ในบทความก่อนหน้านี้เราได้กล่าวถึง อะไรคือชิ้นส่วนของเครื่องยนต์สันดาปของรถยนต์. ตอนนี้ถึงเวลาที่จะทำเช่นเดียวกันกับรถยนต์ไฟฟ้า (EV) นั่นคือ เรานำเสนอชิ้นส่วนของมอเตอร์ไฟฟ้า. ด้วยวิธีนี้คุณจะรู้อย่างใกล้ชิดมากขึ้นว่าอะไรคืออวัยวะภายในของเครื่องยนต์ประเภทนี้และอะไรที่ทำให้เครื่องยนต์ทำงาน
โปรดจำไว้ว่ารถยนต์ไฟฟ้าเหล่านี้ได้รับการเปลี่ยนแปลงทั้งในปัจจุบันและอนาคต มีทางเลือกอื่นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า ว่าแบบนี้ ความคล่องตัวไฟฟ้า. แต่อย่างไรก็ตาม เราอาศัยอยู่กับพวกเขาและคุณควรรู้จักพวกเขา:
ชิ้นส่วนของแพลตฟอร์มของรถยนต์ไฟฟ้า
หนึ่งในความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดเมื่อเทียบกับรถยนต์สันดาปภายในของรถยนต์ไฟฟ้าคือใต้ฝากระโปรง รถยนต์และแม้แต่ใต้ท้องรถ เนื่องจากในรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่จะกระจายอยู่ด้านล่างห้องโดยสารของรถเพื่อกระจายน้ำหนักได้ดียิ่งขึ้น
นอกจากนี้ คุณควรทราบด้วยว่าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเหล่านี้ คุณไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องยนต์และระบบส่งกำลังแบบเดิมที่เราเห็นในรถยนต์ระบบสันดาปภายในทางเลือก อย่างไรก็ตาม, ในเครื่องใช้ไฟฟ้าเราพบหลายส่วน ที่ไม่มีอยู่ในการเผาไหม้และมีความสำคัญต่อการทำงานของยานพาหนะเหล่านี้ ลองดูที่ส่วนเหล่านี้:
มอเตอร์ไฟฟ้า
El มอเตอร์ไฟฟ้า เป็นตัวแปลงพลังงานไฟฟ้าที่มาจากแบตเตอรี่หรือจากหน่วยอื่น ๆ ให้เป็นพลังงานจลน์เพื่อให้สามารถเคลื่อนล้อและเคลื่อนรถได้ มอเตอร์เหล่านี้ค่อนข้างธรรมดา เช่นเดียวกับที่พบในเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนอื่นๆ แต่มีขนาดใหญ่กว่าและมีกำลังมากกว่า และโดยปกติจะมีหลายตัว แทนที่จะเป็นมอเตอร์ส่วนกลางตัวเดียวเช่นในกรณีของเครื่องยนต์สันดาป
มอเตอร์เหล่านี้แทบไม่ส่งเสียงดังและแทบไม่มีการสั่นสะเทือนเลย ความสะดวกสบายที่มากขึ้นและมลภาวะทางเสียงที่น้อยลง. นอกจากนี้ เครื่องยนต์เหล่านี้ไม่ปล่อยก๊าซใดๆ และระบบส่งกำลังของรถยนต์ไฟฟ้าเหล่านี้มีขนาดเล็กลง ซึ่งให้พื้นที่เพิ่มเติมที่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน เช่น การขยายห้องโดยสาร ที่เก็บสัมภาระท้ายรถ หรือเพิ่มเติม เป็นต้น
และเราไม่ควรลืมว่ายานพาหนะเหล่านี้มักจะมีสิ่งที่เรียกว่า เบรคปฏิรูปนั่นคือบางอย่างที่คล้ายกับ KERS ของ F1 หรือ MGU-K แม้ว่าจะเป็นแนวคิดที่ใช้ในรถไฟมาหลายปีแล้วก็ตาม มันเกี่ยวกับการทำให้มอเตอร์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วย คุณรู้อยู่แล้วว่ามอเตอร์สามารถหมุนกลับได้ หากคุณใช้พลังงานกับมัน พวกมันสามารถหมุนได้ และถ้าคุณทำให้มันหมุน พวกมันก็จะสามารถผลิตพลังงานได้ ด้วยวิธีนี้ เมื่อคุณลดความเร็วหรือเบรก พวกมันสามารถช่วยเบรกและเปลี่ยนพลังงานนั้นเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้ในอนาคต
