Acționări electrice ale unităților auto. Sistem de control al acționării electrice de tracțiune Acționare electrică auto

NAMI-0189E este prezentat în Fig. 3.6.

Orez. 3.6. Circuit de antrenare electric cu comutarea secțiunilor bateriei și controlul excitației

Motorul de tracțiune M este alimentat de două unități de baterie de tracțiune GB1 și GB2, care sunt conectate la circuitul său fie în paralel, fie în serie folosind contactoare KB. În plus, circuitul armăturii motorului conține rezistențele de pornire R1 și R2, șuntate de contactorul KSh. Curentul de excitație al motorului este reglat de un convertor de impulsuri tiristoare care conține tiristorul principal V2 și cel de comutație - V3. Reversul motorului este realizat de contactorul KP, care comută polaritatea tensiunii pe înfășurarea de excitație a OF. Modurile de funcționare ale acționării electrice sunt setate de un controler special. Acest dispozitiv, controlat de șofer, conține comutatoare de mod, precum și un punct de referință inductiv, a cărui poziție este determinată de unitatea de control BU valoarea curentului de excitație. La rândul său, curentul de excitație al motorului determină mărimea curentului de armătură

(3.3)

precum si cuplul dinamic pe arborele motorului

În regimurile staționare de funcționare a motorului Mdin = 0 și din expresia (3.4) rezultă că curentul de excitație determină frecvența de rotație conform formulei

(3.5)

unde UП este tensiunea de alimentare a circuitului armăturii motorului; în plus

# 1 - când KB este oprit

# 2 - când KB este activat

Cu ajutorul unității de control CU, valorile setate ale curentului de excitație și ale curentului bateriei sunt stabilizate prin reacții negative asupra curentului bateriei și direcției înfășurării de excitație a motorului și, prin urmare, modurile de conducere conform expresiilor ( 3.4) și (3.5).

La pornirea vehiculului electric, blocurile bateriei sunt conectate în paralel, pornirea contactorului K pornește pornirea motorului la prima treaptă de reostat prin rezistorul RI. În acest caz, excitația motorului este setată aproape de maxim. Apăsarea în continuare a pedalei de deplasare și, prin urmare, afectarea controlerului în timpul accelerării determină pornirea celei de-a doua trepte a reostatului prin conectarea rezistențelor RI ale rezistenței #2 în paralel prin tiristorul VI. Când curentul de pornire scade, contactorul KSh pornește și scurtcircuitează reostatele de pornire. În acest caz, tiristorul VI revine la starea oprită. Controlul suplimentar este efectuat prin schimbarea curentului de excitație. Când se atinge o viteză de 30 km/h, controlerul comută unitățile bateriei la conexiune în serie și continuă controlul prin schimbarea curentului de excitație.

Frânarea regenerativă are loc atunci când curentul de excitație crește și EMF-ul motorului crește din acest motiv. Curentul de încărcare a bateriei începe să circule prin dioda V, atât când unitățile sunt conectate în serie, cât și când unitățile sunt conectate în paralel. Gama posibilei frânări regenerative regenerative Δp depinde de atenuarea utilizată a fluxului de excitație al motorului și poate fi determinată din următoarea dependență.

Invenția se referă la domeniul ingineriei electrice și poate fi utilizată pentru a crea mașini hibride și vehicule electrice. Dispozitivul conține o sursă de alimentare conectată la un condensator de stocare. Motorul de antrenare AC este format dintr-un rotor cu magnet permanent și un stator cu înfășurări trifazate. O înfășurare suplimentară este conectată în serie cu fiecare dintre înfășurările statorului, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele redresorului, care, împreună cu invertorul, face parte din convertorul controlat. Când sursa de alimentare este pornită, comutatoarele de alimentare ale invertorului încep să comute în conformitate cu semnalele de ieșire ale unității de control. Vehiculul se deplasează înainte cu o viteză variabilă setată de unitatea de comandă a invertorului. Când este dată comanda „frânare”, controlerul furnizează semnale de control redresorului. Curentul de regenerare este furnizat condensatorului de stocare. Când curentul trece prin înfășurări, se dezvoltă un cuplu de frânare, iar energia de frânare este transferată la un condensator de stocare, care este încărcat la o tensiune mai mare decât tensiunea sursei de alimentare. La sfârșitul frânării, energia acumulată a condensatorului este utilizată pentru mișcarea înainte a vehiculului. Rezultatul tehnic constă în creșterea eficienței energetice a unui vehicul electric și asigurarea designului său simplu și tehnologic cu greutate și dimensiuni optime. 1 bolnav.

Invenția se referă la domeniul ingineriei electrice și poate fi utilizată în proiectarea vehiculelor hibride și a vehiculelor electrice.

Vehicule hibride cu pile de combustibil cunoscute care conțin o baterie de stocare conectată printr-un convertor controlat la motorul de antrenare al roților (1). Dispozitivul prevede organizarea lanțurilor pentru utilizarea energiei de frânare a roților. Cu toate acestea, instalația are o eficiență energetică scăzută. Acest lucru se datorează faptului că în timpul frânării regenerative, tensiunea generată scade, iar încărcarea acumulată în baterie crește, drept urmare, pe măsură ce potențialele bateriei și ale generatorului se egalizează, rata de încărcare a bateriei încetinește și apoi se oprește. cu totul.

