przez stycznik KSh. Prąd wzbudzenia silnika jest regulowany przez tyrystorowy przetwornik impulsów zawierający tyrystor główny V2 i przełączający - V3. Silnik jest odwracany przez stycznik KR, który przełącza polaryzację napięcia na uzwojeniu wzbudzenia OB. Tryby pracy napędu elektrycznego ustawia specjalny sterownik. Urządzenie to, sterowane przez sterownik, zawiera przełączniki trybów, a także regulator indukcyjny, którego położenie określa wartość prądu wzbudzenia za pomocą jednostki sterującej BU. Z kolei prąd wzbudzenia silnika określa wielkość prądu twornika

(3.3)

jak również moment dynamiczny na wale silnika

W ustalonych trybach pracy silnika Mdyn = 0 i z wyrażenia (3.4) wynika, że ​​prąd wzbudzenia określa prędkość obrotową według wzoru

(3.5)

gdzie UП jest napięciem zasilania obwodu twornika silnika; oraz

#1 - gdy KB jest wyłączone

#2 - gdy KB jest włączone

Za pomocą jednostki sterującej CU z ujemnym sprzężeniem zwrotnym o prądzie akumulatora i kierunku na uzwojeniu wzbudzenia silnika, ustawione wartości prądu wzbudzenia i prądu akumulatora są stabilizowane, a tym samym tryby jazdy zgodnie z wyrażeniami (3.4) i (3.5).

Podczas uruchamiania samochodu elektrycznego bloki akumulatorów są połączone równolegle, poprzez włączenie stycznika K silnik uruchamia się na pierwszym stopniu reostatycznym poprzez rezystor RI. Wzbudzenie silnika jest ustawione na bliskim maksimum. Dalsze wciskanie pedału przyspieszenia i tym samym wpływanie na sterownik podczas przyspieszania powoduje załączenie drugiego stopnia reostatu poprzez podłączenie równolegle rezystorów RI nr 2 przez tyrystor VI. Gdy prąd rozruchowy maleje, stycznik KSH włącza się i zwiera reostaty rozruchowe. Tyrystor VI powraca następnie do stanu wyłączenia. Dalsza kontrola odbywa się poprzez zmianę prądu wzbudzenia. Gdy prędkość osiągnie 30 km/h, sterownik przełącza bloki akumulatorów na połączenie szeregowe i kontynuuje sterowanie poprzez zmianę prądu wzbudzenia.

Hamowanie regeneracyjne następuje wraz ze wzrostem prądu wzbudzenia i wzrostem pola elektromagnetycznego silnika. Prąd ładowania akumulatora zaczyna płynąć przez diodę V zarówno gdy bloki są połączone szeregowo, jak i równolegle. Zakres możliwego hamowania regeneracyjnego dr zależy od zastosowanej redukcji strumienia wzbudzenia silnika i można go określić z następującej zależności.

Nowoczesny samochód ma dużą liczbę jednostek, które do uruchomienia wymagają energii mechanicznej. Otrzymują tę energię w większości przypadków z silników elektrycznych.

Silnik elektryczny z mechanicznym mechanizmem przenoszenia mocy i obwodem sterującym silnika elektrycznego tworzą elektryczny układ napędowy samochodu. Do przenoszenia energii w elektrycznym napędzie samochodowym, przekładniach zębatych i ślimakowych stosuje się mechanizmy korbowe. Często silnik elektryczny i mechanizm do przenoszenia energii mechanicznej są połączone w motoreduktor lub silnik elektryczny jest połączony z siłownikiem.

Napędy elektryczne samochodu napędzają wentylatory nagrzewnic i układu chłodzenia silnika, elektryczne szyby, przedłużacze anten, wycieraczki, pompy spryskiwaczy, spryskiwacze reflektorów, nagrzewnice, pompy paliwa itp. Rozważ wymagania dla silników elektrycznych i typów silników elektrycznych stosowanych w elektrycznych układach napędowych zespołów pojazdów.

Silniki elektryczne do napędów zespołów pojazdów

Wymagania dla silników elektrycznych są bardzo zróżnicowane. Silniki elektryczne do nagrzewnic i wentylatorów samochodowych mają długi tryb pracy i mały moment rozruchowy; silniki elektryczne szyb mają duży moment rozruchowy, ale działają przez krótki czas; silniki wycieraczek postrzegać zmienne obciążenia, a zatem musi mieć sztywną charakterystykę wyjściową, prędkość wału nie powinna zmieniać się znacząco, gdy zmienia się obciążenie; silniki podgrzewaczy muszą działać normalnie w bardzo niskich temperaturach otoczenia.