สุดท้ายนี้ต้องบอกว่ามอเตอร์ไฟฟ้าของยานพาหนะเหล่านี้มีได้สองประเภทคือ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงหรือกระแสตรง และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับหรือไฟฟ้ากระแสสลับ. แน่นอนว่าความแตกต่างระหว่างทั้งสองคือประเภทของกระแสที่ใช้ในการทำงาน หากคุณสงสัยเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องคำนึงถึงระหว่างแนวคิดทั้งสอง ผมขอสรุปแนวคิดที่สำคัญที่สุดไว้ดังนี้
- มอเตอร์กระแสตรงทำงานจากไฟฟ้ากระแสตรง มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับทำงานจากไฟฟ้ากระแสสลับ
- มอเตอร์กระแสตรงควบคุมความเร็วของการหมุนผ่านตัวแปลงความถี่ ในขณะที่มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับใช้แรงดันไฟฟ้าเป็นวิธีเพิ่มความเร็ว
- ในมอเตอร์กระแสตรง แรงบิดของมอเตอร์ขึ้นอยู่กับสนามการหมุน ในขณะที่มอเตอร์กระแสสลับ แรงบิดของมอเตอร์จะแปรผันตามกระแสเหนี่ยวนำและฟลักซ์ของสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำ
- ในมอเตอร์ DC คุณมีแรงบิดเริ่มต้นที่แรงกว่ามาก ในมอเตอร์ AC นั้นนุ่มนวลกว่า
- ชิ้นส่วนพื้นฐานของมอเตอร์กระแสตรงคือสเตเตอร์และโรเตอร์ ในขณะที่มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับมีกระดอง ตัวเหนี่ยวนำ และตัวสะสม
- มอเตอร์กระแสตรงมีต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่ามอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ
- แม้ว่ามอเตอร์กระแสตรงจะให้ความแม่นยำมากกว่า แต่มอเตอร์กระแสสลับอาจดีกว่าสำหรับงานที่หนักกว่า
ตัวลด / เกียร์
เช่นเดียวกับการส่งกำลังของเครื่องยนต์สันดาป เครื่องยนต์ไฟฟ้าก็ต้องการกลไกบางอย่างเพื่อส่งกำลังเชิงกลไปยังล้อเมื่อจำเป็นหรือเพื่อปลดเครื่องยนต์ ข้อดีคือไม่ต้องการการส่งสัญญาณหลายความเร็ว แต่มีความต่อเนื่องมากกว่าในแง่นั้น แต่คุณจะเห็นหน่วยที่เรียกว่า ตัวลด.
และนั่นคือ มอเตอร์ CC/AC เหล่านี้มี RPM ของการหมุนที่สูงกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในมาก ดังนั้นจึงต้องมีบางอย่างที่จะ ลด RPM เหล่านั้น ให้เหมาะสมกับระบบส่งกำลัง โดยปกติจะทำโดยชุดเกียร์ทดรอบ
แบตเตอรี่ฉุด
La แบตเตอรี่ (หรือที่เรียกว่า EVB) เป็นส่วนประกอบที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของรถยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากทำหน้าที่เป็น "ถังเชื้อเพลิง" เพื่อจ่ายพลังงานที่จำเป็นให้กับมอเตอร์ (และจัดเก็บไว้หากมีระบบนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ เช่น การเบรกแบบจ่ายพลังงานกลับคืน) แบตเตอรี่เหล่านี้มีหลายประเภท เช่น แบตเตอรี่ที่ใช้ลิเธียม แม้ว่าจะมีรถยนต์บางรุ่นที่ใช้แบตเตอรี่ประเภทอื่น
พวกเขาอยู่ในบริเวณกลางของรถ ใต้ห้องโดยสาร. สิ่งสำคัญคือการจัดน้ำหนักขององค์ประกอบเหล่านี้ให้อยู่ตรงกลางเพื่อสร้างรถที่มีไดนามิกของรถที่เสถียรที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โปรดทราบว่าแบตเตอรี่เหล่านี้มักจะมีน้ำหนักค่อนข้างมาก หากพิจารณาว่ารถยนต์ไฟฟ้าต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการทำงานด้วยความเร็วสูงและมีระยะทางไกลหลายร้อยกิโลเมตร
