Formule Student a školní projekty: výběr elektrického pohonného systému

Tým účastnící se soutěží Formula Student nebo Eco-marathon má jeden rok na to, aby navrhl, vyrobil a otestoval vozidlo, přičemž tým se téměř kompletně mění v každé sezóně. Elektrický pohon, zahrnující motor, invertor, baterii, je nejrizikovější částí projektu: je to nejdražší komponenta, nejpřísněji kontrolovaná technickými komisaři a ta, která nejčastěji vede k diskvalifikaci týmů při technických kontrolách. Tento průvodce poskytuje metodu pro výběr správného řešení.

Nejprve pravidla

Každá soutěž zveřejňuje pravidla, která upravují systém pohonu: maximální napětí, izolace, nouzové vypínače, monitorování izolace, indikátory přítomnosti napětí, ochrana baterie. Tato pravidla se mohou měnit od sezóny k sezóně. Před jakýmkoli návrhem si přečtěte platnou verzi pravidel pro daný rok a připravte si dokumentaci, kterou budou komisaři vyžadovat.

Motor

Výběr motoru závisí na točivém momentu a rychlosti, které vozidlo potřebuje na každém kole, s ohledem na převodový systém. Týmy se často rozcházejí v názorech, zda použít jeden centrální motor s diferenciálem, nebo více motorů v kolech nebo v jejich blízkosti, což umožňuje rozdělení točivého momentu mezi kola. Druhé řešení je výkonnější, ale mnohem složitější na vývoj. Pro pochopení technologií, přečtěte si naše průvodce o rozdílu mezi motory PMSM a BLDC a o motorech s vnitřními magnety.

Invertor

Invertor, označovaný jako ovladač u dvoukolek, řídí motor. Musí zvládnout napětí baterie, dodávat proud potřebný pro požadovaný točivý moment a číst snímač polohy motoru. Tým by měl upřednostnit invertor, u kterého jsou nastavení zdokumentována a snadno dostupná, spíše než "černou skříňku". Pro pochopení jeho funkce, viz naše návody o vektorovém řízení (FOC), regulátoru proudu a snížení toku magnetického pole.

Baterie

Baterie je komponenta, která vyžaduje nejvíce práce: výběr článků, montáž, chlazení, BMS (Battery Management System), ochrany, kontroly. Je to také ta, která váží nejvíce. Její kapacita se vypočítává na základě nejdelší možné trasy, často při jízdě na vytrvalost, s rezervou. Pro více informací si přečtěte naše průvodce, například technický list článku a informace o vyvažování pomocí BMS.

Telemetrie a sběrnice CAN

Všechny komponenty, včetně invertoru, systému řízení baterie (BMS), senzorů, palubní desky, obvykle komunikují prostřednictvím CAN sběrnice. Zaznamenávání těchto komunikací při každém testu umožňuje pochopit případné problémy, optimalizovat nastavení vozidla a předat následujícímu týmu data, nikoli jen vzpomínky.

Testovací stojan před tratí

Ověření motoru a invertoru na zkušebním stojanu před jejich instalací do vozidla může ušetřit týdny: na tomto zařízení se nastavuje invertor, měří se točivý moment a zahřívání, a to vše bez rizika poškození vozidla. Podívejte se na náš návod o měření na zkušebním stojanu motoru.

Co společnost Rage nabízí školám

Spolupracujeme s technickými fakultami, studentskými týmy a laboratořemi: regulátory, systémy řízení baterií (BMS), telemetrie, testování v laboratoři i na okruhu. Prohlédněte si naši stránku technické školy a výzkum. Stejně jako týmy, i my se zaměřujeme na měřitelný výkon: náš RM-X drží světový rekord v rychlosti koloběžky, a to 173 km/h, měřeno na okruhu.