"Komponen apa dari penggerak listrik pada kendaraan listrik modern yang memiliki kepadatan tertinggi dalam bentuk jumlah pengetahuan per satuan volume?"

Jika Anda mengajukan pertanyaan ini, maka dengan probabilitas yang sangat tinggi salah satu bagian dari responden akan memanggil baterai daya seperti komponen. Sisanya akan digerakkan oleh motor listrik.

Dan kedua belah pihak akan salah.

Kata Pengantar Diperlukan

Seperti banyak hal di planet kita, dari dalam, industri otomotif pada umumnya, dan mobil listrik pada khususnya, terlihat agak berbeda dari apa yang dilihat pengamat luar pada pandangan pertama.

Selama belasan tahun terakhir, penulis berkesempatan untuk mengamati dari departemen Litbang industri teknik dan otomotif Jerman seberapa cepat dan kadang-kadang teknologi baru dapat berkembang. Untuk terjalin dengan solusi yang sudah dipraktikkan dalam praktek, untuk berkembang dalam spiral, untuk bangkit kembali - secara umum, hanya itu yang sangat dicintai dan dihormati oleh para ksatria keyboard dan panah dari osiloskop.

Saya tekankan di muka: semua pernyataan dan deskripsi dalam teks selanjutnya tidak boleh dianggap lengkap dan komprehensif.

Sebaliknya, banyak di sini sengaja disederhanakan dan direduksi menjadi generalisasi untuk memaksimalkan jangkauan audiens. Karena kita mengambil yang rasional, yang baik dan yang kekal, lalu menabur - jadi, untuk menabur dengan pupuk kandang yang murah hati!

Naik! ( Hai Gothenburg! )

Penggerak listrik: hu of hu, dan yang hu lebih panjang

Ada satu korelasi yang menarik dalam pengembangan penggerak listrik untuk kendaraan listrik.

Dengan kerumitan komponen dalam skema penggerak listrik umum ( disederhanakan! ) - ekosistem baterai / inverter / motor listrik - konsumsi sumber daya dalam persen akan diwakili oleh rasio perkiraan 20% / 70% / 10%.

Tentu saja, saya tidak ingin meremehkan nilai baterai dan motor listrik dalam hal apa pun - tetapi dalam hal jumlah komponen dan fungsi mereka lebih sederhana dan jauh lebih sedikit "tenang" daripada konverter tegangan.

Faktanya adalah bahwa konverter inverter modern pada dasarnya adalah sistem tertanam industri dengan sistem operasi waktu nyata (RTOS), dengan persyaratan ketat untuk: MTBF, persyaratan keselamatan fungsional dan pasif, perlindungan debu / kelembaban, dan keandalan komunikasi , dalam kecepatan, dalam otonomi, dalam kondisi kerja dalam keadaan getaran dan beban suhu, dalam perlindungan dari pengaruh elektromagnetik dan banyak lagi - dan juga mengubah energi yang sangat kuat aliran di mana, dalam kasus, misalnya, Tesla, Anda dapat menggoreng sapi masak berkualitas tinggi dan lezat.

Beberapa kata tentang mobil hybrid

Saya akan segera melakukan reservasi: topik mobilitas listrik sekarang booming lagi ke segala arah setelah jeda di 2014-2016 ( babak baru yang menarik dari semua peserta + minat yang jelas dari pemerintah + dieselgate + semburan baterai, dll ).

Oleh karena itu, klasifikasi dan ketentuan diperbarui secara berkala / diperluas / ditambah dan hanya - "diperkaya dengan gembira" oleh pemasar.

Tetapi dalam bentuk klasik umum, dapat dikatakan bahwa hibrida adalah konfigurasi di mana mobil memiliki mesin pembakaran internal penuh yang menggerakkan satu ( atau lebih :) poros, selain itu penggerak listrik ( baterai + inverter + mesin listrik ) bertindak untuk memberikan momen nyata.

Dan di sini ada banyak himpunan bagian.

Bergantung pada bagaimana mesin listrik mendukung mesin pembakaran internal, ia dapat:

• Duduk langsung pada sumbu piston mesin pembakaran internal dan mempertahankan momennya secara langsung - dan kemudian momen "diperkuat" ini ditransmisikan secara klasik ke sumbu yang digerakkan melalui gearbox.