เช่นเดียวกับแบตเตอรี่อื่นๆ สำหรับอุปกรณ์เคลื่อนที่หรือพกพา รวมถึงอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่อื่นๆ เหล่านี้ มีแนวโน้มที่จะเสื่อมลง ล่วงเวลา. พวกเขาทนต่อรอบการชาร์จจำนวนหนึ่งเท่านั้น นับจากนั้นเป็นต้นมา ความจุของแบตเตอรี่เหล่านี้จะลดลง เพื่อให้เอกราชมีอายุการใช้งานน้อยลงเรื่อยๆ จนกว่าจะต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ใหม่
อย่างที่คุณควรทราบ ความสามารถในการกักเก็บพลังงานสามารถวัดได้ในหน่วย kWh หรือ Ah. ค่านี้ระบุว่าสามารถจ่ายไฟได้กี่วัตต์ต่อชั่วโมง หรือจ่ายไฟให้มอเตอร์ได้กี่แอมป์ต่อชั่วโมง ตัวอย่างเช่น ลองนึกภาพแบตเตอรี่ขนาด 80 กิโลวัตต์ชั่วโมง ในกรณีนี้ สามารถจ่ายไฟได้ 80.000 วัตต์ต่อหนึ่งชั่วโมง หรือเท่ากันคือ 160.000 วัตต์ในครึ่งชั่วโมง หรืออาจถึง 40.000 วัตต์ต่อ 2 ชั่วโมง... นั่นคือขึ้นอยู่กับ ความต้องการจะคงอยู่ได้ไม่มากก็น้อย
คุณอาจคิดว่าหากแบตเตอรี่ความจุสูงสามารถมีได้ อิสระมากขึ้น และให้พลังงานในปริมาณที่มากกว่า อุดมคติคือการติดตั้งแบตเตอรี่ที่มีความจุสูงกว่าในรถยนต์ไฟฟ้า ในทางกลับกัน นี่ไม่ใช่กรณี เนื่องจากนั่นหมายถึงการเพิ่มน้ำหนักและปริมาตรให้กับรถ ด้วยเหตุนี้จึงต้องหาจุดสมดุลระหว่างความจุและน้ำหนัก-ปริมาตร แบตเตอรี่ขนาดเล็กและเบาอาจเหมาะสำหรับการขับขี่ในเมือง ในขณะที่แบตเตอรี่ขนาดใหญ่อาจเหมาะสำหรับรถยนต์ที่เดินทางไกล
หน่วยควบคุมพลังงานไฟฟ้า EPCU
EPCU หรือหน่วยควบคุมพลังงานไฟฟ้า เป็นหน่วยที่ตรวจสอบสถานะการชาร์จ/ดิสชาร์จของเซลล์เป็นหลัก แต่เมื่อตรวจพบสิ่งผิดปกติ มันจะปรับโดยอัตโนมัติผ่านกลไกรีเลย์ เพื่อเปิดหรือปิดวงจรอื่นๆ
EPCU มีหน้าที่ควบคุมการไหลของพลังงานไฟฟ้าไปยังรถยนต์ และยังรวมถึงอินเวอร์เตอร์, ตัวแปลง DC-DC แรงดันต่ำ (LDC), BMS และชุดควบคุมยานพาหนะ (VCU) ดังนั้นเขาจึงดูแลเกือบทั้งหมด กลไกการควบคุม กำลังของยานพาหนะ เช่น มอเตอร์ การเบรกแบบจ่ายพลังงานใหม่ การจัดการโหลด และการจ่ายพลังงานสำหรับระบบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด
BMS
El BMS (Battery Management System) หรือระบบจัดการแบตเตอรี่เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่จัดการเซลล์แบตเตอรี่เพื่อให้ทั้งหมดสามารถทำงานร่วมกันได้ราวกับเป็นเซลล์เดียว โปรดทราบว่าแบตเตอรี่สามารถมีเซลล์ได้หลายหมื่นเซลล์ และเพื่อให้มีความทนทานและประสิทธิภาพสูงสุด พวกเขาจะต้องได้รับการจัดการอย่างดีจากระบบนี้
นักลงทุน
El นักลงทุน เป็นองค์ประกอบที่สามารถแปลงไฟฟ้ากระแสตรงจากแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งจะนำไปใช้กับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ จึงควบคุมความเร็วของมอเตอร์สำหรับการเร่งความเร็วและการลดความเร็ว ในกรณีที่ใช้มอเตอร์กระแสตรง ขั้นตอนนี้ไม่จำเป็น
นอกจากนี้นักลงทุน นอกจากนี้ยังสามารถแปลงกระแสสลับที่เกิดขึ้นระหว่างการเบรกแบบปฏิรูปเป็นไฟฟ้ากระแสตรงได้อีกด้วย เพื่อชาร์จแบตเตอรี่