W napędach zespołów pojazdów stosowane są wyłącznie silniki elektryczne prądu stałego.. Ich moce znamionowe muszą odpowiadać serii 6, 10, 16, 25, 40, 60, 90, 120, 150, 180, 250, 370 W, a znamionowe prędkości wału serii 2000, 3000, 4000, 5000, 6000 , 8000, 9000 i 10 000 obr./min.

Silniki elektryczne o wzbudzeniu elektromagnetycznym w elektrycznym układzie napędowym zespołów pojazdu mają wzbudzenie szeregowe, równoległe lub mieszane. Nawrotne silniki elektryczne są wyposażone w dwa uzwojenia wzbudzenia. Jednak obecnie zmniejsza się zastosowanie silników elektrycznych z wzbudzaniem elektromagnetycznym. Silniki elektryczne z wzbudzeniem z magnesów trwałych są bardziej rozpowszechnione.

Konstrukcje silników elektrycznych są niezwykle różnorodne.

Ryż. 2. Silnik nagrzewnicy

Na ryc. 2 przedstawia urządzenie silnika elektrycznego nagrzewnicy. Magnesy trwałe 2 są zamocowane na korpusie 12 silnika elektrycznego za pomocą sprężyn 10. Wałek twornika 11 jest osadzony w łożyskach ceramiczno-metalowych 1 i 5 umieszczonych w korpusie i pokrywie 8. Pokrywa mocowana jest do korpusu za pomocą śrub wkręcane w płytki 9. Prąd do kolektora 6 doprowadzany jest przez szczotki 4, umieszczone w uchwycie szczotek 3. Trawers 7 wykonany z materiału izolacyjnego, który łączy wszystkie szczotkotrzymacze w jedną całość, jest przymocowany do pokrywy 8 .

W silnikach elektrycznych do 100 W powszechnie stosuje się łożyska ślizgowe z wkładkami ceramiczno-metalowymi, skrzynkowe uchwyty szczotek i kolektory wytłoczone z taśmy miedzianej z zaciskaniem z tworzywa sztucznego. Stosowane są również kolektory wykonane z rury posiadającej podłużne rowki na wewnętrznej powierzchni.

Osłony i korpus wykonane są z bezszwowej blachy stalowej. W silnikach spryskiwaczy przedniej szyby osłony i obudowa są z tworzywa sztucznego. Stojan silników elektrycznych wzbudzenia elektromagnetycznego jest rekrutowany z płyt; ponadto oba bieguny i jarzmo są wytłoczone jako jeden element z blachy stalowej.

Magnesy trwałe typu 1 i 2 (patrz tabela poniżej) są instalowane w obwodzie magnetycznym, wlanym do plastikowej obudowy. Magnesy typu 3, 4 i 5 mocowane są do korpusu za pomocą płaskich stalowych sprężyn lub klejone. Magnes typu 6 jest montowany i wklejany w obwód magnetyczny, który jest umieszczony w pokrywie silnika. Kotwa wykonana jest z blach ze stali elektrotechnicznej o grubości 1-1,5 mm.

Dane techniczne głównych typów silników elektrycznych wzbudzanych magnesami trwałymi

tabela 1. Główne typy silników elektrycznych w napędach elektrycznych samochodów krajowych.

Dane techniczne głównych typów silników elektrycznych z wzbudzeniem elektromagnetycznym

tabela 2. Główne typy silników elektrycznych w napędach elektrycznych samochodów krajowych.

Silniki elektryczne powyżej 100 W blisko projektu do Generatory prądu stałego. Posiadają obudowę wykonaną z taśmy ze stali niskowęglowej lub z rury, na której za pomocą śrub mocowane są bieguny z uzwojeniem wzbudzenia. Pokrywy są skręcane śrubami. Czapki posiadają łożyska kulkowe. Reaktywne uchwyty szczotek utrzymują szczotki na komutatorze stabilnie.

Silniki dwubiegowe z wzbudzeniem elektromagnetycznym posiadają zaciski dla każdej cewki wzbudzenia, silniki elektryczne z magnesami trwałymi wyposażone są w trzecią dodatkową szczotkę, po zasileniu prędkość wału wzrasta.

Dane techniczne głównych typów silników elektrycznych wzbudzanych z magnesów trwałych przedstawiono w tabeli. 1, a przy wzbudzeniu elektromagnetycznym w tabeli. 2.

