इलेक्ट्रिक वाहनों के इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम का कार्य सिद्धांत और लेआउट वर्गीकरण

इलेक्ट्रिक वाहनों में उच्च दक्षता, शून्य उत्सर्जन, पर्यावरण मित्रता के फायदे हैं, और नियंत्रण राज्य बाहरी दुनिया से प्रभावित नहीं होगा, और उनका हिस्सा भी बढ़ रहा है। इस प्रक्रिया में इलेक्ट्रिक वाणिज्यिक वाहन भी उभर रहे हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों और पारंपरिक आधुनिक वाहनों के बीच मुख्य अंतर यह है कि इलेक्ट्रिक वाहनों के ड्राइव मोड को इलेक्ट्रिक ड्राइव में बदल दिया गया है। इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम को मुख्य रूप से चार भागों में विभाजित किया गया है: ड्राइव मोटर, ट्रांसमिशन, पावर कनवर्टर और कंट्रोलर। इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम पूरे नए ऊर्जा वाहन का मूल है, जो सीधे अपनी अर्थव्यवस्था, सुरक्षा, विश्वसनीयता और अन्य प्रदर्शन को प्रभावित करता है।

1। इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम का परिचय  

नए ऊर्जा वाहनों की संरचना मुख्य रूप से इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम, चेसिस भाग, शरीर की संरचना और विभिन्न संबंधित सहायक उपकरणों से बना है। इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम को छोड़कर, बाकी हिस्सों की कार्य और संरचनात्मक संरचना आम तौर पर पारंपरिक ऑटोमोबाइल के समान होती है, लेकिन कुछ हिस्सों को अलग -अलग ड्राइव विधियों के कारण सरल, संशोधित या प्रतिस्थापित किया गया है। इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम की रचना और कार्य सिद्धांत को चित्र 1 में दिखाया गया है, जिसे तीन भागों में विभाजित किया जा सकता है: सहायक मॉड्यूल, ऑन-बोर्ड पावर सप्लाई मॉड्यूल और इलेक्ट्रिक ड्राइव मुख्य मॉड्यूल।

2। लेआउट वर्गीकरण और इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम की विशेषताएं

• केंद्रीय इलेक्ट्रिक ड्राइव असेंबली, जैसा कि आंकड़े में दिखाया गया है, पारंपरिक इंजन और गियरबॉक्स की जगह, गियरबॉक्स के साथ ड्राइव मोटर को एकीकृत करता है, लेकिन फिर भी एक ड्राइवशाफ्ट के साथ -साथ एक पारंपरिक एक्सल की आवश्यकता होती है। व्यवस्था के संदर्भ में, यह पारंपरिक मोटर वाहन पावरट्रेन के समान है। इसके अलावा, ट्रांसमिशन मार्ग लंबा है, ऊर्जा हानि बड़ी है, और सिस्टम दक्षता कम है; नीचे की जगह को बड़ी मात्रा में कब्जा कर लिया जाता है, जिससे पावर बैटरी की व्यवस्था करना मुश्किल हो जाता है। उदाहरण के लिए, जर्मनी में ZF फ्रेडरिकशफेन एजी द्वारा निर्मित प्रकार के cetrax के केंद्रीय इलेक्ट्रिक ड्राइव असेंबली, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, कम वृद्धि और उच्च वृद्धि वाली बसों के लिए उपयुक्त है। "प्लग-एंड-ड्राइव" डिज़ाइन दृष्टिकोण के आधार पर, Cetrax को चेसिस, फ्रंट और रियर एक्सल या डिफरेंशियल में बड़े बदलावों के बिना वर्तमान वाहन प्लेटफार्मों में एकीकृत किया जा सकता है। अधिकतम आउटपुट और पीक टॉर्क क्रमशः 300 kW और 4 400 एनएम हैं।

