Bài giảng Kỹ thuật ô tô điện và ô tô lai: Phần 2

Tiếp nội dung phần 1, Bài giảng "Kỹ thuật ô tô điện và ô tô lai" Phần 2 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: các bộ phận chính trên ô tô điện và ô tô lai; phanh tái sinh. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật ô tô điện và ô tô lai: Phần 2Bài giảng Kỹ thuật ô tô điện và ô tô lai Bộ môn Kỹ thuật ô tô - TNUT CHƯƠNG 3. CÁC BỘ PHẬN CHÍNH TRÊN Ô TÔ ĐIỆN VÀ Ô TÔ LAI3.1. Động cơ trên ô tô điện và ô tô lai3.1.1. Động cơ đốt trongĐộng cơ đốt trong hiện nay có thể đạt hiệu suất đến 50% so với các loại động cơkhác thì nó tương đối nổi bật, cùng với điều kiện vận hành, khởi động và bảo dưỡngsửa chữa khá đơn giản. Tuy nhiên động cơ đốt trong có khá nhiều nhược điểm cụ thểnhư : Không phát ra mô men lớn tại tốc độ vòng quay nhỏ nên không khởi động đượckhi có tải ; khả năng quá tải kém ; công suất cực đại không cao; nhiên liệu đắt vàđang dần cạn kiệt và đặc biệt là khí thải gây ô nhiễm môi trường và ồn3.1.2. Động cơ điện Động cơ điện có khả năng đáp ứng momen xoắn chính xác và nhanh gấp khoảng100 lần so với động cơ đốt trong. Ngoài ra, động cơ ô tô điện có thể tính toán chínhxác momen điện từ của động cơ bằng cách đo các thông số về dòng điện và điện ápcủa động cơ, giúp việc tính toán và điều khiển chính xác lực tác động giữa mặt đườngvà bánh xe trở nên dễ dàng. Hiện nay, hầu hết các xe ô tô điện đều được trang bịmột hoặc nhiều mô tơ điện. Để truyền năng lượng cho mô tơ xe ô tô điện, nhữngchiếc xe này sử dụng một bộ nguồn ắc quy kéo và được cắm ở các trạm sạc hoặc điệnlưới.3.1.2.1. Động cơ một chiều (DC Motor) Động cơ một chiều là loại động cơ hoạt động với dòng điện một chiều. Độngcơ một chiều là sự lựa chọn hàng đầu cho những ứng dụng cần điều khiển tốc độ,mômen khi công nghệ bán dẫn và kỹ thuật điều khiển chưa phát triển. 54Bài giảng Kỹ thuật ô tô điện và ô tô lai Bộ môn Kỹ thuật ô tô - TNUT Hình 3.1. Kết cấu động cơ 1 chiều DC Ưu điểm: Dễ dàng điều khiển tốc độ và mô men. Nhược điểm: động cơ một chiều cần chổi than và bộ vành góp không phù hợpvới điều kiện nóng ẩm, bụi bặm dẫn tới tuổi thọ thấp, bảo trì bảo dưỡng thườngxuyên.3.1.2.2. Động cơ IM không đồng bộ (Induction Motor) Động cơ IM hoạt động với tốc độ quay của Rotor chậm hơn so với tốc độ quaycủa từ trường Stator. Với ưu điểm giá thành thấp, thông dụng, dễ chế tạo, động cơIM hoàn toàn có thể thực hiện các thuật toán điều khiển vector tiên tiến cho động cơxe ô tô điện. Động cơ IM đạt hiệu suất cao khi được sử dụng cho xe chạy thườngxuyên trên những địa hình cho phép tốc độ cao. Hiệu suất cũng như quãng đường điđược sẽ không tối ưu, nếu sử dụng động cơ IM cho những quãng đường nhỏ, haydừng đỗ như nước ta. 55Bài giảng Kỹ thuật ô tô điện và ô tô lai Bộ môn Kỹ thuật ô tô - TNUT Hình 3.2. Kết cấu động cơ không đồng bộ3.1.2.3. Động cơ SynRM từ trở đồng bộ (Synchronous Reluctance Motor) Với dây quấn và lõi sắt từ, động cơ từ trở đồng bộ SynRM có cấu trúc statorgiống động cơ xoay chiều thông thường. Từ trở dọc trục và từ trở ngang trục trênđộng cơ hoạt động khác nhau, sinh ra mô men từ trở làm động cơ quay. Hình 3.3. Kết cấu động cơ đồng bộ 56Bài giảng Kỹ thuật ô tô điện và ô tô lai Bộ môn Kỹ thuật ô tô - TNUT3.1.2.4. Động cơ SRM từ trở thay đổi (Switched Reluctance Motor) Động cơ SRM có cấu tạo rất đặc biệt. Trong khi, rotor là một khối sắt, khôngcó dây quấn hay nam châm, trên stator có dây quấn tương tự như dây quấn kích từcủa động cơ một chiều. Điều này khiến động cơ SRM rất bền vững về cơ khí, thiếtkế ở dải tốc độ có thể lên tới hàng chục nghìn vòng/phút. Tuy nguyên lý vận hành đơn giản, nhưng nhược điểm của động cơ điện này làđộng cơ có tính phi tuyến cao, gây khó khăn cho việc điều khiển. Mặt khác, thiết kếđộng cơ lại khó điều khiển với xe ô tô điện chất lượng cao. Hình 3.4. Động cơ SRM Động cơ BLDC motor - động cơ một chiều không chổi than (Brushless DCmotor) Động cơ BLDC là một loại động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, có mật độcông suất, khả năng sinh mômen cao và hiệu suất cao. Nhược điểm của động cơ nàylà có nhấp nhô mômen lớn, xuất hiện 6 xung mômen trong 1 chu kì. 57Bài giảng Kỹ thuật ô tô điện và ô tô lai Bộ môn Kỹ thuật ô tô - TNUT Hình 3.5. Động cơ ô tô điện BLDC3.1.2.5. Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (IBM - Interior Permanent Magnet Motor, SPM – Surface mounted permanent magnet motor) Hình 3.6. Động cơ IPM và SPM- SPM – Động cơ nam châm vĩnh cửu thông thường có nam châm được gắn trên bềmặt roto có đặc tính điều khiển rất tốt- IPM - Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu được gắn chìm bên trong roto dẫn tớisự khác biệt giữa điện cảm dọc trục và điện cảm ngang trục từ đó có khả năng sinh 58Bài giảng Kỹ thuật ô tô điện và ô tô lai Bộ môn ...