• Ini dapat diperkenalkan ( kemungkinan besar melalui diferensial yang relatif sederhana ) ke poros roda yang digerakkan oleh mesin yang sudah berada di belakang gearbox dan mempertahankan momen pada poros secara langsung.

• Ia dapat duduk secara mekanis secara terpisah dari mesin pembakaran internal pada sumbu lainnya, kemudian mesin pembakaran internal menggerakkan (paling sering) gandar depan, dan penggerak listrik menggerakkan gandar belakang.

.
Masih ada opsi untuk bagaimana menyalakan baterai yang sedang berjalan ( tergantung pada volumenya, misalnya ).

Tapi hibrida "klasik" semacam itu yang memiliki antarmuka eksternal ( jack untuk colokan ) untuk pengisian daya dari stasiun pengisian - biasanya disebut hibrida plug-in.

Saya menekankan - menurut pendapat saya yang sederhana, sangat tidak tepat untuk menghubungkan kendaraan listrik dengan range extender di sini, karena ICE di dalamnya tidak membawa momen pada salah satu as - dan biasanya kecil dan tidak kuat. Tapi secara hukum melingkar dari Uni Eropa mereka juga berlaku untuk kendaraan listrik hibrida.

Hibrida - mobil listrik atau makhluk yang gemetar?

Menurut tradisi yang sudah mapan, dan berdasarkan praktik hukum, dengan definisi "mobil listrik" saya akan menyarankan semua pembaca untuk memahami tidak hanya "solusi penggerak listrik bersih", tetapi juga semua versi versi hibrida dari kendaraan listrik.

Itu karena, dari sudut pandang teknik, sama sekali tidak ada perbedaan mendasar dalam struktur umum dari penggerak listrik, jika mobil memiliki daya baterai listrik, daya inverter (dijelaskan di atas) dan mesin listrik.

Proses yang terjadi pada drive listrik hampir selalu sama.

Selain itu, di mobil dengan sel bahan bakar hidrogen, kombinasi yang sama digunakan untuk mengatur kendaraan: daya baterai listrik + inverter + mesin listrik. Hanya saja, daya baterai di sini bukan dari mesin pembakaran internal atau stasiun pengisian, tetapi dari sel bahan bakar.

Perbandingan Topologi ES Murni vs "Mobil listrik bersih"

Pernyataan berikut, tentu saja, tergantung pada model tertentu yang diambil, tetapi yang berikut ini dapat dinyatakan cukup akurat dan secara umum.

Saat membandingkan penggerak empat roda "ICE murni" dan " EV murni", ketika menerima "kesetaraan" tangki bahan bakar dan baterai listrik besar, "ICE" keluar:

• ICE + starter-generator + MCU ( engine ECU dan starter-generator ) + gearbox + GCU ( gearbox ECU / gear box / Getriebe ) + sistem pendingin cair ICE.

Pada saat yang sama ( secara umum !) EV malah memiliki:

• Inverter + motor listrik + diferensial ( atau sesuatu seperti, secara mekanis cukup sederhana ) + sistem pendingin cair untuk baterai-Dan-inverter-Dan-motor listrik ( ya, ketiga perangkat diperlukan ) + BCU ( ECU baterai ) + AC / DC converter / penyearah ( ini juga merupakan konverter pengisi daya untuk pengisian daya dari stopkontak "rumah" atau pengisian "normal" ) + opsional konverter DC / DC ( untuk memberi daya pada seluruh jaringan elektronik arus-rendah internal 12/24/48 volt ).

Perlu dicatat bahwa, pada prinsipnya, konverter DC / DC dan ECU ( satu atau beberapa - saya tidak akan memberi tahu Anda dengan pasti ) untuk pengisian daya dari jaringan listrik eksternal dapat digabungkan dalam satu rumah dengan satu sama lain atau dengan inverter berjalan "besar" - tetapi ini masih unit elektronik individu dalam topologi kendaraan listrik, dengan probabilitas kegagalannya (namun, umumnya lebih kecil daripada bagian mekanik).

Sejauh ini, belum ada yang memberikan baterai asam timbal 12 volt klasik karena berbagai alasan. Beberapa detail dari maybe_im_a_leo developer di sini .