อย่างไรก็ตาม เราต้องแยกความแตกต่างของอินเวอร์เตอร์จาก เครื่องชาร์จในตัว (OBC) หรือเรียกอีกอย่างว่า shiploader OBC ใช้เพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับจากเครื่องชาร์จแบบช้าแบบดั้งเดิมจากเต้ารับในครัวเรือนเป็นไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งจะทำให้ดูเหมือนฟังก์ชันอินเวอร์เตอร์ แต่ในขณะที่อินเวอร์เตอร์มีไว้สำหรับเร่งความเร็ว/ลดความเร็ว และ OCB มีไว้สำหรับชาร์จแบตเตอรี่ในปลั๊กอิน (ไม่จำเป็นสำหรับการชาร์จแบบเร็ว เนื่องจากเครื่องชาร์จแบบเร็วจ่ายไฟ DC โดยตรงอยู่แล้ว)
LDC
อย่าสับสนระหว่างอินเวอร์เตอร์กับ LDC หรือตัวแปลง DC-DC แรงดันต่ำ. ในขณะที่อินเวอร์เตอร์ทำงานกับไฟฟ้าแรงสูง อุปกรณ์อื่นๆ นี้จะทำงานกับแรงดันไฟต่ำ มีความสามารถในการแปลงไฟฟ้าแรงสูงที่มาจากแบตเตอรี่รถยนต์ให้เป็นแรงดันต่ำ 12V ดังนั้นจึงสามารถจ่ายไฟให้กับระบบอิเล็กทรอนิกส์เสริมต่างๆ ของรถ เช่น ช่องเสียบ 12v หรือที่จุดบุหรี่ ไฟส่องสว่าง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่รวมอยู่ในรถ เป็นต้น โปรดทราบว่าชุดแบตเตอรี่สำหรับรถลากมีแรงดันไฟฟ้าคงที่ แต่ส่วนประกอบต่างๆ ของยานพาหนะมีข้อกำหนดที่แตกต่างกัน
VCU
เป็นหน่วยควบคุมสำหรับยานพาหนะเหล่านี้ นั่นคือ เป็น ECU ซึ่งเราได้คุยกันไปแล้วก่อนหน้านี้ในบล็อกนี้. โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นระบบควบคุมทุกระบบย่อยของรถ
ระบบระบายความร้อน
ที่มา: CFD Flow Engineering
ว่า ระบบระบายความร้อนที่นี่เราต้องแยกความแตกต่างระหว่างสองระบบ:
- ระบบทำความเย็น: เป็นระบบจัดการระบายความร้อนที่ทำงานเมื่ออุณหภูมิในการทำงานของส่วนประกอบหลักของรถยนต์ไฟฟ้าสูงเกินไป เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า คอนโทรลเลอร์ แบตเตอรี่ เป็นต้น เขามักจะใช้วิธีแก้ปัญหาแบบผสมผสานตามการระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ และการระบายความร้อนด้วยของเหลว
- ระบบทำความร้อนแบตเตอรี่: เป็นระบบที่ทำให้แบตเตอรี่มีอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมกว่าเมื่ออยู่ในอุณหภูมิที่ต่ำมาก เนื่องจากความจุและความเร็วในการชาร์จจะลดลงที่อุณหภูมิต่ำ ดังนั้นเครื่องทำความร้อนจึงหลีกเลี่ยงปัญหาประสิทธิภาพตามฤดูกาลและทำให้โหลดมีประสิทธิภาพมากขึ้น
กำลังโหลดพอร์ต
El กำลังโหลดพอร์ตตามชื่อคือขั้วต่อที่เสียบที่ชาร์จในรถยนต์เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ใหม่ นั่นคือเต้าเสียบที่แหล่งจ่ายไฟ DC จะเข้าสู่เซลล์แบตเตอรี่เพื่อชาร์จ โดยทั่วไปแล้ว พอร์ตนี้จะอยู่ที่ส่วนท้ายของรถ ซึ่งมีช่องเติมเชื้อเพลิงสำหรับเติมเชื้อเพลิง ในขณะที่รุ่นอื่นๆ จะอยู่ด้านหน้า
แบตเตอรี่เสริม
สุดท้ายก็อาจมี แบตเตอรี่เสริมซึ่งเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์เสริมอื่นๆ ของยานยนต์ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น สามารถทำให้บางระบบทำงานได้แม้ในขณะที่รถไม่ได้วิ่ง หรือหลีกเลี่ยงแรงดันไฟตกที่เกิดขึ้นระหว่างการสตาร์ทเครื่องยนต์ที่อาจส่งผลต่อระบบไฟฟ้า เป็นต้น