Contents — find the section you need
0. इस लेख में क्या बताया गया है
-
बैटरी, इन्वर्टर, मोटर, रिड्यूसर और डिफरेंशियल द्वारा ऊर्जा रूपांतरण का क्रम।
-
PMSM और इंडक्शन मोटरों के बीच टॉर्क, दक्षता, सामग्री और तापीय अंतर।
-
हुंडई ई-जीएमपी जैसे एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव, रीजेनरेटिव ब्रेकिंग, कूलिंग और सुरक्षा।
1. सारांश: ईवी पावरट्रेन क्या है?
एक ईवी पावरट्रेन उच्च-वोल्टेज बैटरी डीसी को इन्वर्टर की मदद से तीन-फेज मोटर पावर में परिवर्तित करता है, फिर रिडक्शन गियर, डिफरेंशियल और पहियों के माध्यम से विद्युत चुम्बकीय टॉर्क भेजता है। इसमें इंजन की सीमित गति सीमा के लिए आवश्यक मल्टी-स्पीड गियरबॉक्स की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन बैटरी वोल्टेज, सेमीकंडक्टर स्विचिंग और मोटर का चुंबकीय और तापीय डिज़ाइन रेंज और प्रदर्शन निर्धारित करते हैं।
2. ऊर्जा प्रवाह
चित्र 1 — ड्राइव पावर बैटरी से पहियों तक प्रवाहित होती है; पुनर्जनन इसे उलट देता है। इन्वर्टर एक द्विदिशीय पावर कनवर्टर है।
3. मोटर टॉर्क
सरलीकृत सतह-PMSM मॉडल के लिए, विद्युत चुम्बकीय टॉर्क है
जहाँ p ध्रुव-युग्म संख्या है, \psi_f चुंबकीय प्रवाह है, और i_q घूर्णन क्षेत्र के लंबवत q अक्ष धारा है। उच्च गति पर, बैक EMF बैटरी वोल्टेज के करीब पहुँच जाता है, इसलिए क्षेत्र कमजोर करने के लिए d अक्ष धारा का उपयोग किया जाता है। इन्वर्टर एक स्थिति सेंसर या सेंसर रहित डिवाइस से विद्युत कोण का अनुसरण करता है। प्रेक्षक।
प्रेरण मोटर स्थायी चुम्बकों के बजाय स्लिप-प्रेरित रोटर धारा का उपयोग करती है। यह दुर्लभ-पृथ्वी चुम्बकों से बचती है, लेकिन इसमें रोटर कॉपर हानि होती है, जिससे कम भार पर दक्षता और नियंत्रण अनुकूलन महत्वपूर्ण हो जाते हैं। रोजमर्रा के संचालन के लिए पीएमएसएम और उच्च गति या सामग्री संबंधी बाधाओं के लिए प्रेरण मोटर केवल एक शॉर्टकट है; एक्सल संख्या, तापीय क्षमता, लागत और पुनर्चक्रण का एक साथ मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
4. इन्वर्टर और रिड्यूसर
एक त्रि-चरण, द्वि-स्तरीय इन्वर्टर छह स्विचों को डेड टाइम के साथ संचालित करता है ताकि पीडब्ल्यूएम औसत वोल्टेज का संश्लेषण किया जा सके। अनुमानित हानि इस प्रकार है:
उच्च f_s धारा रिपल और ध्वनिक शोर को कम करता है, लेकिन हानि और ईएमआई को बढ़ाता है। SiC MOSFET उच्च वोल्टेज, उच्च तापमान और उच्च गति संचालन के लिए उपयुक्त हैं; सिलिकॉन IGBT लागत और परिपक्वता के मामले में मजबूत बने हुए हैं।
चूंकि एक मोटर को उच्च गति पर कॉम्पैक्ट बनाया जा सकता है, इसलिए एक निश्चित रिड्यूसर टॉर्क को कई गुना बढ़ा देता है। मोटर, इन्वर्टर और गियर दक्षता के साथ \eta_m , \eta_i , और \eta_g ,
रेंज कम लोड, हाईवे स्पीड और ढलान पर औसत दक्षता पर निर्भर करती है—पीक दक्षता पर नहीं।
5. वर्तमान प्लेटफॉर्म का उदाहरण
हुंडई मोटर ग्रुप E-GMP को एक एकीकृत PE सिस्टम के रूप में वर्णित करता है जिसमें एक मोटर, EV ट्रांसमिशन (रिड्यूसर) और इन्वर्टर शामिल हैं। एक AWD वाहन ड्रैग को कम करने के लिए अप्रयुक्त मोटर को यांत्रिक रूप से डिस्कनेक्ट कर सकता है। निर्माताओं के बीच नाम भिन्न होते हैं, लेकिन बैटरी, पावर-कंट्रोल यूनिट, ड्राइव मोटर, रिड्यूसर और कूलिंग को तेजी से एक छोटे हाई-वोल्टेज मॉड्यूल में पैक किया जा रहा है।
6. पुनर्जनन और घर्षण ब्रेक