Dispozitivul cel mai apropiat de invenţie este o acţionare electrică pentru roţile unui automobil (2), care conţine o baterie de stocare, care este conectată la motorul de antrenare printr-un convertor de tensiune controlat. Pentru a crește eficiența centralei și a îmbunătăți caracteristicile energetice ale acesteia, convertorul controlat este configurat să transmită electricitate către motorul de antrenare cu un factor de conversie a tensiunii în scădere și să recupereze electricitatea din motorul de antrenare atunci când acesta frânează - cu o conversie a tensiunii în creștere. factor. În dispozitivul cunoscut, o baterie de stocare joacă rolul unui element de stocare care „acceptă” energia de recuperare, dar o altă unitate de stocare a energiei, de exemplu, un bloc de condensatori moleculari, își poate îndeplini și funcția. În circuitul cunoscut, se pot utiliza atât un motor de curent continuu, cât și un motor de curent alternativ. Când o mașină electrică de curent alternativ este utilizată ca motor de antrenare, este necesar să se introducă un convertor DC-AC în circuitul cunoscut (2) (urmând tehnica tradițională de conversie a semnalului). Cu toate acestea, acest lucru duce la complicarea designului unității de convertor și, în consecință, la complicarea proiectării întregului dispozitiv, la o creștere a costului și dimensiunilor acestuia.

Rezultatul tehnic care poate fi atins folosind invenția este simplificarea designului, reducerea costurilor și îmbunătățirea greutății și dimensiunilor.

Rezultatul tehnic este atins datorită faptului că, în antrenarea electrică a roților unei mașini, care conține o sursă de alimentare, un motor electric trifazat de curent alternativ cu rotor cu magnet permanent și un convertor controlat care reglează modul de funcționare al electricului. motorul (2), convertizorul controlat constă dintr-un invertor cu punte trifazat și un redresor, ale căror borne DC sunt conectate la condensatorul de stocare conectat la sursa de alimentare, iar bornele de fază ale înfășurărilor statorului ale motorului AC sunt conectate. la bornele de intrare AC ale invertorului, în timp ce, în conformitate cu, o înfășurare suplimentară este conectată în serie cu fiecare dintre înfășurările statorului, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele AC ale redresorului, polaritatea ale căror borne DC este opusă polarității sursei de alimentare conectate la acestea, în timp ce intrările de control ale unităților de control invertor și dvs. redresorul este conectat, respectiv, la ieșirile controlerului controlat, care asigură, atunci când comanda „viteză” sau „frânare” este trimisă la intrarea sa de control, permisiunea semnalelor de control către invertor sau redresor cu blocarea simultană a impulsurile de control către redresor sau, respectiv, invertor.

Desenul prezintă o diagramă structurală a dispozitivului.

Dispozitivul conține o sursă de energie electrică 1, de exemplu o baterie de stocare, care este conectată la un condensator de stocare 2 conectat la bornele de putere ale unui convertor de tensiune controlat care reglează modul de funcționare al unui motor de acţionare CA 3. Circuitul de acţionare electrică implementează posibilitatea de a transfera energie electrică la motorul de antrenare 3 cu tensiune redusă și de recuperare a energiei electrice de la motorul de antrenare 3 la frânarea cu tensiune crescută. Motorul de antrenare AC 3 este format dintr-un rotor 4 cu magneți permanenți și un stator cu înfășurări trifazate 5. Conform - în serie cu fiecare dintre înfășurările trifazate W 1 ale statorului, este conectată o înfășurare suplimentară W 2, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele AC ale redresorului 6, care împreună cu invertorul 7 face parte din convertorul controlat. Intrările de control ale invertorului 7 și, respectiv, redresorul 6 sunt conectate la ieșirile unităților de control 8 și 9, ale căror intrări de control sunt conectate la ieșirile controlerului controlat 10, care este proiectat pentru a permite fluxul. a semnalelor de control către circuitul invertor sau redresor în timp ce blochează impulsurile de comandă către circuitul redresor sau inversor la trimiterea comenzii „viteză” sau respectiv „frânare”.

Dispozitivul funcționează după cum urmează.

Când sursa de alimentare este pornită și este dată comanda „Viteză”, controlerul 10 generează un semnal de ieșire care permite semnale de control de la unitatea de control 8 către invertorul 7 și blochează simultan funcționarea unității de control 9, ca urmare a pe care comutatoarele de putere ale invertorului 7 încep să se comute în conformitate cu unitatea de comandă a semnalelor de ieșire 8. Datorită fluxului de curenți în înfășurările W 1 ale statorului 5 al motorului electric, apare un câmp magnetic rotativ, sub acțiunea dintre care rotorul 4 pe magneți permanenți începe să se rotească. Unitatea de control 8 efectuează modularea de înaltă frecvență a armonicii fundamentale și reglează mărimea tensiunii și frecvența acesteia, utilizând, de exemplu, controlul vectorial de câmp. Rotația rotorului 4 este transmisă direct sau prin cutia de viteze către roți. Mașina efectuează o mișcare înainte cu o viteză variabilă stabilită de unitatea de comandă 8, în timp ce există un transfer direct de energie către motorul de antrenare.

La sosirea semnalului „Frânare”, controlerul 10 blochează funcționarea unității de comandă 8 și pornește unitatea 9. La frânarea sub acțiunea forțelor de inerție, roțile continuă să se miște, rotind rotorul 4 al mașinii electrice. 3, care comută în modul de generare a energiei. Tensiunea totală a înfășurărilor statorului W1, W2 este furnizată la intrarea redresorului 6, iar curentul regenerativ este furnizat condensatorului de stocare 2. Tensiunea pe condensatorul 2 crește până la valoarea tensiunii totale reduse pe înfășurările W1, W2. Când curentul trece prin înfășurările W 1, W 2, se dezvoltă un cuplu de frânare, iar energia de frânare este transferată forțat la condensatorul de stocare 2, care este încărcat la o tensiune mai mare decât tensiunea sursei de alimentare 1. În acest caz, ponderea energiei recuperate creste semnificativ, deoarece cantitatea de energie stocată în condensatorul 2 este în dependență pătratică de tensiunea acestuia.

