¿Cuál es la diferencia entre un coche eléctrico y un chasis de coche tradicional?

Estructura básica y principio de funcionamiento

El chasis de automóvil tradicional consta de cuatro partes: el sistema de transmisión, el sistema de conducción, el sistema de dirección y el sistema de frenado. La función del chasis es apoyar e instalar el motor del automóvil y sus diversos componentes y ensamblajes, formar la forma general del automóvil y aceptar la potencia del motor para hacer que el automóvil produzca movimiento. Siga funcionando normalmente.

La estructura básica de los vehículos eléctricos se puede dividir en tres subsistemas, a saber, el sistema de energía principal (fuente eléctrica), el sistema de propulsión de energía eléctrica y el sistema de gestión de energía. Entre ellos, el sistema de propulsión se compone de sistema de control eléctrico, motor, sistema de transmisión mecánica y rueda motriz. El sistema de energía principal está compuesto por la fuente de alimentación principal y el sistema de gestión de energía. El sistema de gestión de energía es una parte clave del control del uso de energía, la regeneración de energía y el control de coordinación. El sistema de control y accionamiento eléctrico es el núcleo del vehículo eléctrico y la mayor diferencia con el automóvil con motor de combustión interna.

Principio de funcionamiento del vehículo eléctrico: batería-corriente-regulador de potencia-motor-sistema de transmisión de potencia-coche de conducción.

En los vehículos eléctricos puros, en comparación con los automóviles de combustible, la principal diferencia es (diferente) en los cuatro componentes, motores de accionamiento, controladores de control de velocidad, baterías eléctricas y cargadores de automóviles.

Suministro y sistemas de energía

En comparación con los vehículos diésel, los vehículos eléctricos se caracterizan por una estructura flexible. Las principales fuentes de energía de los vehículos de combustión interna son la gasolina y el diesel, mientras que los vehículos eléctricos funcionan con fuentes y motores eléctricos. Los sistemas de conducción y control eléctricos son el núcleo de los vehículos eléctricos y la mayor diferencia con los vehículos con motor de combustión interna. Tradicionalmente, la energía de un automóvil internalizado se transmite a través de un acoplamiento de acero y un eje, mientras que la energía de un automóvil eléctrico se transmite a través de cables flexibles. Por tanto, la colocación de varios componentes de los vehículos eléctricos tiene una gran flexibilidad.

Transmisión.

El sistema de transmisión de velocidad variable es un componente importante del subsistema de transmisión de vehículos eléctricos. Se refiere a la conexión mecánica entre el eje del motor de accionamiento y la rueda. Para los automóviles convencionales, la transmisión es un componente necesario y el tipo de transmisión se considera principalmente para el diseño. Sin embargo, para vehículos eléctricos, dado que el par y la velocidad del motor de accionamiento pueden controlarse completamente mediante el controlador electrónico, el diseño del sistema de cambio se puede seleccionar de diversas formas. Puede cambiarse mediante cajas de cambios convencionales o controlarse electrónicamente para cambiar directamente el motor. La solución a utilizar depende principalmente de la energía y la economía del vehículo eléctrico, así como del diseño del motor y el controlador.

Para mejorar la eficiencia de transmisión de los vehículos eléctricos, se ha desarrollado un puente de transmisión automática de dos o tres velocidades integrado con un motor eléctrico y una transmisión de velocidad variable. El motor avanzado de dos velocidades / puente de transmisión de varias velocidades integra completamente el conjunto de engranajes de velocidad variable con el motor asíncrono de alta velocidad y está montado directamente en el eje de transmisión de la rueda de transmisión del vehículo eléctrico, lo que resulta en un peso ligero, tamaño pequeño y alto eficiencia, estructura compacta y costo. Sistema de baja transmisión.

Sistema de poder

Después del rápido desarrollo de los vehículos eléctricos en los últimos 20 años, se han formado tres tipos de estructura del sistema de energía y características técnicas en el sistema de energía.

