So wählen Sie Motor-, Controller- und Batterieparameter für ein Elektrofahrzeug aus • EVreporter

Die Auswahl des richtigen Antriebsstrangs spielt eine wichtige Rolle für die Leistung eines Fahrzeugs. Die Fahrzeughersteller müssen die Eigenschaften wie Fahrzeuggewicht, Geschwindigkeitsanforderung, Steigfähigkeit, Beschleunigung, Ladekapazität und alle spezifischen Straßenbedingungen (z. B. Geländebedingungen) überprüfen, um den richtigen Antriebsstrang für ihr Elektrofahrzeug auszuwählen. In diesem Artikel,Varun Rai–Geschäftsleiter bei EMF Innovations, erläutert, wie man bei der Auswahl der Antriebsstrangparameter für ein Elektrofahrzeug vorgeht.

Der in einem Elektrofahrzeug eingesetzte Elektromotor muss die für die Traktion erforderliche Leistung liefern. Der wichtige Faktor besteht darin, eine geeignete Nennleistung des Motors basierend auf der zu transportierenden Last auszuwählen. Um die erforderliche Motorleistung zu ermitteln, sollten wir zunächst die Kraft ermitteln, die erforderlich ist, um das Fahrzeug gemäß der gewünschten Spezifikation/Anforderung zu bewegen.

Die zum Antrieb des Fahrzeugs erforderliche Kraft wird als Zugkraft bezeichnet.

Zugkraft (Ftr) =Ftr = Fr + Länge + Fg + Fi

Fr = Rollkraft, Fad = Kraft aufgrund des Luftwiderstands, Fg = Gravitationskraft und Fi = Trägheitskraft

Rollkraft (Fr) = Es handelt sich um eine Widerstandskraft in der Bewegung des Fahrzeugs. Dies wird auch als Rollreibungskraft bezeichnet.

Fr = m* g * Cr * Cos a

M = Masse des Fahrzeugs

g = Gravitationskraft (9.81)

Cr = Rollkoeffizient. Sie hängt von der Kontaktfläche zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche ab. Wenn der Reibungskoeffizient hoch ist, ist die zum Bewegen des Fahrzeugs erforderliche Kraft größer.

Kraft aufgrund des Luftwiderstands (Fad) –Die Kraft, der das Fahrzeug ausgesetzt ist, wenn es sich durch die Luft bewegt.

Fad = 0,5 * Ad * Cd * Af * V2

Ad = Luftdichte

Cd = Widerstandskoeffizient

Af = Frontbereich des Fahrzeugs

V = Geschwindigkeit des Fahrzeugs

Die obige Formel zeigt, dass die Geschwindigkeit und der vordere Bereich des Fahrzeugs eine wichtige Rolle dabei spielenLuftwiderstand Berechnung. Der vordere Bereich des Fahrzeugs sollte optimiert werden, um den Luftwiderstand zu reduzieren.

Gravitationskraft (FG) –

Fg = M*g* Sinα

M = Masse des Fahrzeugs

G = Gravitationskraft (9.81)

α = Steigungswinkel

Bei der Auswahl der Motorleistung sollten wir Folgendes berücksichtigenSteigfähigkeit für den wir das Fahrzeug entwerfen. Eine bessere Steigfähigkeit erfordert einen höheren Drehmomentbedarf.

Trägheitskraft (Fich) –Kraft, die erforderlich ist, um die Trägheit beweglicher Teile bei einer bestimmten Beschleunigung zu überwinden.

Fi = ma

M = Masse des Fahrzeugs

A = Beschleunigung.

Bei der Auswahl der Spitzenleistung des Motors spielt die Beschleunigung eine große Rolle. Dies ist die Kraft, die beim Starten des Fahrzeugs aus 0 km/h und kontinuierlich wirkt, sobald das Fahrzeug in Bewegung kommt und Fahrt aufnimmt. Während der Fahrt wird diese Kraft zu Null.