• एकीकृत इलेक्ट्रिक ट्रांसएक्सल (समानांतर/समाक्षीय/ऊर्ध्वाधर अक्ष) को आरेख में दिखाया गया है और एक इलेक्ट्रिक मोटर के साथ एक पारंपरिक ट्रांसएक्सल को एकीकृत करता है, जो कि डिक्लेरेटेड और मरोड़ को बढ़ाया जाता है और सीधे पहियों को चलाने के लिए उपयोग किया जाता है। यह पिछले ट्रांसमिशन शाफ्ट, सस्पेंशन ब्रैकेट और अन्य भागों को बचाता है, जो लोडिंग की लागत को कम करता है; उच्च संचरण दक्षता; यह कम स्थान पर रहता है और पावर बैटरी पैक के लेआउट के लिए अधिक सुविधाजनक है; और एनवीएच के संदर्भ में कम प्रभावी; असुरक्षित द्रव्यमान बड़ा और ऑफसेट है, और पूरे वाहन की गतिशीलता अधिक नहीं है। उदाहरण के लिए, किंग्टे ग्रुप कंपनी, लिमिटेड द्वारा निर्मित QT130SPE के मॉडल के दो-स्पीड इंटीग्रेटेड ड्राइव एक्सल, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है, 13 टी के रेटेड लोड के साथ 49T ट्रैक्टर के लिए उपयुक्त है। दोहरी मैग्नेटिक एज शिफ्ट स्कीम गियर शिफ्ट को सुचारू बनाती है और ड्राइविंग अनुभव अधिक सुखद है। पारंपरिक प्रणालियों का एकीकरण प्रभावी रूप से चेसिस स्पेस को जारी करता है और बेहतर निष्क्रियता प्रदान करता है।

• जैसा कि आंकड़े में दिखाया गया है, अत्यधिक एकीकृत मोटर, रिड्यूसर और पारंपरिक ड्राइव एक्सल ट्रांसमिशन शाफ्ट और अंतर को रद्द कर देता है, और ट्रांसमिशन दक्षता अधिक है क्योंकि यह इलेक्ट्रॉनिक डिफरेंशियल ट्रांसमिशन को अपनाता है; और यह कम स्थान पर रहता है, और पावर बैटरी लेआउट अधिक सुविधाजनक है; हालांकि, असुरक्षित द्रव्यमान बड़ा है, जो पूरे वाहन की हैंडलिंग के लिए अच्छा नहीं है, और इलेक्ट्रॉनिक अंतर नियंत्रण मुश्किल है। जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है, मोटर प्रकार एसिंक्रोनस मोटर को अपनाता है, जो 10 मीटर ~ 18 मीटर बस में लागू होता है, अधिकतम शक्ति 2 × 125 किलोवाट है, अधिकतम एक्सल लोड द्रव्यमान 13 000 किलोग्राम है, और इसका नियंत्रक इन्वर्टर एकीकृत नहीं है एक्सल पर, एक दो-चरण मंदी तंत्र के साथ।

• जैसा कि चित्र 8 में दिखाया गया है, इन-व्हील मोटर भाग के साथ अत्यधिक एकीकृत हैड्राइव एक्सलभाग [1], और ड्राइव मोटर सीधे पहियों को चलाता है भविष्य की विकास दिशा है। इस ड्राइव सिस्टम में उच्चतम संचरण दक्षता है, और हल्के वजन और कम ऊर्जा की खपत के फायदे हैं; ब्रेकिंग एनर्जी रिकवरी दक्षता 100%के करीब है, लेकिन लागत अधिक है। जब मोटर का आकार बड़ा होता है, तो ओवरहीटिंग, डेमैग्नेटाइजेशन और औद्योगिक श्रृंखला प्रणाली जैसी समस्याएं होती हैं, और वर्तमान में, इस क्षेत्र में प्रौद्योगिकी परिपक्व नहीं होती है। उदाहरण के लिए, डच कंपनी ई-ट्रैक्शन द्वारा निर्मित इन-व्हील इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल, जैसा कि चित्र 9 में दिखाया गया है, में शून्य उत्सर्जन, स्वामित्व की कम लागत और बैटरी से पहिया तक 94% तक की दक्षता है, जो साधारण इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम की तुलना में 15% अधिक है, और चलती भागों को कम करता है। रेंज में 20% की वृद्धि हुई है और बैटरी का आकार 20% कम हो जाता है। बनाए रखने के लिए आसान, कम शोर, उच्च आराम और उच्च अतिरेक, पहियों का स्वतंत्र नियंत्रण एक छोटे से क्षेत्र, उच्च अंतरिक्ष उपयोग और लचीले नियंत्रण मोड पर कब्जा कर लेता है, जो 12 मीटर ~ 18 मीटर बसों और ट्रकों के लिए उपयुक्त है, और एक विस्तृत श्रृंखला है अनुप्रयोगों की।

