1. Descripción técnica
Los vehículos eléctricos se refieren a vehículos propulsados por fuentes de alimentación a bordo, impulsados por motores y que cumplen con las normas de seguridad y tráfico rodado. Funciona con electricidad almacenada en baterías. Conducir a veces requiere 12 o 24 baterías, a veces más.
1. Características técnicas de los vehículos eléctricos
●Sin contaminación, bajo nivel de ruido
Los gases de escape producidos por los vehículos eléctricos sin motor de combustión interna no producen gases de cola. contaminación y es respetuosa con el medio ambiente y la purificación del aire es muy beneficiosa, casi "contaminación cero". Como todos sabemos, el CO, HC, NOX, las partículas, el olor y otros contaminantes en el escape de los vehículos con motor de combustión interna forman lluvia ácida, niebla ácida y smog fotoquímico. Los vehículos eléctricos no tienen el ruido producido por los motores de combustión interna, y el ruido de los motores eléctricos también es menor que el de los motores de combustión interna. El ruido también es perjudicial para la audición, los nervios, el sistema cardiovascular, la digestión, el sistema endocrino y el inmunológico de las personas.
●Alta eficiencia energética y diversidad
Las investigaciones sobre vehículos eléctricos muestran que su eficiencia energética ha superado a la de los vehículos con motor de gasolina. Especialmente en las ciudades, donde los coches paran y arrancan y la velocidad de conducción no es alta, los vehículos eléctricos son más adecuados. Cuando el coche eléctrico se detiene, no consume energía. Durante el proceso de frenado, el motor se puede convertir automáticamente en un generador y la energía se puede reutilizar durante el frenado y la desaceleración. Los estudios han demostrado que si el mismo petróleo crudo se refina en bruto, se envía a una planta de energía para generar electricidad y luego se carga en un vehículo impulsado por batería, su eficiencia energética es mayor que refinarlo para convertirlo en gasolina y luego ser impulsado por un motor de gasolina. Por tanto, favorece el ahorro de energía y la reducción de las emisiones de dióxido de carbono.
Por otro lado, la aplicación de vehículos eléctricos puede reducir eficazmente la dependencia de los recursos petroleros, y el petróleo limitado se puede utilizar en aspectos más importantes. La electricidad que entra en una batería se puede convertir a partir de carbón, gas natural, hidráulica, nuclear, solar, eólica, mareomotriz y otras fuentes de energía. Además, si la batería se carga por la noche, se puede evitar el consumo máximo de energía, lo que resulta beneficioso para equilibrar la carga de la red y reducir costes.
●Estructura simple, fácil de usar y mantener.
En comparación con los vehículos con motor de combustión interna, los vehículos eléctricos tienen una estructura más simple, menos piezas de funcionamiento y transmisión y menos trabajos de mantenimiento. Cuando se utiliza un motor de inducción de CA, el motor no requiere mantenimiento y, lo que es más importante, el vehículo eléctrico es fácil de operar.
●El costo del suministro de energía es alto y el campo de prácticas es corto.
En la actualidad, la tecnología de los vehículos eléctricos no es tan perfecta como la de las locomotoras de combustión interna. En particular, la fuente de alimentación (batería) tiene una vida corta y unos costes de uso elevados. La capacidad de almacenamiento de la batería es pequeña, la autonomía después de una sola carga no es la ideal y el precio de los vehículos eléctricos también es relativamente caro. Pero desde una perspectiva de desarrollo, con el avance de la ciencia y la tecnología y la correspondiente inversión de mano de obra y recursos materiales, los problemas de los vehículos eléctricos se irán resolviendo gradualmente. Al aprovechar las fortalezas y evitar las debilidades, los vehículos eléctricos se volverán gradualmente más populares y sus precios y costos de uso inevitablemente disminuirán.
2. Estructura básica de los vehículos eléctricos
Los componentes de los vehículos eléctricos incluyen sistemas de control y propulsión eléctricos, transmisión de la fuerza motriz y otros sistemas mecánicos, así como dispositivos de trabajo para realizar las tareas establecidas. . Los sistemas de control y propulsión eléctricos son el núcleo de los vehículos eléctricos y la mayor diferencia con los vehículos con motor de combustión interna. El sistema de control y transmisión eléctrica consta de un motor de accionamiento, una fuente de alimentación y un dispositivo de regulación de la velocidad del motor. El resto del vehículo eléctrico es básicamente igual que el motor de combustión interna.