La sfârșitul frânării, energia acumulată a condensatorului 2 este utilizată pentru mișcarea înainte a vehiculului.

Astfel, convertizorul controlat împreună cu înfășurările trifazate W1, W1 asigură transmiterea energiei electrice către motorul de antrenare 3 cu o tensiune redusă și recuperarea energiei electrice de la motorul de antrenare 3 atunci când acesta frânează cu o tensiune crescută. Aparatul are un randament ridicat, deoarece vă permite să recuperați cel puțin 70% din energia de frânare.

Performanța energetică ridicată a dispozitivului a fost obținută în același timp simplificând designul, reducându-i costul și îmbunătățind greutatea și dimensiunile.

Eficiența ridicată, simplitatea designului și greutatea și dimensiunile bune ale acestui dispozitiv îl fac cel mai preferat pentru proiectarea vehiculelor hibride și electrice.

Surse de informații luate în considerare

1. Zh. „AvtoMir” nr. 1, 2007, p.9.

2. J. „AvtoMir” Nr. 48, 2007, p.8.

Acționarea electrică a roților mașinii, care conține o sursă de alimentare, un motor electric trifazat de curent alternativ cu rotor cu magnet permanent și un convertor controlat care reglează funcționarea motorului electric, caracterizat prin aceea că convertorul controlat este format dintr-un trifazat. invertorul de punte și un redresor, ale căror fire de curent continuu sunt conectate la un condensator de stocare conectat la sursa de alimentare, iar bornele de fază ale înfășurărilor statorului ale motorului de curent alternativ sunt conectate la bornele de intrare CA ale invertorului, în timp ce o înfășurare suplimentară este conectat în serie cu fiecare dintre înfășurările statorului, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele AC ale redresorului, a căror polaritate curentul bornelor DC este opusă polarității sursei de alimentare conectate la acestea. , în timp ce intrările de control ale unităților de control al invertorului și ale redresorului sunt conectate, respectiv, la dvs prin mișcările controlerului controlat, care, atunci când comanda „viteză” sau „decelerare” este trimisă la intrarea sa de control, permite primirea semnalelor de control către invertor sau redresor cu blocarea simultană a impulsurilor de control către redresor sau invertor , respectiv.

Un număr mare de unități sunt instalate pe o mașină modernă, necesitând energie mecanică pentru a conduce. Ei primesc această energie în majoritatea cazurilor de la motoarele electrice.

Un motor electric cu un mecanism de transfer mecanic de energie și un circuit de control al motorului electric formează un sistem de acționare electrică a vehiculului. Pentru a transmite energie într-o mașină de transmisie electrică, angrenaje și angrenaje melcate, sunt utilizate mecanisme cu manivelă. Adesea, un motor electric și un mecanism pentru transferul energiei mecanice sunt combinate într-un motor angrenaj sau un motor electric este combinat cu un actuator.

Acționările electrice ale mașinilor antrenează ventilatoare pentru încălzitoare și sisteme de răcire a motorului, geamuri electrice, dispozitive de extensie a antenei, ștergătoare de parbriz, pompe de spălat, curățătoare de faruri, încălzitoare, pompe de combustibil etc. Luați în considerare cerințele pentru motoarele electrice și tipurile de motoare electrice utilizate în sistemele de acționare electrică a unităților auto.

Motoare electrice de antrenare a unităților auto

Cerințele pentru motoarele electrice sunt foarte diverse. Motoare electrice pentru încălzitoare și ventilatoare auto au un mod de funcționare lung și un cuplu de pornire scăzut; motoare regulatoare de geam au un cuplu de pornire mare, dar funcționează pentru o perioadă scurtă de timp; motoare ștergătoare percep sarcini variabile și, prin urmare, trebuie să aibă o caracteristică de ieșire rigidă, viteza arborelui nu ar trebui să se modifice semnificativ atunci când sarcina se modifică; motoarele de preîncălzire trebuie să funcționeze normal la temperaturi ambientale foarte scăzute.

Doar motoare electrice cu curent continuu sunt utilizate în acționările unităților auto... Puterile lor nominale ar trebui să corespundă cu seriile 6, 10, 16, 25, 40, 60, 90, 120, 150, 180, 250, 370 W, iar vitezele nominale ale arborelui cu seriile 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 5000 , 8000, 9000 și 10.000 rpm.

Motoarele electrice cu excitație electromagnetică în sistemul de acționare electric al unităților de vehicule au excitație în serie, paralelă sau mixtă. Motoarele reversibile sunt echipate cu două înfășurări de câmp. Cu toate acestea, utilizarea motoarelor excitate electromagnetic este în scădere. Motoarele cu magnet permanenți sunt utilizate pe scară largă.

Design-urile motoarelor electrice sunt extrem de variate.

Orez. 2. Motor de încălzire

În fig. 2 prezintă dispozitivul motorului electric al încălzitorului. Magneții permanenți 2 sunt fixați pe carcasa motorului 12 prin arcuri 10. Arborele armăturii 11 este instalat în rulmenții sinterizați 1 și 5 amplasați în carcasă și în capacul 8. Capacul este atașat la carcasă cu șuruburi înșurubate în plăcile 9. . Curentul este furnizat colectorului 6 prin periile 4, plasate în suportul periei 3. Pe capacul 8 este atașată traversa 7 din material izolator, care unește toate suporturile pentru perii într-o unitate comună.