वर्तमान में, नए ऊर्जा वाणिज्यिक वाहनों के लिए सामान्य प्रकार के इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम मुख्य रूप से केंद्रीय एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम, व्हील साइड इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल और एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल हैं। केंद्रीय रूप से एकीकृत समाक्षीय इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल का उपयोग मध्यम और भारी शुल्क वाले ट्रकों के साथ-साथ चौड़े-शरीर डंप ट्रकों के लिए किया जाता है। व्हील साइड इलेक्ट्रिक ट्रांसक्सल्स का उपयोग अक्सर 10 मीटर से अधिक की बस श्रृंखला में किया जाता है। एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल का उपयोग अक्सर ट्रकों और 6 मीटर ~ 7 मीटर मिनीबस श्रृंखला में किया जाता है। एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल को तीन रूपों में विभाजित किया गया है: समानांतर अक्ष, समाक्षीय और ऊर्ध्वाधर अक्ष। उनमें से, वर्टिकल एक्सिस इंटीग्रेटेड इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल की ड्राइव मोटर कनेक्टेड और ड्राइव एक्सल द्वारा एक लंबवत कोण पर संचालित और संचालित होती है, और हाइपरबोलॉइड गियर रिडक्शन मोड को अपनाया जाता है, गति अनुपात छोटा होता है, और सिस्टम पावर घनत्व कम होता है। समानांतर शाफ्ट को इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल के साथ एकीकृत किया जाता है, मोटर और ड्राइव एक्सल को एक समानांतर स्थिति में व्यवस्थित किया जाता है, और मोटर बहु-ऑफसेट है। ज्यादातर बेलनाकार गियर ट्रांसमिशन, बड़ी गति अनुपात, उच्च शक्ति घनत्व; बड़े अनसुने द्रव्यमान और ऑफसेट के कारण, पूरे वाहन की हैंडलिंग और आराम खराब हैं। घरेलू एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल ज्यादातर समानांतर शाफ्ट प्रकार को अपनाते हैं।

केंद्रीय ड्राइव प्रणाली की तुलना में, एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल में मोटर, रिड्यूसर, अंतर और एक्सल के संदर्भ में एक एकीकरण का एक उच्च स्तर है; ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन का डिजाइन और नियंत्रण और इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम की नियंत्रण तकनीक मुश्किल है; चेसिस एक छोटी सी जगह पर कब्जा कर लेता है, और बैटरी की व्यवस्था सुविधाजनक है; यह उच्च ऊर्जा वसूली, हल्के वजन, केंद्रीय ड्राइव की तुलना में 10% ~ 25% कम प्राप्त कर सकता है, प्रभावी रूप से बिजली की खपत, उच्च मोटर गति, छोटे आकार और उच्च शक्ति घनत्व को कम कर सकता है। हालांकि, मोटर और गियरबॉक्स निलंबन के अधीन हैं, और असुरक्षित द्रव्यमान बड़ा है, जो वाहन हैंडलिंग और आराम के सुधार के लिए अनुकूल नहीं है। ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन डिज़ाइन और कंट्रोल, इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम कंट्रोल टेक्नोलॉजी और कमर्शियल व्हीकल ड्राइव एक्सल को विकसित करना मुश्किल है। सेंट्रल ड्राइव सिस्टम का मोटर और गियरबॉक्स निलंबन से ऊपर हैं, और अनचाहे द्रव्यमान छोटा है, और वाहन हैंडलिंग और आराम उच्च हैं। स्वचालित प्रसारण को डिजाइन और नियंत्रित करना और इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम के लिए नियंत्रण प्रौद्योगिकियों को विकसित करना मुश्किल है।

नई ऊर्जा भारी ट्रकों का विकास की प्रवृत्ति

उद्योग में नई ऊर्जा भारी ट्रकों के विकास और अनुसंधान के साथ, अर्थव्यवस्था, एकीकरण और सुरक्षा जैसे मुख्य कारकों पर विचार करते हुए, हल्के, उच्च गति, उच्च दक्षता, उच्च विश्वसनीयता और उच्च विश्वसनीयता के साथ इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम के भविष्य के विकास की प्रवृत्ति के साथ संयुक्त अच्छा एनवीएच, विकास की प्रवृत्तिनई ऊर्जा भारी ट्रकमुख्य रूप से निम्नलिखित पहलू शामिल हैं।

1) कम उत्पादन लागत और कम रखरखाव लागत। नई ऊर्जा भारी ट्रकों के दैनिक उपयोग में, चार्जिंग पाइल्स, वाहन रखरखाव और बैटरी जीवन को एक निश्चित मात्रा में पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है। आर्थिक आवश्यकताओं को सुनिश्चित करने के लिए, कम लागत और रखरखाव की लागत का पीछा नए ऊर्जा वाहनों को बढ़ावा देने के मुख्य लक्ष्यों में से एक है।