जब एक्सीलरेटर छोड़ा जाता है, तो मोटर एक जनरेटर के रूप में कार्य करता है और पहिए की गतिज ऊर्जा को बैटरी में वापस भेजता है। उच्च SOC, कम तापमान, चार्ज-पावर सीमा या कम कर्षण पुनर्जनन को बाधित कर सकते हैं, इसलिए हाइड्रोलिक घर्षण ब्रेक शेष ऊर्जा को संभालते हैं। एक मिश्रित नियंत्रक विभाजन अनुरोधित मंदी a_{req} को एक पुनर्योजी भाग a_{regen} और एक घर्षण भाग a_{fric} में विभाजित करता है
इससे पेडल का अनुभव और रुकने की दूरी बरकरार रहती है। जब ABS/ESC सक्रिय होता है, तो पुनर्योजीकरण को तुरंत बंद कर देना चाहिए और चारों पहियों की घर्षण ब्रेकिंग को कार्यभार संभालना चाहिए।
7. कॉन्फ़िगरेशन की तुलना
| कॉन्फ़िगरेशन | मजबूती | ध्यान देने योग्य बिंदु | विशिष्ट उपयोग |
|---|---|---|---|
| PMSM + फिक्स्ड रिड्यूसर | उच्च टॉर्क घनत्व, परिपक्व उत्पादन | चुंबक लागत, क्षेत्र-कमजोर होने से होने वाली हानि | यात्री और वाणिज्यिक इलेक्ट्रिक वाहन |
| इंडक्शन मोटर + फिक्स्ड रिड्यूसर | चुंबक रहित, उच्च तापमान सहनशीलता | रोटर हानि, कम भार दक्षता | उच्च गति क्षमता, सामग्री संबंधी सीमाएँ |
| डुअल-मोटर AWD | एक्सल टॉर्क आवंटन, अतिरेक | द्रव्यमान, नियंत्रण, स्टैंडबाय ड्रैग | SUV, बर्फ, परफॉर्मेंस कारें |
| दो-स्पीड रिड्यूसर | हाईवे दक्षता और लॉन्च टॉर्क | बेहतर मैकेनिक्स और शिफ्टिंग नियंत्रण | उच्च गति और टोइंग |
8. कठिन परिस्थितियाँ और सुरक्षा
बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध और आउटपुट तापमान के साथ बदलता रहता है; मोटर और इन्वर्टर थोड़े समय के लिए अधिकतम तापमान पर पहुँचने के बाद थर्मल रूप से संतृप्त हो जाते हैं। अधिक कूलेंट प्रवाह से पंप की शक्ति भी खपत होती है, इसलिए ड्राइव साइकिल से साझा या अलग-अलग लूप का चुनाव करना आवश्यक है। इन्सुलेशन प्रतिरोध, प्री-चार्ज, कॉन्टैक्टर, क्रैश हाई-वोल्टेज आइसोलेशन और अवशिष्ट वोल्टेज संकेत सुरक्षा आवश्यकताओं के साथ-साथ प्रदर्शन आवश्यकताएँ भी हैं।
9. व्यावहारिक विकल्प
-
मुख्यतः शहरी: कम गति वाले टॉर्क, सुचारू रीजनरेशन और कम लोड दक्षता को प्राथमिकता दें; निश्चित रिडक्शन आधारभूत है।
-
मुख्यतः मोटरवे: वास्तविक ड्राइव साइकिल पर मोटर की अधिकतम गति, फील्ड-वीकनिंग लॉस और दो-स्पीड स्टेज के द्रव्यमान की तुलना करें।
-
बर्फ और एसयूवी: रीजनरेशन हटा दिए जाने पर ड्यूल-मोटर टॉर्क प्रतिक्रिया और फ्रिक्शन-ब्रेक ट्रांजिशन का मूल्यांकन करें।
-
व्यावसायिक और टोइंग: निरंतर तापीय क्षमता, कूलिंग रिडंडेंसी, गियर-टूथ लाइफ और उच्च-वोल्टेज सर्विस प्रक्रियाओं को प्राथमिकता दें।
10. तीन-पंक्ति सारांश
एक इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) बैटरी डीसी को इन्वर्टर, मोटर और रिड्यूसर के माध्यम से व्हील टॉर्क में परिवर्तित करता है। PMSM बनाम इंडक्शन, SiC बनाम सिलिकॉन, और फिक्स्ड बनाम मल्टी-स्पीड रिडक्शन, दक्षता, सामग्री, ऊष्मा और लागत के बीच सिस्टम के ट्रेडऑफ हैं। रेंज का निर्धारण केवल मिश्रित ब्रेकिंग, उच्च-वोल्टेज आइसोलेशन और चक्र-औसत दक्षता को शामिल करने के बाद ही किया जाता है।
क्या समान बैटरी क्षमता का अर्थ समान ईवी रेंज है?
ड्रैग, द्रव्यमान, ड्राइवट्रेन दक्षता, तापमान और गति खपत को प्रभावित करते हैं। समान ड्राइविंग स्थितियों के तहत उपयोग योग्य ऊर्जा की तुलना करें।
टिप्पणियाँ
पहले लॉग इन करें।
अभी कोई डेटा नहीं है।