La motoarele electrice de până la 100 W, este obișnuit să se utilizeze lagăre de alunecare cu căptușeli sinterizate, suporturi de perii tip cutie și colectoare ștanțate din bandă de cupru cu presare din plastic. Se folosesc de asemenea colectoare formate dintr-o țeavă cu caneluri longitudinale pe suprafața interioară.

Capacele și corpul sunt realizate dintr-o singură bucată de tablă de oțel. La motoarele de spălare a parbrizului, capacele și carcasa sunt din plastic. Statorul motoarelor electrice de excitație electromagnetică este recrutat din plăci; în care ambii stâlpi și jugul sunt ștanțați integral din tablă de oțel.

Magneții permanenți de tipurile 1 și 2 (vezi tabelul de mai jos) sunt instalați într-un circuit magnetic, încorporați într-o carcasă din plastic. Magneții de tip 3, 4 și 5 sunt atașați la carcasă cu arcuri plate din oțel sau lipiți. Un magnet de tip 6 este instalat și lipit într-un circuit magnetic, care este situat în capacul motorului. Ancora este recrutată din plăci electrice de oțel cu grosimea de 1-1,5 mm.

Date tehnice ale principalelor tipuri de motoare cu magnet permanent

tabelul 1. Principalele tipuri de motoare electrice în acţionarea electrică a maşinilor casnice.

Date tehnice ale principalelor tipuri de motoare excitate electromagnetic

tabelul 2. Principalele tipuri de motoare electrice în acționările electrice ale mașinilor casnice.

Motoare electrice de peste 100 W apropiat în design de generatoare de curent continuu... Au o carcasă din bandă sau țeavă de oțel moale, pe care se fixează cu șuruburi stâlpii cu înfășurarea de câmp. Capacele sunt prinse împreună. Rulmenții cu bile sunt amplasați în capace. Suporturile reactive pentru perii asigură funcționarea stabilă a periilor de pe colector.

Motoarele cu două viteze cu excitație electromagnetică au conductori pentru fiecare bobină de câmp, motoarele electrice cu magneți permanenți sunt echipate cu o a treia perie suplimentară, când sunt alimentate, viteza arborelui crește.

Datele tehnice ale principalelor tipuri de motoare electrice cu excitație cu magnet permanent sunt prezentate în tabel. 1, și cu excitație electromagnetică în tabel. 2.

În secolul douăzeci și unu, se pare că visul umanității se va împlini. Mașinile electrice nu au înlocuit încă tehnologia bazată pe hidrocarburi, dar treptat apar modele mai avansate. În ultimii ani, mulți producători de automobile au oferit comunității de experți dezvoltarea lor de mașini electrice.

Unii au intrat în producția de masă și au reușit să câștige recunoașterea amatorilor și profesioniștilor. Următoarele modele sunt incluse în topul celor mai bune 10 mașini electrice ale timpului nostru.

Chevy volt

Chevrolet Spark EV

Ford Fusion Energi

Ford Focus Electric

Fiat 500e

Plug-in pentru Honda Accord

Porsche Panamera S Hybrid E

Bmw i3

Modelul Tesla s

Modelul Tesla x

1. Pachetul 70D va costa cumpărătorului 80.000 USD. Datorită unei baterii puternice (70 kWh), Tesla poate parcurge 345 km.
2. Nivelul de echipare 90D este estimat la 132.000 USD. Mașina este echipată cu o baterie de 90 kWh, oferă un kilometraj de 414 km.
3. Puteți cumpăra un Tesla Model X în pachetul P90D pentru 140.000 USD. Puterea bateriei (90 kWh) este distribuită pe două osii, oferind o dinamică excelentă de accelerație (3,8 s la 96 km/h). Mașina poate parcurge 402 km fără reîncărcare.

• o baterie mare ocupă mult spațiu într-o mașină;
• proprietățile bateriei se deteriorează iarna;
• durata de viață a bateriei este limitată la 2-3 ani;
• este nevoie de energie suplimentară pentru a încălzi habitaclu.

Sistem de control al tracțiunii electrice

Introducere

senzor electric de tracțiune al mașinii

Relevanța dezvoltării unei acționări electrice de tracțiune a unei mașini hibride constă în utilizarea mai corectă a energiei, în îmbunătățirea ecologică a mașinii și în întreținerea mai economică a mașinii prin reducerea consumului de combustibil. Oferă puterea necesară, forța de tracțiune și viteza necesară vehiculului în diferite condiții de conducere.

Noutate științifică.

Noutatea științifică constă în absența necesității instalării motorului pe baza sarcinilor maxime de funcționare. În momentul în care este necesară o creștere bruscă a sarcinii de tracțiune, atât motorul electric, cât și motorul convențional (și la unele modele un motor electric suplimentar) sunt pornite simultan. Acest lucru vă permite să economisiți la instalarea unui motor cu ardere internă mai puțin puternic, care funcționează de cele mai multe ori în modul cel mai favorabil pentru sine. Această distribuție și acumulare uniformă a puterii, urmată de o utilizare rapidă, permite utilizarea instalațiilor hibride în mașinile sport și SUV-uri.

Semnificație practică.

Semnificația practică constă în faptul că economisește combustibil mineral (resursă neregenerabilă), reduce poluarea mediului, economisește o resursă foarte valoroasă pentru o persoană, cum ar fi timpul (excluzând jumătate din călătoriile la benzinării).