System kontroli trakcji pojazdu

Wstęp

czujnik trakcji napędu elektrycznego samochodu,

Znaczenie rozwoju trakcyjnego napędu elektrycznego samochodu hybrydowego polega na bardziej prawidłowym wykorzystaniu energii, poprawie przyjazności samochodu dla środowiska oraz bardziej ekonomicznej konserwacji samochodu poprzez zmniejszenie zużycia paliwa. Zapewnia niezbędną moc, siłę uciągu, niezbędną prędkość pojazdu w różnych warunkach jazdy.

Nowość naukowa.

Nowością naukową jest brak konieczności instalowania silnika w szczytowych obciążeniach roboczych. W momencie, gdy potrzebny jest gwałtowny wzrost obciążenia trakcyjnego, do prac włączany jest jednocześnie silnik elektryczny i silnik konwencjonalny (a w niektórych modelach dodatkowy silnik elektryczny). Oszczędza to na instalacji słabszego silnika spalinowego, który przez większość czasu pracuje w najkorzystniejszym dla siebie trybie. Ta jednolita redystrybucja i akumulacja mocy, a następnie jej szybkie wykorzystanie, pozwala na zastosowanie instalacji hybrydowych w samochodach sportowych i SUV-ach.

Praktyczne znaczenie.

Praktyczne znaczenie polega na tym, że oszczędza się paliwo mineralne (surowiec nieodnawialny), zmniejsza się zanieczyszczenie środowiska, oszczędza się bardzo cenny dla człowieka zasób, jakim jest czas (z wyłączeniem połowy dojazdów na stacje benzynowe).

1. Wstępne dane i opis problemu

Głównym zadaniem układu sterowania siłownią pojazdu hybrydowego jest zapewnienie najbardziej ekonomicznego i ekologicznego trybu pracy silnika spalinowego poprzez redystrybucję obciążenia pomiędzy silnik spalinowy, silnik pomocniczy i układ odzysku energii .

Dodatkowe zadania systemu to:

) Zapewnienie odzyskania energii hamowania samochodu.

) Zapewnienie niezbędnej dynamiki przyspieszenia samochodu poprzez zastosowanie pomocniczego zespołu napędowego i magazynu energii.

) Zapewnienie trybu Start-Stop z minimalnym okresem pracy silnika spalinowego na biegu jałowym w przypadku krótkotrwałego postoju samochodu.

Wstępne dane.

Zrobione Volkswagen Touareg

Poniższe rysunki (rys. 1 i rys. 2) pokazują jego charakterystykę techniczną, która będzie wstępnymi danymi do mojej pracy i jej wyglądem.

Ryż. 1 Dane początkowe

Ryż. 2 Wygląd Volkswagena Touarega

1.1 Klasyfikacja istniejących systemów

Aby zbadać trakcyjny napęd elektryczny samochodu hybrydowego, musisz zdecydować, który z trzech istniejących schematów wybrać. Jest to klasyfikacja według sposobu interakcji silnika spalinowego i elektrycznego.

Schemat sekwencyjny.

To najprostsza konfiguracja hybrydowa. Silnik spalinowy służy wyłącznie do napędzania generatora, a wytwarzana przez niego energia elektryczna ładuje akumulator i zasila silnik elektryczny, który obraca koła napędowe.

Eliminuje to potrzebę stosowania skrzyni biegów i sprzęgła. Hamowanie regeneracyjne służy również do ładowania akumulatora. Schemat otrzymał swoją nazwę, ponieważ przepływ mocy trafia do kół napędowych, przechodząc przez szereg kolejnych przekształceń. Od energii mechanicznej generowanej przez silnik spalinowy do energii elektrycznej generowanej przez generator i ponownie do energii mechanicznej. W takim przypadku część energii jest nieuchronnie tracona. Hybryda szeregowa pozwala na zastosowanie silnika spalinowego o małej mocy, który stale pracuje w zakresie maksymalnej wydajności lub można go całkowicie wyłączyć. Gdy silnik spalinowy jest wyłączony, silnik elektryczny i akumulator są w stanie zapewnić niezbędną moc do ruchu. Dlatego w przeciwieństwie do silników spalinowych muszą być mocniejsze, a co za tym idzie mają większy koszt. Schemat sekwencyjny jest najskuteczniejszy podczas jazdy w trybie częstych postojów, hamowania i przyspieszania, jazdy z małą prędkością, tj. w mieście. Dlatego znajduje zastosowanie w autobusach miejskich i innych rodzajach transportu miejskiego. Na tej zasadzie działają również duże wywrotki górnicze, gdzie konieczne jest przeniesienie dużego momentu obrotowego na koła, a duże prędkości nie są wymagane.

obwód równoległy

Tutaj koła napędowe napędzane są zarówno silnikiem spalinowym, jak i silnikiem elektrycznym (który musi być odwracalny, czyli może pracować jako generator). Do ich skoordynowanego działania równoległego wykorzystywane jest sterowanie komputerowe. Jednocześnie pozostaje zapotrzebowanie na konwencjonalną skrzynię biegów, a silnik musi pracować w nieefektywnych warunkach przejściowych.