2.1. Fuente de alimentación
La fuente de alimentación proporciona energía eléctrica al motor de tracción del vehículo eléctrico. El motor convierte la energía eléctrica de la fuente de alimentación en energía mecánica, que impulsa el vehículo. ruedas y dispositivos de trabajo a través del dispositivo de transmisión o directamente. Actualmente, la fuente de energía más utilizada para los vehículos eléctricos son las baterías de plomo-ácido, pero con el desarrollo de la tecnología de los vehículos eléctricos, también se están desarrollando muchas baterías nuevas. Estas fuentes de alimentación (baterías) incluyen principalmente baterías de sodio-azufre, baterías de níquel-cromo, baterías de litio, pilas de combustible, baterías de volante, etc. La aplicación de nuevas energías ha abierto amplias perspectivas para el desarrollo de los vehículos eléctricos.
2.2.Motor de transmisión
La función del motor de accionamiento es convertir la energía eléctrica de la fuente de alimentación en energía mecánica, y accionar directamente las ruedas y dispositivos de trabajo a través del dispositivo de transmisión. . En la actualidad, los motores de la serie DC se utilizan ampliamente en vehículos eléctricos. Tienen propiedades mecánicas "blandas" y son muy consistentes con las características de conducción del vehículo.
Sin embargo, con el desarrollo de la tecnología de motores y la tecnología de control de motores, los motores de CC seguramente serán reemplazados gradualmente por motores de CC sin escobillas (BCDM) y motores de reluctancia conmutada debido a sus deficiencias, como grandes chispas de conmutación, baja potencia específica, baja eficiencia y Gran carga de trabajo de mantenimiento Reemplazado por motor (SRM) y motor asíncrono de CA.
2.3. Dispositivo de control de velocidad del motor
El dispositivo de control de velocidad del motor está configurado para el cambio y marcha atrás de velocidad de vehículos eléctricos. Su función es controlar el voltaje o corriente del motor. para completar el control del motor. Control del par motor y del sentido de giro.
En los primeros vehículos eléctricos, la regulación de la velocidad del motor CC se lograba conectando una resistencia en serie o cambiando el número de vueltas de la bobina del campo magnético del motor. Debido a su regulación de velocidad por pasos, al consumo adicional de energía o a la complicada estructura del motor, rara vez se utiliza en la actualidad. En la actualidad, la regulación de velocidad del helicóptero por tiristores se utiliza ampliamente en vehículos eléctricos. Al cambiar uniformemente el voltaje del terminal del motor y controlar la corriente del motor, se puede lograr una regulación continua de la velocidad del motor. Con el desarrollo continuo de la tecnología de energía electrónica, es reemplazada gradualmente por otros dispositivos de control de velocidad de interruptores de transistores gigantes (GTO, MOSFET, BTR e IGBT, etc.). ). Desde la perspectiva del desarrollo tecnológico, con la aplicación de nuevos motores de propulsión, será una tendencia inevitable convertir el control de velocidad de los vehículos eléctricos en la aplicación de tecnología de conversión de frecuencia de CC.
En el control de dirección del motor de accionamiento, el motor de CC depende del contactor para cambiar la dirección actual de la armadura o el campo magnético para lograr la dirección del motor. El circuito es complejo y la confiabilidad es. reducido. Cuando es impulsado por un motor asíncrono de CA, cambiar la dirección del motor solo requiere cambiar la secuencia de fases de la corriente trifásica del campo magnético, lo que puede simplificar el circuito de control. Además, la adopción de motores de CA y su tecnología de regulación de velocidad de conversión de frecuencia hace que el control de recuperación de energía de frenado de los vehículos eléctricos sea más conveniente y los circuitos de control más simples.
2.4.Equipo de transmisión
La función del dispositivo de transmisión del vehículo eléctrico es transmitir el par motor del motor al eje motriz del vehículo. Al conducir con ruedas eléctricas, a menudo se pueden ignorar la mayoría de las partes de la transmisión. Debido a que el motor puede arrancar con carga, los vehículos eléctricos no requieren el embrague de una locomotora de combustión interna tradicional. Dado que la dirección de rotación del motor de accionamiento se puede cambiar mediante el control del circuito, los vehículos eléctricos no requieren la marcha atrás en la transmisión de los vehículos con motor de combustión interna. Cuando se utiliza una regulación continua de la velocidad del motor, los vehículos eléctricos pueden ignorar la transmisión de los vehículos tradicionales. Cuando se utiliza tracción eléctrica, los vehículos eléctricos también pueden omitir el diferencial de una transmisión tradicional con motor de combustión interna.
2.5. Tren de rodaje
La función del tren de marcha es convertir el par motor del motor en fuerza sobre el suelo a través de las ruedas para impulsar las ruedas a caminar. Como otros coches, se compone de ruedas, neumáticos y suspensión.