Los vehículos eléctricos puros, los vehículos eléctricos híbridos y los vehículos de pila de combustible son actualmente tres tipos de vehículos eléctricos. Los vehículos eléctricos híbridos figuran actualmente como planes de industrialización de las principales empresas automotrices nacionales y extranjeras, híbridos paralelos e híbridos. La energía es la estructura del sistema de energía principal ampliamente adoptada por los automóviles eléctricos. En los últimos años, con el rápido desarrollo de la tecnología de baterías de almacenamiento de energía, se han desarrollado rápidamente vehículos eléctricos puros impulsados por baterías de vehículos eléctricos. El sistema de energía eléctrica pura de múltiples estructuras de dispersión de energía impulsadas por motores ha sido ampliamente utilizado por instituciones de investigación nacionales y extranjeras. atención. Un vehículo eléctrico de pila de combustible impulsado por hidrógeno y oxígeno a través de una reacción de electrodo y convertido en energía eléctrica adopta una estructura híbrida eléctrico-eléctrica, y el efecto de conversión de energía es de 2 a 3 veces mayor que el de un motor de combustión interna, y es uno de los las importantes direcciones de desarrollo de un vehículo de energía limpia en el futuro.

Modularización e inteligencia electrónicas del tórax

Los vehículos eléctricos utilizan energía eléctrica y la tecnología de electrificación ofrece más posibilidades de innovación en el rendimiento de la estructura del automóvil. El sistema de chasis adoptará gradualmente componentes de ejecución eléctrica, y la estructura también sufrirá innovaciones y promoverá el desarrollo de automóviles modulares e inteligentes.

General Motors desarrolló el coche eléctrico "AUTOnomy" [6]. Es un típico ejemplo innovador de la integración del chasis y la integración del sistema de potencia. La carrocería del automóvil está separada del chasis. El chasis está integrado con el sistema de potencia en una "patineta". El sistema de transmisión y el sistema de control están diseñados en el chasis y utilizan tecnología de control por cable. El sistema de control del vehículo, el sistema de frenado y otros sistemas montados en el vehículo se realizan a través del control electrónico en lugar de los métodos mecánicos tradicionales. La carrocería y el chasis solo están conectados a través de interfaces de software, y el chasis es completamente "operado eléctricamente".

Los vehículos eléctricos son impulsados directamente por motores instalados en las ruedas para lograr un control de potencia descentralizado. En comparación con el automóvil tradicional con motor de combustión interna y el vehículo eléctrico de un solo motor de conducción central, el método de tracción en las cuatro ruedas realiza la conducción descentralizada independiente de cada rueda, y cada rueda puede lograr la recuperación de energía de frenado. También puede ahorrar transmisión, embrague, eje de transmisión y otras transmisiones mecánicas complejas, eficiencia de transmisión.

Transmisión.

Ya sea una conexión en serie (la celda de combustible puede considerarse como una estructura en serie especial), un automóvil híbrido de tipo mixto paralelo o un vehículo eléctrico puro alimentado por una batería, la disposición de la unidad de potencia a menudo se basa en el original. Disposición del compartimento delantero del motor. Y esfuércese por colocar los dispositivos eléctricos correspondientes en el compartimiento frontal (como CC / CA, CC / CC, etc.), de modo que presente requisitos más altos para la miniaturización de componentes. Además, los híbridos en paralelo o híbridos requieren un diseño más estricto debido al uso de más de dos unidades de potencia. La estructura híbrida del Toyota Prius es un modelo de miniaturización e integración [4].

En comparación con las cajas de cambios automáticas tradicionales, los puentes de transmisión automática de los vehículos eléctricos también incluyen embragues en forma de disco y bandas, engranajes en forma de estrella, diferencial, sistemas hidráulicos que realizan acciones de embrague, lubricantes y sistemas de enfriamiento. El puente de transmisión automática puede utilizar el microprocesador para lograr el control electrónico completo del eje. Un selector de cinco cambios que consta de estacionamiento, marcha atrás, neutral, conducción y conducción desde una marcha ofrece a los conductores diferentes opciones para conducir en diversas situaciones. El controlador determinará automáticamente en qué marcha de cambio se cuelga el conductor y enviará la señal adecuada al sistema de control hidráulico e implementará el control de cambios. Debido a la baja inercia rotacional del motor asíncrono de CA y las características de torque ideales, es más fácil controlar la velocidad de transmisión del puente de transmisión para una transmisión automática suave.