Moment pochodzący z dwóch źródeł rozkłada się w zależności od warunków jazdy: w stanach nieustalonych (rozruch, przyspieszanie) podłączony jest silnik elektryczny wspomagający silnik spalinowy, a w ustalonych trybach i podczas hamowania pracuje jako prądnica, ładując bateria. Tak więc w hybrydach równoległych silnik spalinowy pracuje przez większość czasu, a wspomagany jest silnikiem elektrycznym. Dlatego hybrydy równoległe mogą używać mniejszej baterii niż hybrydy szeregowe. Ponieważ silnik spalinowy jest bezpośrednio połączony z kołami, straty mocy są znacznie mniejsze niż w szeregowej hybrydzie. Ta konstrukcja jest dość prosta, ale ma tę wadę, że odwracalna maszyna hybrydy równoległej nie może jednocześnie napędzać kół i ładować akumulatora. Hybrydy równoległe są skuteczne na autostradach, ale niezbyt skuteczne w mieście. Mimo łatwości realizacji tego schematu, nie poprawia on znacząco zarówno parametrów środowiskowych, jak i efektywności użytkowania silników spalinowych.

Firma Honda jest zwolennikiem takiego schematu hybryd. Ich system hybrydowy nazywa się Integrated Motor Assist (Integrated Engine Assistant). Zapewnia przede wszystkim stworzenie silnika benzynowego o zwiększonej wydajności. I dopiero wtedy, gdy silnik staje się trudny, z pomocą powinien mu przyjść silnik elektryczny. W tym przypadku system nie wymaga skomplikowanej i drogiej jednostki sterującej mocą, a co za tym idzie koszt takiego pojazdu jest niższy. System IMA składa się z silnika benzynowego (który zapewnia główne źródło zasilania), silnika elektrycznego zapewniającego dodatkową moc oraz dodatkowego akumulatora do silnika elektrycznego. Gdy samochód z konwencjonalnym silnikiem benzynowym zwalnia, jego energia kinetyczna jest tłumiona przez opór silnika (hamowanie silnikiem) lub rozpraszana w postaci ciepła, gdy tarcze i bębny hamulcowe się nagrzewają. Pojazd z systemem IMA zaczyna hamować silnikiem elektrycznym. W ten sposób silnik elektryczny działa jak generator, wytwarzając prąd. Energia zmagazynowana podczas hamowania jest magazynowana w akumulatorze. A gdy samochód ponownie zacznie przyspieszać, akumulator przekaże całą zgromadzoną energię na rozkręcenie silnika elektrycznego, który ponownie przełączy się na funkcje trakcyjne. A zużycie benzyny zmniejszy się dokładnie o tyle, o ile energia została zmagazynowana podczas poprzedniego hamowania. Generalnie Honda uważa, że ​​system hybrydowy powinien być tak prosty, jak to tylko możliwe, silnik elektryczny spełnia tylko jedną funkcję - pomaga silnikowi spalinowemu oszczędzić jak najwięcej paliwa. Honda wypuszcza dwa modele hybrydowe: Insight i Civic.

Obwód szeregowo-równoległy

Tworząc hybrydy, Toyota poszła własną drogą. System Hybrid Synergy Drive (HSD) opracowany przez japońskich inżynierów łączy cechy dwóch poprzednich typów. Do równoległego obwodu hybrydowego dodawany jest oddzielny generator i dzielnik mocy (przekładnia planetarna). W efekcie hybryda nabiera cech hybrydy sekwencyjnej: samochód rusza i porusza się z małymi prędkościami tylko na trakcji elektrycznej. Przy dużych prędkościach i podczas jazdy ze stałą prędkością podłączony jest silnik spalinowy. Przy dużych obciążeniach (przyspieszanie, jazda pod górę itp.) silnik elektryczny jest dodatkowo zasilany z akumulatora – tj. hybryda działa jak równoległa.