1. Datele inițiale și declarația problemei

Sarcina principală a sistemului de control al centralei electrice a unui vehicul hibrid este de a asigura cea mai economică și mai ecologică funcționare a motorului cu ardere internă prin redistribuirea sarcinii între motorul cu ardere internă, motorul auxiliar și circuitul de recuperare a energiei.

Sarcini suplimentare ale sistemului sunt:

) Asigurarea recuperării energiei de frânare a vehiculului.

) Asigurarea dinamicii de accelerare necesare a mașinii prin utilizarea unei unități auxiliare de putere și stocarea energiei.

) Asigurarea unui mod de pornire-oprire cu o perioadă minimă de ralanti a motorului cu ardere internă în cazul unei opriri scurte a mașinii.

Datele inițiale.

Mașină Volkswagen Touareg luată

Figurile de mai jos (Fig. 1 și Fig. 2) arată caracteristicile sale tehnice, care vor fi datele inițiale pentru munca mea și aspectul său.

Orez. 1 Date inițiale

Orez. 2 Exterior Volkswagen Touareg

1.1 Clasificarea sistemelor existente

Pentru a studia tracțiunea electrică a unei mașini hibride, trebuie să decideți care dintre cele trei scheme existente să alegeți. Aceasta este o clasificare în funcție de modul în care interacționează motorul cu ardere internă și motorul electric.

Schema secventiala.

Aceasta este cea mai simplă configurație hibridă. Motorul cu ardere internă este folosit doar pentru a antrena generatorul, iar electricitatea generată de acesta din urmă încarcă bateria și alimentează motorul electric, care rotește roțile motoare.

Acest lucru elimină necesitatea unei cutii de viteze și a unui ambreiaj. Frânarea regenerativă este, de asemenea, utilizată pentru a reîncărca bateria. Schema și-a primit numele deoarece fluxul de putere intră în roțile motoare, trecând printr-o serie de transformări succesive. Din energia mecanică generată de motorul cu ardere internă în energia electrică generată de generator și din nou în energie mecanică. În acest caz, o parte din energie se pierde inevitabil. Hibridul secvențial permite utilizarea ICE-urilor de putere redusă și funcționează constant în intervalul de eficiență maximă sau poate fi complet oprit. Când motorul cu ardere internă este oprit, motorul electric și bateria sunt capabile să furnizeze puterea necesară pentru mișcare. Prin urmare, acestea, spre deosebire de motoarele cu ardere internă, trebuie să fie mai puternice, ceea ce înseamnă că au un cost mai mare. Cea mai eficientă schemă secvențială este atunci când conduceți în modul de opriri frecvente, frânare și accelerare, conducerea la viteză mică, adică. in oras. Prin urmare, este folosit în autobuzele urbane și în alte tipuri de transport urban. Acest principiu este folosit și de basculantele mari pentru minerit, unde este necesar să se transmită un cuplu mare roților și nu sunt necesare viteze mari.

Circuit paralel

Aici, roțile motoare sunt antrenate atât de motorul cu ardere internă, cât și de motorul electric (care trebuie să fie reversibil, adică poate funcționa ca generator). Pentru funcționarea lor paralelă coordonată, se utilizează controlul computerizat. Cu toate acestea, necesitatea unei transmisii convenționale rămâne, iar motorul trebuie să funcționeze în condiții tranzitorii ineficiente.

Momentul provenit din două surse este distribuit în funcție de condițiile de conducere: în modurile tranzitorii (pornire, accelerare) se conectează un motor electric pentru a ajuta motorul cu ardere internă, iar în regimurile stabilite și în timpul frânării, funcționează ca generator, încărcând baterie. Astfel, la hibrizii paraleli, ICE rulează de cele mai multe ori, iar motorul electric este folosit pentru a-l asista. Prin urmare, hibrizii paraleli pot folosi o baterie mai mică decât hibrizii în serie. Deoarece motorul cu ardere internă este conectat direct la roți, pierderea de putere este semnificativ mai mică decât la un hibrid de serie. Acest design este destul de simplu, dar dezavantajul este că o mașină hibridă paralelă reversibilă nu poate conduce simultan roțile și încărca bateria. Hibrizii paraleli sunt eficienți pe autostradă, dar ineficienți în oraș. În ciuda simplității implementării acestei scheme, nu îmbunătățește semnificativ atât parametrii de mediu, cât și eficiența utilizării motorului cu ardere internă.

Adeptul unei astfel de scheme de hibrizi este compania Honda. Sistemul lor hibrid se numește Integrated Motor Assist. Acesta prevede, în primul rând, crearea unui motor pe benzină cu eficiență sporită. Și numai atunci când motorul devine dificil, motorul electric ar trebui să-i vină în ajutor. În acest caz, sistemul nu necesită o unitate de control a puterii complexă și costisitoare și, prin urmare, costul unei astfel de mașini este mai mic. Sistemul IMA constă dintr-un motor pe benzină (care asigură principala resursă de energie), un motor electric care asigură putere suplimentară și o baterie suplimentară pentru motorul electric. Când o mașină cu motor convențional pe benzină decelerează, energia sa cinetică este stinsă de rezistența motorului (frânarea motorului) sau disipată sub formă de căldură atunci când discurile și tamburele de frână sunt încălzite. Mașina cu sistem IMA începe să frâneze cu un motor electric. Astfel, motorul electric funcționează ca un generator, generând energie electrică. Energia economisită în timpul frânării este stocată în baterie. Și când mașina începe să accelereze din nou, bateria va renunța la toată energia acumulată pentru a învârti motorul electric, care va comuta din nou la funcțiile sale de tracțiune. Iar consumul de benzină va scădea exact cât energia a fost stocată în timpul frânării anterioare. În general, Honda consideră că sistemul hibrid ar trebui să fie cât mai simplu, motorul electric are o singură funcție - ajută motorul cu ardere internă să economisească cât mai mult combustibil. Honda produce două modele hibride: Insight și Civic.