2) हल्के शरीर का वजन और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली की मॉड्यूलरिटी। अपने स्वयं के द्रव्यमान जितना अधिक होगा, ऑपरेशन के दौरान बैटरी की ऊर्जा खपत उतनी ही अधिक होगी। इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए अधिक से अधिक जटिल घटकों की आवश्यकता होती है, और मॉड्यूलरिटी बेहतर प्रबंधनीय मॉड्यूल में जटिल प्रणालियों को तोड़ने का एक तरीका है। अपनी संरचना को हल्का करते हुए और अनुकूलन करते हुए, ताकत की आवश्यकताओं को पूरा करना और कच्चे माल की उपयोग दर में सुधार करना भी आवश्यक है। इसे हाई-स्पीड बनाएं और मोटर टोक़ को कम करें; उच्च दक्षता, पूरे वाहन की ऊर्जा खपत को कम करें।

3) बड़ी चढ़ाई की डिग्री और मजबूत बिजली प्रदर्शन। एक इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम जो शक्ति प्रदान कर सकता है, वह मोटर पावर और बैटरी आकार जैसे कारकों द्वारा सीमित है। भारी-शुल्क वाले ट्रकों में एक भारी द्रव्यमान और एक उच्च भार क्षमता होती है, और ढलान और खराब सड़क की स्थिति (मैला, गड्ढों, आदि) पर चढ़ते समय अक्सर बिजली की कमी होती है।

4) कम ऊर्जा की खपत और उच्च विश्वसनीयता। क्रूज़िंग रेंज नए ऊर्जा वाहनों के महत्वपूर्ण प्रदर्शन संकेतकों में से एक है, और यह नई ऊर्जा भारी ट्रकों के संचालन में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। शेष माइलेज की मात्रा और जटिल सड़क स्थितियों के तहत ऊर्जा की खपत सभी विश्वसनीयता के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे बढ़ाती है। उपभोग्य घटकों की पहचान करने और समग्र प्रणाली के कामकाजी जीवन को बढ़ाने के लिए गहराई से लोड स्पेक्ट्रम अध्ययन किया जाता है। चरम कार्य परिस्थितियों में सिमुलेशन विश्लेषण और परीक्षण सत्यापन की क्षमता को मजबूत करें।

5) अच्छा ड्राइविंग अनुभव। बेहतर त्वरण, जटिल सड़क की स्थिति, कठिन और ओवरटेकिंग प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए उच्च शक्ति और टोक़ घनत्व का उपयोग करें। इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम के एनवीएच को ही ऑप्टिमाइज़ करें, ताकि पूरे वाहन की एनवीएच गुणवत्ता में सुधार हो सके।

निष्कर्ष

योग करने के लिए, कार्य सिद्धांत, वर्गीकरण और इलेक्ट्रिक ड्राइव के विशिष्ट उत्पादों को पेश किया जाता है, और इस स्तर पर इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम के कॉन्फ़िगरेशन और कार्यान्वयन योजना को संक्षेप में वर्णित किया गया है। इलेक्ट्रिक वाहनों के क्रमिक विकास के साथ, लो-एंड उत्पादों के अद्यतन और पुनरावृत्ति ने प्रदर्शन, ट्रांसमिशन दक्षता और क्रूज़िंग रेंज में बहुत सुधार किया है, जिसने मल्टी-स्पीड ट्रांसमिशन को भविष्य में इलेक्ट्रिक वाहन ट्रांसमिशन सिस्टम का विकास प्रवृत्ति बना दिया है। इलेक्ट्रिक वाहनों और वाणिज्यिक वाहनों के संदर्भ में, इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम के मुख्य रूप व्हील साइड इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल, एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल और सेंट्रल इलेक्ट्रिक ड्राइव असेंबली हैं। यात्री कारें ज्यादातर व्हील इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल का उपयोग करती हैं, ट्रक ज्यादातर एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल या सेंट्रल ड्राइव असेंबली का उपयोग करते हैं, और भारी ट्रक एकीकृत इलेक्ट्रिक ड्राइव एक्सल या सेंट्रल ड्राइव असेंबली के रूप में उपयुक्त हैं। तुलना के बाद, उच्च प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने और बेहतर आर्थिक लाभ प्राप्त करने के लिए, उच्च गति वाली मोटर और मल्टी-स्पीड गियरबॉक्स के समग्र कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करके इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम योजना भविष्य के विकास की प्रवृत्ति के अनुरूप अधिक है।

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