Z oddzielnym alternatorem ładującym akumulator, silnik elektryczny służy tylko do napędu kół i hamowania rekuperacyjnego. Przekładnia planetarna przesyła część mocy z silnika spalinowego na koła, a resztę do generatora, który albo zasila silnik elektryczny, albo ładuje akumulator. System komputerowy stale dostosowuje dostarczanie mocy z obu źródeł energii w celu uzyskania optymalnych osiągów we wszystkich warunkach jazdy. W tego typu hybrydach silnik elektryczny pracuje przez większość czasu, a silnik spalinowy jest używany tylko w najwydajniejszych trybach. Dlatego jego moc może być mniejsza niż w hybrydzie równoległej.

Ważną cechą silnika spalinowego jest również to, że pracuje on w cyklu Atkinsona, a nie w cyklu Otto, jak silniki konwencjonalne. Jeżeli praca silnika jest zorganizowana zgodnie z cyklem Otto, to podczas suwu ssania tłok poruszając się w dół wytwarza w cylindrze podciśnienie, dzięki czemu zasysane jest do niego powietrze i paliwo. Jednocześnie w trybie wolnoobrotowym, gdy przepustnica jest prawie zamknięta, tzw. straty pompowania. (Aby lepiej zrozumieć, co to jest, spróbuj na przykład wciągnąć powietrze przez ściśnięte nozdrza). Ponadto pogarsza to napełnianie butli świeżym ładunkiem, a tym samym zwiększa zużycie paliwa i emisję szkodliwych substancji do atmosfery. Gdy tłok osiągnie dolny martwy punkt (BDC), zawór wlotowy zamyka się. Podczas suwu wydechu, gdy zawór wydechowy otwiera się, spaliny są nadal pod ciśnieniem, a ich energia jest bezpowrotnie tracona – jest to tzw. straty wyjściowe.

W silniku Atkinsona podczas suwu ssania zawór dolotowy zamyka się nie w pobliżu BDC, ale znacznie później. Zapewnia to szereg korzyści. Po pierwsze, zmniejszają się straty pompowania, ponieważ część mieszanki, gdy tłok mija BDC i zaczyna poruszać się w górę, jest wpychana z powrotem do kolektora dolotowego (a następnie wykorzystywana w innym cylindrze), co zmniejsza w nim podciśnienie. Mieszanka palna wypchnięta z cylindra odprowadza również część ciepła z jego ścian. Ponieważ czas trwania suwu sprężania w stosunku do suwu suwu zmniejsza się, silnik pracuje według tzw. cykl o zwiększonym stopniu rozprężania, w którym energia spalin jest wykorzystywana przez dłuższy czas, tj. ze zmniejszeniem strat spalin. W ten sposób uzyskujemy lepszą wydajność środowiskową, wydajność i większą wydajność, ale mniej mocy. Ale faktem jest, że silnik hybrydy Toyoty działa w trybach lekko obciążonych, w których ta wada cyklu Atkinsona nie odgrywa dużej roli.

Wady hybrydy szeregowo-równoległej obejmują wyższy koszt, ponieważ wymaga oddzielnego generatora, większego zestawu akumulatorów oraz mocniejszego i bardziej złożonego systemu sterowania komputerowego.

System HSD jest zainstalowany w hatchbacku Toyota Prius, sedanie Camry klasy biznesowej, SUV-ie Lexus RX400h, Toyota Highlander Hybrid, Harrier Hybrid, sportowym sedanie Lexus GS 450h oraz luksusowym samochodzie Lexus LS 600h. Know-how Toyoty zostało kupione przez Forda i Nissana i wykorzystane do stworzenia Forda Escape Hybrid i Nissana Altima Hybrid. Toyota Prius prowadzi sprzedaż wśród wszystkich hybryd. Zużycie benzyny w mieście wynosi 4 litry na 100 kilometrów. Jest to pierwszy pojazd, który osiągnął mniejsze zużycie paliwa w jeździe miejskiej niż na autostradzie. Na Paris Motor Show 2008 zaprezentowano hybrydę plug-in Prius.

1.2 Schematy układu sterowania trakcyjnym napędem elektrycznym samochodu

Legenda włączania/wyłączania sygnałów wejściowych i wyjściowych. silnik-generator sygnał pedału hamulca sygnał elektroniczny pedału przyspieszenia obroty silnika temperatura silnika załączenie sprzęgła separującego

ICE/silnik elektryczny-generator prędkość silnika elektrycznego generatora temperatura silnika generatora prędkość automatycznej skrzyni biegów detekcja biegów automatyczna skrzynia biegów temperatura układu hydraulicznego pompa sprzęgła hydraulicznego, ciśnienie

w układzie hydraulicznymAutomatyczna skrzynia biegów, zmiana biegów Temperatura modułu elektronicznego zasilania Monitorowanie przewodów układu wysokonapięciowego Temperatura akumulatora wysokonapięciowegoMonitorowanie napięciaCiśnienie w hydraulicznym siłowniku hamulca

systemy, rejestracja ciśnienia hamowania, rejestracja prędkości kół, wykrywanie zapięcia pasa bezpieczeństwa,