Circuit serie-paralel

Compania Toyota a urmat propriul drum atunci când a creat hibrizi. Hybrid Synergy Drive (HSD) dezvoltat de inginerii japonezi combină caracteristicile celor două tipuri anterioare. La circuitul hibrid paralel se adaugă un generator separat și un divizor de putere (angrenaj planetar). Drept urmare, hibridul capătă caracteristicile unui hibrid secvenţial: maşina porneşte şi se deplasează la viteze reduse doar pe tracţiune electrică. La viteze mari și la deplasare cu viteză constantă, motorul cu ardere internă este conectat. La sarcini mari (accelerare, deplasare în deal etc.), motorul electric este alimentat suplimentar de baterie - adică. hibridul funcționează ca unul paralel.

Cu un generator separat care încarcă bateria, motorul electric este folosit doar pentru tracțiunea roților și frânarea regenerativă. Angrenajul planetar transferă o parte din puterea ICE către roți, iar restul către generator, care fie alimentează motorul electric, fie încarcă bateria. Sistemul computerizat reglează în mod constant sursa de alimentare de la ambele surse de alimentare pentru performanțe optime în toate condițiile de condus. In acest tip de hibrid, motorul electric functioneaza de cele mai multe ori, iar motorul cu ardere interna este folosit doar in cele mai eficiente moduri. Prin urmare, puterea sa poate fi mai mică decât într-un hibrid paralel.

O caracteristică importantă a ICE este, de asemenea, că funcționează pe ciclul Atkinson și nu pe ciclul Otto ca motoarele convenționale. Dacă funcționarea motorului este organizată în funcție de ciclul Otto, atunci pe cursa de admisie pistonul, deplasându-se în jos, creează un vid în cilindru, datorită căruia aerul și combustibilul sunt aspirate în el. În același timp, în modul de viteză mică, când supapa de accelerație este aproape închisă, așa-numita. pierderi de pompare. (Pentru o mai bună înțelegere a ceea ce este, încercați, de exemplu, să trageți aer prin nările ciupit.) În plus, umplerea cilindrilor cu încărcătură proaspătă se înrăutățește și, în consecință, crește consumul de combustibil și emisiile de substanțe nocive în atmosferă. Când pistonul atinge punctul mort inferior (BDC), supapa de admisie se închide. În timpul cursei de evacuare, când supapa de evacuare se deschide, gazele de evacuare sunt încă sub presiune, iar energia lor se pierde iremediabil - acesta este așa-numitul. pierderea eliberării.

La motorul Atkinson, pe cursa de admisie, supapa de admisie nu se inchide langa BDC, ci mult mai tarziu. Acest lucru are o serie de beneficii. În primul rând, pierderile prin pompare sunt reduse, deoarece O parte din amestec, când pistonul a trecut de BDC și a început să se miște în sus, este împinsă înapoi în galeria de admisie (și apoi folosită într-un alt cilindru), ceea ce reduce vidul din acesta. Amestecul combustibil împins afară din cilindru duce, de asemenea, o parte din căldura de pe pereții săi. Deoarece durata cursei de compresie în raport cu cursa de lucru scade, motorul funcționează conform așa-numitului. un ciclu cu un raport de expansiune crescut, în care energia gazelor de eșapament este utilizată mai mult timp, adică cu o scădere a pierderilor de evacuare. Astfel, obținem performanțe de mediu mai bune, economie și eficiență mai mare, dar mai puțină putere. Dar ideea este că motorul hibridului Toyota funcționează în moduri ușor încărcate, în care acest dezavantaj al ciclului Atkinson nu joacă un rol important.

Dezavantajele unui hibrid serie-paralel includ costul mai mare, având în vedere faptul că necesită un generator separat, un acumulator mai mare și un sistem de control computerizat mai eficient și mai complex.

Sistemul HSD este instalat pe Toyota Prius hatchback, sedanul din clasa business Camry, vehiculele off-road Lexus RX400h, Toyota Highlander Hybrid, Harrier Hybrid, sedanul sport Lexus GS 450h și mașina de lux Lexus LS 600h. Know-how-ul Toyota a fost cumpărat de Ford și Nissan și folosit la crearea Ford Escape Hybrid și Nissan Altima Hybrid. Toyota Prius conduce vânzările tuturor hibrizilor. Consumul de benzină în oraș este de 4 litri la 100 km de parcurs. Este prima mașină care are un consum mai mic de combustibil în oraș decât pe autostradă. La Salonul Auto de la Paris din 2008 a fost prezentat modelul hibrid plug-in Prius.