Tecnología inteligente de Energy Power System

El sistema de energía electrónico y el sistema de potencia hacen que los vehículos eléctricos muestren funciones cada vez más potentes. Sin embargo, el sistema de energía inteligente de los vehículos eléctricos no ha atraído suficiente atención. En general, la atención se centra en la función, los indicadores de rendimiento de estado estable, la confiabilidad y otros aspectos del vehículo y el sistema de energía. La investigación muestra que la tecnología inteligente del sistema de alimentación de energía es de gran importancia para mejorar la economía, la potencia y la confiabilidad del vehículo eléctrico.

Los sistemas de motores de vehículos, como los motores asíncronos y los motores de imanes permanentes, tienen parámetros que varían en el tiempo no lineales. Especialmente cuando el campo magnético interno y la temperatura cambian, los parámetros del motor cambiarán, lo cual es muy importante para la identificación en línea de dichos parámetros que varían en el tiempo. El sistema de administración de batería de autoaprendizaje monitorea con precisión el estado del SOC de la batería en tiempo real y protege la batería de daños durante el funcionamiento, lo cual es importante para la vida útil y la seguridad de la batería. El enfoque de la tecnología inteligente de gestión de la energía del vehículo radica en la asignación óptima de energía y la economía de la conducción. Es decir, durante la conducción normal (funcionamiento normal de cada componente), el kilometraje restante se determina según los estados SOC y SOH de la batería, optimizando así los parámetros de conducción. La gestión de energía inteligente del vehículo también debe considerar el estado de funcionamiento anormal de cada subsistema y componente, es decir, cuando ocurren varias fallas en el funcionamiento del sistema de energía, determinar oportunamente la fuente de la falla y proponer una estrategia de afrontamiento razonable.

Sistema de frenos

El dispositivo de frenado de un automóvil eléctrico, al igual que otros automóviles, está diseñado para reducir la velocidad o detener el automóvil y generalmente está compuesto por un freno y su dispositivo de control. El coche eléctrico transmite la energía inercial al motor a través del sistema de transmisión. El motor funciona de manera de generación de energía para cargar la celda de energía y realizar el reciclaje de la energía de frenado. Al mismo tiempo, el momento de potencia del mecanismo eléctrico generado se puede aplicar a la rueda motriz a través del sistema de transmisión para generar potencia de frenado.

El automóvil de combustible tradicional consiste en convertir la energía inercial del automóvil en energía térmica a través de la fricción del freno y emitirla al entorno circundante.

Para coches eléctricos. Debido a que el motor es reversible, es decir, el motor se puede convertir en un generador bajo ciertas condiciones, por lo que el método de frenado por retroalimentación se puede usar al frenar para hacer que el motor se mueva en el estado de generación de energía. La corriente de retroalimentación generada por el frenado se alimenta al dispositivo de almacenamiento de energía humana a través de un dispositivo de potencia diseñado, que puede recuperar una cantidad considerable de energía inercial y aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos.

En general, el sistema de generación de energía regenerativa solo puede limitar la velocidad del rotor del motor, es decir, la velocidad del rotor no es mucho mayor que la velocidad síncrona, pero no puede limitarse a menos que la velocidad síncrona. Es decir, el frenado regenerativo solo puede jugar un funcionamiento estable. Por lo tanto, al considerar el diseño de varias aplicaciones de frenado regenerativo, es necesario considerar de manera integral los frenos, el rodaje cuesta abajo, el funcionamiento a alta velocidad y diversas ocasiones como la rama de desaceleración.

Perspectiva futura de los vehículos eléctricos

A diferencia de los automóviles tradicionales, los vehículos eléctricos se caracterizan obviamente por la adopción de nuevos sistemas de energía. Por un lado, los vehículos eléctricos han experimentado una revolución tecnológica en la conservación de la energía y la protección del medio ambiente. Por otro lado, las características de respuesta de par rápido del sistema de transmisión de potencia también suponen un gran salto en la tecnología de seguridad activa y el rendimiento. El desarrollo y la aplicación de la tecnología de la electrónica automotriz promueven el desarrollo de chasis en la dirección de eléctricos, modulares, inteligentes e integrados, proporcionando una fuente inagotable para la mejora de la seguridad y el confort del automóvil, además de brindar nuevas ideas de diseño para la aplicación de peso ligero. carrocería y nuevos materiales. Se puede predecir que los vehículos eléctricos superarán las características del nuevo sistema de energía de energía en sí, y aparecerá una nueva revolución en el concepto de diseño, el método y el método de producción.