Legenda elementów elektrycznychAkumulator wysokonapięciowyJednostka sterująca silnikaJednostka sterująca ACPSModuł zasilania i jednostka sterująca napędem elektrycznymJack box (EBox)Jednostka sterująca ABSJednostka sterująca zestawu wskaźnikówInterfejs diagnostyczny magistrali danychJednostka sterująca poduszek powietrznych

System radionawigacji RNS 850

Opis pracy:

Początek ruchu. Jazda z lekkim ładunkiem, z małą prędkością lub po lekkim wzniesieniu. Ponieważ silnik spalinowy ma niską sprawność przy niskich obciążeniach, napęd zapewnia silnik pomocniczy, jeśli zapas energii w napędzie jest wystarczający. W przeciwnym razie ruch odbywa się za pomocą silnika spalinowego.

Równy ruch. System zapewnia najbardziej wydajny tryb pracy silnika spalinowego. Jeżeli moment obrotowy silnika spalinowego jest mniejszy niż moment oporu, brakującą moc zapewnia podłączenie silnika pomocniczego. Jeżeli optymalny moment obrotowy jest większy niż moment oporu, nadmiar mocy jest usuwany przez obwód odzyskiwania energii.

Podkręcanie Niezbędną dynamikę przyspieszenia zapewnia głównie silnik pomocniczy przy zachowaniu najbardziej ekonomicznego trybu głównego silnika spalinowego. W przypadku braku energii w akumulatorze lub braku mocy silnika pomocniczego, dodatkową moc dostarcza główny silnik spalinowy.

Hamowanie. Nadmiar energii kinetycznej pojazdu jest wykorzystywany w obwodzie rekuperacji. Jeżeli skuteczność hamowania odzyskowego jest niewystarczająca, uruchamiany jest hydrauliczny układ hamulcowy.

Po zatrzymaniu i wystarczającej ilości energii w napędzie, aby ruszyć, silnik spalinowy zostaje wyłączony. Jeśli zmagazynowana energia nie wystarczy. Silnik spalinowy pracuje dalej, dopóki nie będzie potrzeby uzupełnienia Akumulator wysokonapięciowy Moduł zasilania i jednostka sterująca

napęd elektrycznySkrzynka sterownicza akumulatora wysokiego napięciaJack box (EBox) Bezpiecznik Złącze serwisowe systemu 1HVWentylator 1Akumulator hybrydowyWentylator 2Akumulator hybrydowy

Silnik elektryczny-generator.

Kluczowym elementem napędu hybrydowego jest silnik-generator elektryczny.

W hybrydowym układzie napędowym spełnia trzy krytyczne zadania:

Rozrusznik do silnika spalinowego,

Alternator do ładowania akumulatora wysokonapięciowego,

Elektryczny silnik trakcyjny do ruchu pojazdów.

Wirnik obraca się wewnątrz stojana bez kontaktu. W trybie generatora moc silnika elektrycznego generatora wynosi 38 kW. W trybie silnika trakcyjnego silnik-generator osiąga moc 34 kW. Różnica wynika ze strat mocy, które są konstrukcyjnie nieodłączne dla każdej maszyny elektrycznej. Touareg z silnikiem hybrydowym umożliwia jazdę wyłącznie na napędzie elektrycznym po płaskim terenie do prędkości około 50 km/h. Maksymalna prędkość jazdy zależy od oporu jazdy oraz stopnia i naładowania akumulatora wysokonapięciowego. W obudowie silnika-generatora znajduje się specjalne sprzęgło K0.

Silnik-generator elektryczny znajduje się pomiędzy silnikiem spalinowym a automatyczną skrzynią biegów.

Jest to trójfazowy silnik synchroniczny. Moduł energoelektroniki przetwarza napięcie 288 V DC na trójfazowe napięcie AC. Napięcie trójfazowe wytwarza trójfazowe pole elektromagnetyczne w silniku elektrycznym-generatorze.

W dokumentacji serwisowej silnik-generator określany jest jako „silnik trakcyjny do napędu elektrycznego V141”.

1.3 Czujniki zawarte w systemie

Czujnik położenia wirnika.