Beberapa catatan:

• Pada sengketa potensial: ketika efisiensi seluruh rantai motor baterai-inverter-listrik dihitung dibandingkan dengan mesin pembakaran internal, mereka sering lupa tentang perlunya memperhitungkan pemulihan, yang meningkatkan efisiensi keseluruhan penggerak listrik.

• Jika kita berbicara tentang "all-wheel drive" versi EV dengan motor listrik pada setiap sumbu (yaitu, setidaknya 2 buah motor listrik di mobil), maka dalam kasus umum akan ada setidaknya dua inverter - inverter untuk setiap kombinasi sumbu motor.

• Selama beberapa dekade, ketika engine mengerem mesin pembakaran internal pada kecepatan poros tinggi, pengapian campuran bahan bakar telah dimatikan ( "lilin tidak menyala ") - yang, ketika bergerak dari bukit untuk waktu yang lama ketika dikonversi menjadi 100 km, meningkatkan efisiensi untuk mesin pembakaran internal. Meskipun perkiraan kasar, tentu saja, jelas menunjukkan bahwa di bawah kondisi eksternal "dari bukit" yang sama, peningkatan relatif dalam efisiensi dari pemulihan di EV masih beberapa kali lebih tinggi daripada peningkatan relatif dalam efisiensi dari "lilin yang padam" di ICE.

• EV rata-rata membutuhkan lebih banyak tembaga berkualitas tinggi dan bahan tanah jarang daripada mobil ICE. Faktor "beberapa kali lebih banyak bahan tanah jarang" terutama terlihat jika EV digerakkan oleh motor listrik sinkron - dan ini, setelah semua, hampir semua mobil listrik dan hibrida massal, kecuali untuk sepasang mobil Mercedes yang sudah dirilis dan di samping semua konfigurasi dasar Tesla. Namun, pada saat yang sama, dalam versi "pompa" Model 3, salah satu mesin tambahan juga sinkron.

Kami menagih atau menagih kami

Penggunaan kendaraan listrik ( setidaknya dalam versi "bersih" tanpa ICE ) tidak dimungkinkan tanpa memuatnya.

Apa yang terjadi, seperti yang Anda duga, tidak hanya dengan bantuan colokan yang terhubung tanpa ampun ke soket pengisian daya kendaraan, tetapi juga melalui infrastruktur yang sesuai. Dan infrastruktur ini tidak hanya tiang pengisian yang indah, salah satu variannya dapat dilihat pada ilustrasi menyentuh di bawah ini, tetapi juga banyak, sangat banyak lagi.



Di sini kita akan membuat komentar kecil.

<Keterangan sudah>

Tentu saja, jika kita berbicara tentang proses pengisian "dari outlet rumah", maka semuanya cukup sederhana di sana. Pengguna mengambil kabel yang sesuai, menghubungkannya ke outlet rumah fase tunggal klasik dengan satu steker, dan ke konektor di dalam mobil dengan yang lain. Dan arus pengisian daya, bersukacita dalam kebebasan yang diperoleh, mengalir secara klasik perlahan dan tak terhindarkan melalui kabel.

(dan lagi dan lagi dengan gembira menyederhanakan, karena bahkan hal yang "sederhana" seperti soket, membawa banyak hal menarik, yang dapat Anda baca, misalnya, di sini di pengguna idiv )

</ Keterangan datang>

Tetapi secara umum, supercharger dan stasiun pengisian daya multi-antarmuka universal ( dengan beberapa standar konektor ) masih memerlukan kabinet yang agak besar dengan elektronika daya (pada kenyataannya, ini bukan hanya elektronika daya, tetapi masih lebih rumit - halo, idiv , dan lingvo :) - tetapi juga Dalam banyak kasus ( terutama untuk tempat-tempat dengan banyak pos pengisian dan / atau superchargers ), diperlukan saluran listrik dan gardu transformator yang terpisah. Ini semua - tempat, tempat, tempat ...

Dan juga artikel yang benar dari tanda kawan dan banyak penelitian tambahan sudah dilakukan.

Misalnya: jika Anda tidak menangani modernisasi jaringan listrik, bahkan pada tingkat perkembangan saat ini, bahkan wilayah yang berkembang secara ekonomi seperti distrik Munich Besar akan mulai mengalami pemadaman lokal yang nyaman dalam 3 tahun.

