Osnovna tehnologija čistog električnog automobila

Razvoj električnih vozila mora riješiti četiri ključne tehnologije: baterijsku tehnologiju, tehnologiju motornog pogona i upravljanja, tehnologiju električnih vozila i tehnologiju upravljanja energijom.
Tehnologija baterija Baterija je izvor energije električnih vozila, ali je također bila ključni faktor koji ograničava razvoj električnih vozila. Glavni pokazatelji performansi baterija za električna vozila su specifična energija (E), gustina energije (Ed), specifična snaga (P), životni vijek (L) i cijena (C). Da bi električna vozila bila konkurentna vozilima na gorivo, ključ je razviti visokoefikasne baterije sa visokom specifičnom energijom, velikom specifičnom snagom i dugim vijekom trajanja.
Do sada su se baterije za električna vozila razvijale za 3 generacije i napravile su veliki napredak. Prva generacija su olovno-kiselinske baterije, trenutno uglavnom olovno-kiselinske baterije upravljane ventilom (VRLA), zbog svoje veće specifične energije, niske cijene i velike brzine pražnjenja, tako da je to jedini masovno proizveden akumulator za električna vozila. Druga generacija su alkalne baterije, uglavnom nikl kadmijum (NJ-Cd), nikl metal hidrid (Ni-MH), natrijum sumpor (Na/S), litijum jonski (Li-ion) i cink vazduh (Zn/Air) i druge baterija, njegova specifična energija i specifična snaga su veće od olovnih baterija, tako da uvelike poboljšava performanse snage i domet vožnje električnih vozila, ali je njegova cijena viša od olovnih baterija. Treća generacija je baterija zasnovana na gorivim ćelijama. Gorivne ćelije direktno pretvaraju hemijsku energiju goriva u električnu energiju, visoke efikasnosti konverzije energije, veće od energije i snage, i mogu kontrolirati proces reakcije, proces konverzije energije može biti kontinuiran, tako da je to idealna automobilska baterija, ali je još uvijek u fazi razvoja, a neke ključne tehnologije treba probiti.
Električni pogon i njegova tehnologija upravljanja Elektromotor i pogonski sistem su ključne komponente električnih vozila, kako bi električna vozila imala dobre performanse, pogonski motor treba da ima širok raspon brzina, veliku brzinu, veliki početni moment, malu veličinu, mali masa, visoka efikasnost i karakteristike dinamičkog kočenja i povratne energije. Trenutno, motori električnih vozila uglavnom uključuju motor jednosmjerne struje (DCM), indukcioni motor (IM), motor bez četkica s permanentnim magnetom (PMBLM) i motor s komutiranim reluktantnim motorom (SRM).
Posljednjih godina, gotovo sva električna vozila pokretana asinhronim motorima usvojila su vektorsku kontrolu i direktnu kontrolu obrtnog momenta. Zbog sredstava za direktnu kontrolu obrtnog momenta, jednostavne strukture, odličnih performansi upravljanja i brzog dinamičkog odziva, veoma je pogodan za upravljanje električnim vozilima. Električna vozila razvijena u Sjedinjenim Državama i Evropi uglavnom koriste ovaj električni motor. Motor bez četkica s trajnim magnetom može se podijeliti na sistem DC motora bez četkica koji pokreće kvadratni val (BLDCM) i sistem DC motora bez četkica koji pokreće sinusni val (PMSM), imaju veliku gustoću snage, a njihov način upravljanja je u osnovi isti kao indukcioni motor , tako da se široko koristi u električnim vozilima. PMSM motor ima visoku gustinu energije i efikasnost, male dimenzije, nisku inerciju i brz odziv, što je veoma pogodno za pogonski sistem električnih vozila i ima izglede za primenu. Trenutno električna vozila razvijena u Japanu uglavnom koriste ovaj električni motor.
Komutirani reluktantni motor (SRM) ima prednosti jednostavnog i pouzdanog, efikasnog rada u širokom rasponu brzina i obrtnog momenta, fleksibilne kontrole, četverokvadrantnog rada, brzog odziva i niske cijene. U praktičnoj primjeni, utvrđeno je da SRM ima neke nedostatke kao što su velika fluktuacija momenta, velika buka i potreba za detektorom položaja.
Sa razvojem motora i pogonskog sistema, upravljački sistem teži da bude inteligentan i digitalan. Kontrola varijabilne strukture, fuzzy kontrola, neuronska mreža, adaptivna kontrola, ekspertska kontrola, genetski algoritam i druge nelinearne inteligentne tehnologije upravljanja biće pojedinačno ili kombinovane u sistemu upravljanja motorom električnog vozila.
Tehnologija električnih vozila Električno vozilo je visokotehnološki sveobuhvatan proizvod, osim baterija, motora, samo tijelo također sadrži puno tehnologije, neke mjere uštede energije od poboljšanja kapaciteta baterije za skladištenje energije također je lako postići. Upotreba lakih materijala kao što su magnezijum, aluminijum, visokokvalitetni čelik i kompozitni materijali, optimizuju strukturu, mogu smanjiti masu samog automobila za 30%-50%; Rekuperacija energije tokom kočenja, nizbrdo i praznog hoda; Radijalna guma visokog pritiska napravljena od visoko elastičnog materijala za usporavanje može smanjiti otpor kotrljanja vozila za 50%. Karoserija automobila, posebno dno automobila, je aerodinamičnije, što može smanjiti otpor zraka automobila za 50%.
Tehnologija upravljanja energijom Baterija je izvor energije za skladištenje energije električnog vozila. Da bi postigla vrlo dobre karakteristike snage, električna vozila moraju imati visoku energiju, dug radni vijek i bateriju velike snage kao izvor energije. Da bi električna vozila imala dobre radne performanse, potrebno je sistematski upravljati baterijom.
Sistem upravljanja energijom je inteligentno jezgro električnog vozila. Dobro dizajnirano električno vozilo, pored dobrih mehaničkih svojstava, performansi električnog pogona, izbora odgovarajućeg izvora energije (odnosno baterije), treba da ima i skup koordinacije različitih funkcionalnih delova rada energije. sistem upravljanja, njegova uloga je da otkrije stanje napunjenosti jedne baterije ili baterijskog paketa, i prema različitim senzorskim informacijama, uključujući komande sile, ubrzanja i usporavanja, stanje na cesti, stanje baterije, temperaturu okoline itd., razumna alokacija i upotreba ograničene energije vozila; Takođe je u mogućnosti da odabere najbolju metodu punjenja na osnovu korišćenja baterije i istorije punjenja i pražnjenja kako bi produžio životni vek baterije što je više moguće.
Istraživački instituti najvećih svjetskih proizvođača automobila sprovode istraživanje i razvoj sistema za upravljanje energijom akumulatora za električna vozila. Koliko je električne energije trenutno pohranjeno u akumulatoru električnog vozila i koliko kilometara se može prijeći važan je parametar koji se mora znati u vožnji električnih vozila, a također je važna funkcija koju treba da sistem upravljanja energijom električnih vozila kompletan. Primjenom ugrađenog sistema upravljanja energijom električnog vozila može se preciznije dizajnirati sistem skladištenja električne energije električnog vozila, odrediti optimalna struktura skladištenja i upravljanja energijom, te poboljšati performanse samog električnog vozila.
Poteškoća u postizanju upravljanja energijom u električnim vozilima je kako izgraditi precizniji matematički model za određivanje količine energije koja je preostala u svakoj bateriji na osnovu istorijskih podataka prikupljenih iz napona, temperature svake baterije i struje punjenja i pražnjenja.