Ponieważ silnik spalinowy wraz z czujnikami prędkości jest mechanicznie odłączony od silnika elektrycznego-generatora w trybie napędu elektrycznego, ten ostatni wymaga własnych czujników do określenia położenia i prędkości wirnika. W tym celu w generatorze silnika elektrycznego wbudowane są trzy czujniki prędkości.

Obejmują one:

czujnik położenia wirnika trakcyjnego 1

silnik elektryczny G713

czujnik położenia wirnika trakcyjnego 2

silnik elektryczny G714

czujnik 3 pozycja wirnika trakcji

Czujnik położenia wirnika (RPR) jest częścią silnika elektrycznego.

W kolektorowych silnikach elektrycznych czujnik położenia wirnika jest zespołem szczotkowo-kolektorowym, który jest jednocześnie wyłącznikiem prądowym.

W silnikach bezszczotkowych czujnik położenia wirnika może być różnego typu:

Indukcja magnetyczna (tj. same cewki zasilające są używane jako czujnik, ale czasami stosuje się dodatkowe uzwojenia)

Magnetoelektryczne (czujniki Halla)

Optoelektryczny (na różnych transoptorach: fotodioda LED, fototranzystor LED, fototyrystor LED).

Czujnik temperatury silnika napędowego G712

Czujnik ten jest zintegrowany z korpusem generatora silnika elektrycznego i wypełniony polimerem.

Czujnik rejestruje temperaturę silnika elektrycznego generatora. Obwody chłodziwa są częścią innowacyjnego systemu kontroli temperatury. Sygnał czujnika temperatury silnika trakcyjnego służy do sterowania wydajnością chłodzenia wysokotemperaturowego obwodu chłodziwa. Za pomocą elektrycznej pompy płynu chłodzącego i sterowanej pompy płynu chłodzącego do silnika spalinowego można sterować wszystkimi trybami pracy układu chłodzenia, od trybu braku obiegu płynu chłodzącego w obwodach chłodzących do trybu maksymalnej wydajności układu chłodzenia .

W zależności od materiałów użytych do produkcji czujników termorezystancyjnych wyróżnia się:

1.Rezystancyjne czujniki temperatury (RTD). Czujniki te są wykonane z metalu, najczęściej platyny. W zasadzie każda meta zmienia swoją odporność pod wpływem temperatury, ale używa się platyny, ponieważ ma długoterminową stabilność, wytrzymałość i powtarzalność właściwości. Wolframu można również używać do pomiaru temperatur powyżej 600°C. Wadą tych czujników jest wysoki koszt i nieliniowość charakterystyk.

2.Rezystancyjne czujniki silikonowe. Zaletami tych czujników jest dobra liniowość i wysoka stabilność długoterminowa. Ponadto czujniki te można osadzać bezpośrednio w mikrostrukturach.

.Termistory. Czujniki te są wykonane ze związków tlenków metali. Czujniki mierzą tylko temperaturę bezwzględną. Istotną wadą termistorów jest konieczność ich kalibracji i duża nieliniowość, a także starzenie się, jednak przy wszystkich niezbędnych ustawieniach można je wykorzystać do precyzyjnych pomiarów.

2. Diagnostyka

.1 Tester diagnostyczny

DASH CAN 5.17 kosztuje 16500 rubli.

Funkcjonalność:

Kalibracja i regulacja licznika;

Dodanie kluczyków do samochodu, nawet jeśli nie masz wszystkich istniejących kluczyków

Wykonuje adaptację klucza

Odczytywanie loginów / tajnych kodów (SKC)

Numer identyfikacyjny nagrania i numer immobilizera

Ładuje i zapisuje zdekodowany blok immobilizera

Zapisuje (klonuje) tablicę przyrządów, zapisując blok immobilizera z pliku

Czyta i kasuje kody błędów CAN-ECU;

Stosowanie:

Przyciski: / SEAT / SKODA - naciśnij ten przycisk, aby odczytać najnowszą generację VDO. (Na przykład będzie pasował do GOLF V od 2003 do 06.2006. Niektóre wersje samochodów SEAT i Skoda są wyposażone w kombinacje tego typu w modelach sprzed 2009 roku) - naciśnij ten przycisk, aby odczytać Passata B6. (W tych pojazdach nie można uzyskać informacji o immobilizerze z zestawu wskaźników, ponieważ moduł immobilizera jest częścią modułu) A3 - naciśnij ten przycisk, aby odczytać kombinację AUDI A3 VDO. A4 - naciśnij ten przycisk, aby odczytać AUDI A4 BOSCHRB4./ TOUAREG - kliknij ten przycisk, aby przeczytać Phaeton i Touareg BOSCHRB4.EDC15 - samochody z silnikiem Diesla od 1999 roku. Obsługuje większość samochodów grupy VAG i SKODA - wyposażyło swoje samochody w ECU.EDC16 - stosowane w samochodach z silnikiem Diesla od 2002 roku. Stosowany w samochodach najnowszej generacji.* /MED9.5 - Typ silnika BOSCHME7.* stosowany w samochodach takich jak GolfI V czy Audi TT. Można odczytać następujące silniki: ME7.5, ME7.1, ME7.5.1, ME7.1.1.1.1 Golf nie jest jeszcze obsługiwany KANAŁY - Wciskając ten przycisk dostosowujesz EEprom sterownika silnika BOSCHME7.BOXES - By naciskając ten przycisk można odczytać kod rejestracyjny z immobilizera. Pasuje do Audi A4 ze złączem 12-pinowym i skrzynką LT. Można też czytać skrzynki od 1994 do 1998, ale tylko wtedy, gdy w stacyjce włożony jest przystosowany kluczyk.

2.2 Informacje diagnostyczne

Autodiagnostyka systemu.

Jeśli w układzie wysokiego napięcia wystąpi usterka, zapali się lampka kontrolna. Symbol lampki ostrzegawczej może być pomarańczowy, czerwony lub czarny. W zależności od rodzaju usterki w systemie wysokonapięciowym wyświetlany jest symbol odpowiedniego koloru i komunikat ostrzegawczy.

Wniosek

W mojej pracy rozważany jest układ sterowania trakcyjnym napędem elektrycznym samochodu hybrydowego. Wszystkie istniejące systemy, wszystkie rozwiązania obwodów są również brane pod uwagę, brane są pod uwagę czujniki zawarte w systemie. Rozważana jest autodiagnostyka systemu oraz diagnostyka za pomocą zewnętrznego urządzenia (tester). Prace zostały w całości zakończone.

Bibliografia

1. Yutt V.E. Wyposażenie elektryczne samochodów: Podręcznik dla studentów. - M.: Transport, 1995. - 304 s.

Krótki przewodnik samochodowy. - M.: Transconsulting, NIIAT, 1994 - 779 s. 25 kopii

Akimov S.V., Chizhkov Yu.P. Wyposażenie elektryczne samochodów - M .: CJSC KZHI „Za kierownicą”, 2001. - 384 s. 25 kopii

Akimov S.V., Borovskikh Yu.I., Chizhkov Yu.P. Wyposażenie elektryczne i elektroniczne samochodów - M.: Mashinostroenie, 1988. - 280 s.

Reznik AM, Orłow W.M. Wyposażenie elektryczne samochodów. - M.: Transport, 1983. - 248 s.

Szkolenie serwisowe Program do samodzielnej nauki 450 Touareg z hybrydowym układem napędowym.

W XXI wieku wydaje się, że marzenie ludzkości się spełni. Samochody elektryczne nie wyparły jeszcze pojazdów napędzanych węglowodorami, ale powoli pojawiają się lepsze modele. W ostatnich latach wielu producentów samochodów zaoferowało społeczności ekspertów swoje projekty samochodów elektrycznych.

Niektóre weszły do ​​masowej produkcji i zdołały zdobyć uznanie amatorów i profesjonalistów. W pierwszej dziesiątce najlepszych samochodów elektrycznych naszych czasów znajdują się następujące modele.

Chevy Volt

Chevrolet Spark EV

Ford Fusion Energy

Ford Focus elektryczny

Fiat 500e

Wtyczka Honda Accord

Porsche Panamera S hybryda E

bmw i3

Tesla Model S

Tesla Model X

1. Opcje 70D będą kosztować kupującego 80 tysięcy dolarów. Dzięki mocnej baterii (70 kWh) Tesla może przejechać 345 km.
2. Opcje 90D szacowane są na 132 tysiące dolarów. Samochód wyposażony jest w akumulator 90 kWh, zapewnia zasięg 414 km.
3. Możesz kupić Teslę Model X w konfiguracji P90D za 140 000 USD. Moc akumulatora (90 kWh) jest rozłożona na dwie osie, zapewniając doskonałą dynamikę przyspieszenia (od 3,8 s do 96 km/h). Bez doładowania samochód może przejechać 402 km.

• cały akumulator zajmuje dużo miejsca w samochodzie;
• właściwości baterii pogarszają się zimą;
• żywotność baterii jest ograniczona do 2-3 lat;
• do ogrzania kabiny pasażerskiej potrzebna jest dodatkowa energia.