1.2 Diagrame ale sistemului de control al acționării electrice de tracțiune a mașinii

Legenda semnalelor de intrare și ieșire pornit / oprit. Motorul generatorului Semnal de apăsare a pedalei de frână Semnal de apăsare a pedalei de accelerație electronică Turația motorului Temperatura motorului Acționarea ambreiajului de eliberare

Motor cu ardere internă/generator turație motor generator temperatură motor generator temperatură motor cutie de viteze automată recunoaștere viteză treaptă cuplată cutie de viteze automată sistem hidraulic temperatură ambreiaj presiune pompa hidraulică

în cutia de viteze automată a sistemului hidraulic, temperatura de schimbare a vitezelor a modulului electronic de putere monitorizarea cablurilor sistemului de înaltă tensiune temperatura bateriei de înaltă tensiune monitorizarea presiunii în acționarea hidraulică a frânei

sisteme, presiune de frânare Înregistrare viteză roată Recunoaștere centură de siguranță

Legendă pentru componentele electrice Baterie de înaltă tensiune Unitate de comandă a motorului Unitate de comandă a transmisiei automate Modul de putere și unitate de comandă a transmisiei electrice Unitate de comandă EBox Unitate de comandă ABS Unitate de control în panoul de bord Interfață de diagnosticare magistrală de date Unitate de comandă airbag

Sistem radio de navigație RNS 850

Descrierea muncii:

Începutul mișcării. Conducerea cu o sarcină ușoară, cu viteză mică sau pe o pantă ușoară. Deoarece motorul cu ardere internă are un randament scăzut la sarcini mici, deplasarea este asigurată de un motor auxiliar, dacă rezerva de energie din dispozitivul de stocare este suficientă. În caz contrar, mișcarea se realizează folosind motorul cu ardere internă.

Mișcare uniformă. Sistemul asigură cea mai eficientă funcționare a motorului cu ardere internă. Dacă cuplul ICE este mai mic decât cuplul de rezistență, puterea lipsă este furnizată prin conectarea unui motor auxiliar. Dacă cuplul optim este mai mare decât cuplul de rezistență, puterea în exces este disipată de circuitul de recuperare a energiei.

Overclockare. Dinamica de accelerație necesară este asigurată în principal de motorul auxiliar, menținând în același timp cel mai economic mod al motorului principal cu ardere internă. În cazul stocării insuficiente a energiei în dispozitivul de stocare sau a puterii insuficiente a motorului auxiliar, puterea suplimentară este furnizată de motorul principal cu ardere internă.

Frânare. Excesul de energie cinetică a vehiculului este utilizat în circuitul de recuperare. Dacă performanța de frânare regenerativă este insuficientă, sistemul de frânare hidraulic este activat.

Când se oprește și există suficientă energie în unitate pentru a porni, motorul cu ardere internă este oprit. Dacă energia stocată este insuficientă. Motorul cu ardere internă continuă să funcționeze până când este completat.

Unitate de comandă a bateriei de înaltă tensiune EBox Dispozitiv de siguranță 1 Conector de service de înaltă tensiune Ventilator baterie hibrid 1 Ventilator baterie hibrid 2

Generator cu motor electric.

Elementul cheie al propulsiei hibride este motorul-generator electric.

Într-un sistem de propulsie hibrid, acesta își asumă trei sarcini critice:

Starter pentru motor cu ardere internă,

Generator pentru încărcarea bateriei de înaltă tensiune,

Motor de tracțiune pentru deplasarea vehiculului.

Rotorul se rotește în interiorul statorului fără contact. În modul generator, puterea motorului generatorului este de 38 kW. În modul motor de tracțiune, motorul-generator electric dezvoltă o putere de 34 kW. Diferența constă în pierderile de putere, care sunt structural inerente fiecărei mașini electrice. Deplasarea doar electrică pe teren plan este posibilă pentru Touareg cu motor hibrid până la o viteză de aproximativ 50 km/h. Viteza maximă de deplasare depinde de rezistența la deplasare și de gradul și încărcarea bateriei de înaltă tensiune. Ambreiajul special K0 este amplasat în carcasa motor-generatorului.

Motorul-generator electric este situat între motorul cu ardere și cutia de viteze automată.

Este un motor sincron cu curent trifazat. Tensiunea de 288 V DC este transformată într-o tensiune AC trifazată prin intermediul unui modul electronic de putere. Tensiunea trifazată creează un câmp electromagnetic trifazat în motorul electric-generator.

În documentația de service, motorul electric/generatorul este denumit „motor de tracțiune pentru acționare electrică V141”.

1.3 Senzori incluși în sistem

Senzor de poziție a rotorului.

Deoarece motorul cu ardere internă, cu senzorii săi de turație, este deconectat mecanic de la motorul electric-generator în regim de antrenare electrică, acesta din urmă necesită senzori proprii pentru a determina poziția și viteza rotorului. În acest scop, trei senzori de viteză sunt integrați în motor-generator.

Acestea includ:

senzor de poziție a rotorului de tracțiune 1

motor electric G713

senzor de poziție a rotorului de tracțiune 2

motor electric G714

senzor de poziție a rotorului de tracțiune 3

Senzorul de poziție a rotorului (DPR) este o parte a motorului electric.

La motoarele colectoare, senzorul de poziție a rotorului este o unitate de perii-colector, care este și un comutator de curent.

La motoarele fără perii, senzorul de poziție a rotorului poate fi de diferite tipuri:

Inducție magnetică (adică bobinele de putere sunt folosite ca senzor, dar uneori sunt folosite înfășurări suplimentare)

Magnetoelectric (senzori cu efect Hall)

Optoelectric (bazat pe diverse optocuple: LED-fotodioda, LED-fototranzistor, LED-fototiristor).

Transmițător de temperatură a motorului de tracțiune G712

Acest senzor este integrat în carcasa generatorului motorului electric și este umplut cu polimer.