Cambios en los conceptos de diseño

La reforma del concepto de diseño del vehículo eléctrico se refleja principalmente en el concepto de diseño de seguridad. Con el desarrollo del chasis electrónico y la tecnología de la información, el rápido desarrollo del control activo de seguridad de los vehículos eléctricos y el desarrollo de la tecnología inteligente de los vehículos, todos tienen un impacto en el concepto de diseño de seguridad de las carrocerías tradicionales.

La aplicación de tecnología inteligente hace que el automóvil tenga una función "similar a la humana". Antes de que ocurra un posible accidente de colisión (como una colisión entre peatones y automóviles, colisiones entre automóviles y automóviles, colisiones entre automóviles y obstáculos, etc.), el vehículo eléctrico predice varios estados potencialmente peligrosos a través de la función cognitiva del sistema inteligente, y avanza o se ajusta automáticamente . La pista de movimiento evita la ocurrencia de accidentes peligrosos y mejora en gran medida la seguridad de la conducción.

(2) La rápida respuesta del sistema de frenado puede mejorar la resistencia al impacto del chasis cuando ocurre una colisión, como cuando ocurre una colisión.

Aplicando la respuesta rápida de las partes eléctricas a tiempo, se realiza la "colisión suave" y se reduce efectivamente el daño causado por la colisión.

(3) Se reduce el requisito de colisión corporal. La nueva idea de seguridad se adopta en el concepto de diseño y la tecnología de seguridad contra colisiones.

La forma en que la carrocería del automóvil absorbe energía se reemplaza por una respuesta rápida y una predicción rápida inteligente.

El cambio y la simplificación del modo de producción de vehículos

La característica más importante de los coches eléctricos en el futuro será la innovación estructural. La integración de la planta de energía del chasis tendrá un gran impacto en la estructura central de la carrocería tradicional. En el futuro, se aprovecharán al máximo las ventajas estructurales del sistema de integración del chasis y la modularización del sistema de carrocería.

(1) El chasis integra el sistema de potencia a través de un componente simple, integrando el sistema de batería, el sistema de accionamiento eléctrico y el chasis tradicional.

Un nuevo tipo de chasis con componentes como uno simplificará enormemente el método de producción del chasis.

(2) El diseño del cuerpo es más conciso. La carrocería del coche tradicional probablemente no será tan complicada. La función original del cuerpo será nueva.

En lugar de un tipo de chasis, se aplican materiales livianos a la carrocería (como fibra de carbono, polipropileno automotriz, etc.). Los requisitos de seguridad de la carrocería modular se reducen en términos de seguridad en caso de colisión. Un sistema de chasis con diferentes formas de carrocería puede convertirse en una nueva tendencia.

(3) El complejo sistema de fabricación de carrocerías de los automóviles tradicionales puede ser un cuerpo modular y un chasis integrado más de moda.

Sistema de fabricación reemplazado. Cada vez hay más elementos electrónicos (eléctricos) y se promoverán y desarrollarán vigorosamente métodos de producción de componentes modulares.

Resumir

En general, los coches eléctricos y los que funcionan con combustible también son vehículos de motor. En términos de desempeño externo, los medios matemáticos y físicos para describirlos no son muy diferentes. Por lo tanto, la mayoría de los parámetros de los vehículos eléctricos se pueden tomar prestados del desarrollo de sistemas de automóviles de combustible maduros. Sin embargo, debido a la particularidad de los vehículos eléctricos, sus parámetros de rendimiento como el peso de la batería, la eficiencia y la eficiencia de utilización de la energía regenerativa no están disponibles en los vehículos diésel tradicionales.

Además del nuevo sistema de energía de energía que reemplaza el sistema de energía del motor de combustión interna original, el desarrollo futuro reflejará cada vez más las características de los automóviles diferentes de los tradicionales. Estas características incluyen: (1) respuesta rápida al control de potencia; (2) Un nuevo tipo de unidad de potencia con potencia descentralizada; (3) Nuevas soluciones de seguridad corporal y aplicaciones de tecnología ligera; (4) Chasis eléctrico, inteligente e integrado. El desarrollo y la innovación de las tecnologías anteriores aumentarán en gran medida los efectos de seguridad y ahorro de energía de los automóviles, promoverán aún más la transformación del concepto de diseño de seguridad de los vehículos eléctricos y simplificarán los métodos de fabricación y producción de los vehículos eléctricos.

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