2.6. Dispositivo de dirección
Este dispositivo especial está configurado para realizar la dirección del automóvil y consta de un mecanismo de dirección, un volante, un mecanismo de dirección y un volante. La fuerza de control que actúa sobre el volante desvía el volante hasta un cierto ángulo a través del mecanismo de dirección y el mecanismo de dirección para lograr la dirección del automóvil. La mayoría de los vehículos eléctricos tienen dirección en las ruedas delanteras, mientras que las carretillas elevadoras eléctricas utilizadas en la industria suelen utilizar dirección en las ruedas traseras. Los dispositivos de dirección de los vehículos eléctricos incluyen dirección mecánica, dirección hidráulica y dirección asistida hidráulica.
2.7.Dispositivo de frenado
El dispositivo de frenado de un vehículo eléctrico, al igual que el resto de vehículos, está preparado para desacelerar o estacionar, y suele estar compuesto por un freno y su dispositivo de accionamiento. En los vehículos eléctricos, generalmente hay un dispositivo de frenado electromagnético. El circuito de control se puede utilizar para accionar el motor para realizar el funcionamiento de generación de energía del motor, de modo que la energía durante la desaceleración y el frenado se convierta en corriente para cargar la batería, y así. siendo reciclado.
2.8 Dispositivos de trabajo
Los dispositivos de trabajo están especialmente diseñados para completar los requisitos de trabajo de los vehículos eléctricos industriales, como por ejemplo el dispositivo de elevación, pórtico, horquilla, etc. de las carretillas elevadoras eléctricas. La elevación y descenso de las horquillas y la inclinación del pórtico suelen realizarse mediante un sistema hidráulico accionado por un motor.
3. El contenido técnico de los vehículos eléctricos incluye:
●Tecnología de baterías eléctricas: baterías de níquel-hidruro metálico, baterías de níquel-cadmio, baterías de plomo-ácido, baterías de sodio-azufre, baterías de litio- Las baterías de iones y las pilas de combustible esperan. , debe tener una potencia específica y una energía específicas altas, y puede cumplir con los requisitos de potencia y autonomía: tiempo de carga corto y ciclos de carga múltiples para facilitar el uso y garantizar la vida útil.
●Tecnología de motores: Existen cuatro tipos principales de motores: motores de CC, motores de imanes permanentes, motores de reluctancia conmutada y motores de inducción de CA. Requiere peso ligero, alta eficiencia y buena confiabilidad.
●Tecnología de integración y control del sistema de accionamiento: los sistemas de control suelen utilizar microcontroladores y dispositivos de potencia, y los dispositivos de potencia utilizan principalmente IGBT.
●Tecnología del sistema de gestión y monitoreo de la batería
●Tecnología del sistema de carga
●Disposición del vehículo eléctrico y tecnología de combinación
II. situación y tendencias de desarrollo en el país y en el extranjero
Desde la década de 1990, los países extranjeros han estado prestando atención a la investigación sobre tecnologías clave de baterías. Las tres principales empresas automotrices estadounidenses han invertido 2.600 millones de dólares en investigación colaborativa, y el proyecto USABC llevado a cabo conjuntamente por fabricantes de baterías estadounidenses también se ha centrado en las baterías para vehículos eléctricos. El estado actual de la tecnología de baterías está lejos de los requisitos prácticos de los vehículos eléctricos, lo que hace que los vehículos eléctricos no puedan compararse con los vehículos convencionales en términos de rendimiento energético, autonomía, coste de fabricación y fiabilidad. Las perspectivas de los vehículos eléctricos dependen básicamente de los avances en la tecnología de baterías. En los últimos años, las baterías de níquel-hidruro metálico, litio, combustible y otras baterías han recibido relativamente mucha atención, y también se ha invertido mucho dinero en investigación para mejorar las baterías tradicionales como las de plomo-ácido y níquel-cadmio.
La Comisión Nacional de Ciencia y Tecnología y la Comisión de Planificación organizaron proyectos clave de investigación sobre vehículos eléctricos durante los períodos del "Octavo Plan Quinquenal" y el "Noveno Plan Quinquenal", y recientemente incluyeron el proyecto del vehículo eléctrico. en el "Décimo Plan Quinquenal". Las grandes empresas automovilísticas nacionales, las universidades y los institutos de investigación científica también adoptan una actitud positiva hacia la investigación de vehículos eléctricos y han llevado a cabo múltiples rondas de producción de prueba modificando vehículos eléctricos, esforzándose por lograr la industrialización de los vehículos eléctricos para finales del ". Décimo Plan Quinquenal".
Tres. Los objetivos y principales contenidos de investigación del "Décimo Plan Quinquenal"
Objetivos: Resolver tecnologías clave, completar el desarrollo de vehículos eléctricos prácticos y lograr la industrialización.
②Contenido principal de la investigación: diseño general de vehículos eléctricos; tecnología avanzada de baterías; sistema de control y monitoreo de vehículos, entorno de uso y tecnologías de soporte.
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