Tentang revolusi yang belum pernah terjadi sebelumnya saat ini

Setiap kali pujian dari revolusi dari hype mobile modern dipuji lagi di situs-situs Internet kita yang inovatif ini, penulis pergi ke dapur dan membuatkannya secangkir teh harum.

Kemudian mengambil sebagian kecil selai kumquat, mengambil minuman aromatik yang diseduh dan duduk untuk membaca dengan santai.

Objek minat sastra di sini adalah studi tentang kendaraan listrik yang dilakukan oleh Universitas Teknik Rhine-Westphalian Aachen (RWTH yang terkenal) yang ditugaskan oleh Asosiasi Industri Otomotif Jerman (VDA). Sekelompok peneliti memeriksa dan menganalisis penelitian dan produksi kendaraan mobil yang sudah tertanam dalam logam, dan juga menganggap seluruh spektrum sudah ada; jadi dan baru saja dipelajari teknologi yang relevan.

Versi elektronik buku ini tersedia di tautan di situs web VDA .

Sangat, yah, hanya sebuah karya yang sangat menarik yang diterbitkan pada Oktober 1993.

Tentang teori penggerak listrik

Mereka yang ingin membiasakan diri dengan topik tentang penggerak listrik secara umum dan masalah regulasi khususnya dapat disarankan ... artikel tentang Habré.

Tidak, tidak seperti itu: Anda harus sangat merekomendasikan pertama-tama untuk membiasakan diri dengan serangkaian artikel Belerafon yang luar biasa tentang teori drive listrik.

Dan ketika rasa lapar awal padam - disarankan untuk membiasakan diri dengan trilogi tentang pengembangan untuk BelAZ.

Ini bagian pertama.

Dan ketika membaca artikel ini, ingatlah bahwa secara umum proses dan solusi umum untuk masalah yang muncul dalam pengembangan mobil ( apa saja, bukan hanya listrik ) dari pembuat mobil terkemuka pada dasarnya sama.

Dan karena itu, artikel-artikel ini memberikan lebih dari sekedar melihat pengembangan "untuk BelAZ".

Jeda

Mari kita berhenti untuk hari ini.

Dan akhirnya, saya ingin mengingatkan / perhatikan bahwa di komunitas saat ini:

• Kamerad LittleSquirrel memiliki pengalaman praktis yang luas dalam mengembangkan kendaraan robot modern (ya, itu ADAS - dan jika pembaca yang antusias bertanya kepadanya dengan sangat, sangat sopan ... :);

• Kamerad maybe_im_a_leo bekerja di bidang pengembangan elektronika daya untuk satu pembuat mobil yang sering disebutkan di Habré;);

• Teymurberman kawan telah lama bekerja di kedalaman kode tertanam industri otomotif Jerman ( teymurberman - itu menyenangkan untuk menemukan akun Anda dalam satu menit sambil berdiri dalam antrean di meja kas :)

• parakhod kawan memiliki banyak pengetahuan tentang singkatan pemodelan rumit untuk industri otomotif Eropa pada khususnya - dan pengembangan tertanam untuk industri ini secara umum;

• kawan nad_oby, pada suatu waktu sebelum membeli Intel mereka, ia bekerja di Mobileye (visi komputer) - tetapi hal yang paling menarik baginya mungkin adalah untuk memberitahu nizzy;

• kawan old_gamer baru-baru ini tanpa pamrih mengendarai Tesla untuk semua orang - dan pembaruannya menarik, apa yang ada di sana dan bagaimana;

• mrKron telah menerbitkan banyak artikel yang terkait dengan IoT dan topik otomotif secara bersamaan;

• Terima kasih khusus kepada kawan-kawan Boomburum , Milfgard dan Meklon untuk inspirasi dalam gaya penulisan artikel! = D

Siapa yang saya lupa sebutkan - jangan menuntut, penulis terbuka untuk komentar dan komentar.

Pada saat publikasi, banyak waktu telah dihabiskan untuk menulis artikel (lihat alamat indeks dan hi DmitrySpb79 :) - tetapi meskipun demikian, hanya sebagian kecil dari apa yang bisa dan harus diambil dari lembar pernyataan termasuk dalam teks.

Dan, mungkin, artikel itu akan ditambah di masa depan.

Karena itu - sampai kita bertemu lagi. Dan suatu hari nanti kita akan berbicara lagi dengan pemasok mobil yang begitu penting dan kuat, dan bukan hanya OEM. ;)