Nach der Berechnung der Zugkraft können wir das Drehmoment am Rad berechnen.

Drehmoment am Rad = Zugkraft / Radius des Rades.

Drehmoment des Motors (T) = Drehmoment am Rad / Übersetzungsverhältnis

Drehzahl am Rad = Fahrzeuggeschwindigkeitsanforderung / Radumfang.

Motordrehzahl (N) = Raddrehzahl x Übersetzungsverhältnis

Die Motordrehzahl kann direkt aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet werden.

Im Fall derNabenmotor , die Drehzahl und das Drehmoment am Rad sind die gleichen wie am Motor. Während in derGetriebe/Kettenantrieb/RiemenantriebSystemDrehzahl am Motor = Raddrehzahl x Übersetzungsverhältnis.

Nachdem wir das erforderliche Drehmoment und die erforderliche Drehzahl ermittelt haben, können wir die Motorleistung und die Spitzenleistung berechnen.

P = 2πNT/60[P = Leistung]

Klicken Sie hier, um die Berechnungen anzusehen und auch die Motorspezifikationen für Ihren Anwendungsfall zu berechnen.

Abschluss – Wir sollten die Motorleistung basierend auf Fahrzeugeigenschaften wie Gewicht, Frontfläche, Höchstgeschwindigkeitsanforderung, maximalem Drehmoment, maximaler Leistung und Steigfähigkeit auswählen. Weitere Parameter, die wir bei der Auswahl eines Motors berücksichtigen müssen, sind Effizienz, Gewicht, Größe und Kühlbedarf. Außerdem sollten wir bei der Auswahl des Motors für das Fahrzeug die Betriebstemperatur des Motors berücksichtigen.

Die Auswahl des richtigen Controllers für den Motor ist entscheidend, um eine effiziente Leistung des Motors zu erzielen. Die Motorsteuereinheit ist eine Schnittstelle zwischen Motor, Batterie und anderer Elektronik (Gas, Display, Bremsen usw.) des Fahrzeugs. Es steuert die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs basierend auf der Gaseingabe.

Die Auswahl des Controllers basiert hauptsächlich auf der Motorleistung, der Systembetriebsspannung und den Funktionsanforderungen.

Controller-Spitzengleichstrom = (Spitzenleistungsanforderung / Systemspannung) x Systemeffizienz während der Spitzenleistung.

Der Spitzenphasenstrom des Controllers beträgt etwa das Dreifache des Spitzengleichstroms. Der Betriebsspannungsbereich der Batterie sollte mit dem Betriebsbereich des Controllers übereinstimmen.

Es gibt weitere Parameter, die bei der Auswahl des Controllers berücksichtigt werden müssen, wie z. B. die Steuerungsmethode – trapezförmige oder feldorientierte Steuerung, Geschwindigkeitssteuerungsmodus oder Drehmomentsteuerungsmodus, Kommunikationsprotokolle und Betriebssteuerung (z. B. manuell oder computergesteuert).

Die Batteriespannung hängt hauptsächlich von den Präferenzen der Fahrzeughersteller hinsichtlich der Spannung ab. Im Allgemeinen ist für einen Motor mit höherer Leistung eine höhere Spannung vorzuziehen. Die Auswahl der Batterieparameter basiert auf der für das Fahrzeug erforderlichen Reichweite und der Kapazität zur Bereitstellung des Spitzenentladestroms sowie der Dauer des Spitzenstroms.

Batteriekapazität (Ah oder kWh) = (Kilometerbedarf / Durchschnittsgeschwindigkeit) x Durchschnittsstrom oder Stromverbrauch.

Der Spitzenentladestrom hängt von der Kapazität (C) der Batterie und der Chemie der Batterie oder sogar der Qualität der verwendeten Zelle ab. Weitere Parameter wie Energiedichte, Ladezeit, Lebenszyklen und Betriebstemperaturbereich müssen bei der Auswahl der Batterie berücksichtigt werden.

Der Autor ist unter [email protected] erreichbar.

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