Senzorul înregistrează temperatura motorului generatorului. Circuitele de răcire fac parte din sistemul inovator de control al temperaturii. Semnalul de la senzorul de temperatură al motorului de tracțiune este utilizat pentru a controla performanța de răcire a circuitului de răcire la temperatură înaltă. Pompa electrică de răcire și pompa de lichid de răcire controlată a motorului cu ardere pot controla toate modurile sistemului de răcire, de la lipsa circulației lichidului de răcire în circuitele de răcire până la performanța maximă a sistemului de răcire.

În funcție de materialele utilizate pentru producerea senzorilor termorezistivi, se face o distincție între:

1.Detectoare de temperatură rezistive (RTD). Acești senzori sunt compuși dintr-un metal, cel mai frecvent platină. În principiu, orice meta își schimbă rezistența atunci când este expus la temperatură, dar platina este folosită pentru că are stabilitate pe termen lung, rezistență și reproductibilitate a caracteristicilor. Tungstenul poate fi folosit și pentru măsurarea temperaturilor de peste 600 ° C. Dezavantajul acestor senzori este costul ridicat și neliniaritatea caracteristicilor.

2.Senzori rezistivi din siliciu. Avantajele acestor senzori sunt liniaritatea bună și stabilitatea ridicată pe termen lung. De asemenea, acești senzori pot fi încorporați direct în microstructuri.

.Termistori. Acești senzori sunt fabricați din compuși de oxid de metal. Senzorii măsoară doar temperatura absolută. Un dezavantaj semnificativ al termistorilor este necesitatea calibrării lor și a neliniarității ridicate, precum și a îmbătrânirii, cu toate acestea, atunci când sunt efectuate toate ajustările necesare, acestea pot fi utilizate pentru măsurători de precizie.

2. Diagnosticare

.1 Tester de diagnosticare

DASH CAN 5.17 a costat 16.500 de ruble.

Functionalitate:

Calibrare și corectare a odometrului;

Adăugarea cheilor la mașină chiar dacă nu aveți toate cheile existente

Efectuează adaptarea cheii

Citiți codurile de conectare/secrete (SKC)

Înregistrarea numărului de identificare și a numărului imobilizatorului

Încarcă și salvează blocul de imobilizator decriptat

Salvează (clonează) tabloul de bord folosind înregistrarea blocului de imobilizare dintr-un fișier

Citește și șterge codurile de eroare CAN-ECU

Utilizare:

Butoane: / SEAT / SKODA - apăsați acest buton pentru a citi ultima generație VDO. (Potrivit de exemplu pentru GOLF V din 2003 până în 06.2006. Unele versiuni de mașini SEAT și Skoda sunt echipate cu combinații de acest tip pe modelele până în 2009) - apăsați acest buton pentru a citi Passat B6. (La aceste vehicule nu puteți obține informații despre imobilizator de la panoul de instrumente, deoarece unitatea de imobilizare face parte din modul) A3 - apăsați acest buton pentru a citi combinația AUDI A3 VDO A4 - apăsați acest buton pentru a citi AUDI A4 BOSCHRB4./TOUAREG - faceți clic acest buton pentru a citi Phaeton și Touareg BOSCHRB4.EDC15 - Vehicule diesel din 1999. Suportă majoritatea vehiculelor VAG și SKODA - echipate vehiculele lor cu ECU.EDC16 - Folosit pe vehiculele diesel din 2002. Folosit pe mașini de ultimă generație * /MED9.5 - Tip motor BOSCHME7 * Folosit pe mașini precum GolfI V sau Audi TT. Puteți citi următoarele motoare: ME7.5, ME7.1, ME7.5.1, ME7.1.1..1.1 Golful nu este încă acceptat CANALE - Prin apăsarea acestui buton adaptați EEprom-ul unității de control al motorului BOSCHME7.BOXES - Prin apasand acest buton se poate citi codul de inregistrare din imobilizator. Potrivit pentru Audi A4 cu conector cu 12 pini și cutii LT. Puteți citi și cutii din 1994 până în 1998, dar numai când cheia adaptată este introdusă în contact.

2.2 Informații de diagnostic

Autodiagnosticarea sistemului.

Dacă apare o defecțiune în sistemul de înaltă tensiune, lampa de avertizare se aprinde. Simbolul lămpii de avertizare poate fi portocaliu, roșu sau negru. În funcție de tipul defecțiunii din sistemul de înaltă tensiune, sunt afișate un simbol cu ​​culoarea corespunzătoare și un mesaj de avertizare.

Concluzie

În munca mea, este luat în considerare sistemul de control pentru tracțiunea electrică a unui vehicul hibrid. Sunt luate în considerare și toate sistemele existente, toate soluțiile de circuit, sunt luați în considerare senzorii incluși în sistem. Sunt luate în considerare autodiagnosticarea sistemului și diagnosticarea folosind un dispozitiv extern (tester). Lucrarea a fost finalizată în totalitate.

Bibliografie

1. Yutt V.E. Echipamente electrice ale mașinilor: un manual pentru studenți. - M .: Transport, 1995 .-- 304 p.

O scurtă carte de referință pentru automobile. - M .: Transconsulting, NIIAT, 1994 - 779 p. 25 de exemplare

Akimov S.V., Chizhkov Yu.P. Echipamente electrice ale mașinilor - Moscova: ZAO KZhI "Za rulem", 2001. - 384 p. 25 de exemplare

Akimov S.V., Borovskikh Yu.I., Chizhkov Yu.P. Echipamente electrice și electronice ale autoturismelor - M .: Mashinostroenie, 1988. - 280 p.

Reznik A.M., Orlov V.M. Echipamente electrice ale autoturismelor. - M .: Transport, 1983 .-- 248 p.

Program de instruire pentru service 450 Touareg cu grup motopropulsor hibrid.