Formula Student και σχολικά έργα: επιλογή ηλεκτρικού συστήματος κίνησης

Μια ομάδα Formula Student ή Eco-marathon έχει έναν χρόνο για να σχεδιάσει, να κατασκευάσει και να θέσει σε κυκλοφορία ένα όχημα, με μια ομάδα που αλλάζει σχεδόν εξ ολοκλήρου κάθε σεζόν. Το ηλεκτρικό σύστημα κίνησης, κινητήρας, inverter, μπαταρία, είναι το πιο ριψοκίνδυνο μέρος του έργου: το πιο ακριβό, το πιο ελεγχόμενο από τους εφόρους και εκείνο που κάνει τις περισσότερες ομάδες να αποτυγχάνουν στους τεχνικούς ελέγχους. Αυτός ο οδηγός δίνει μια μέθοδο για την επιλογή του.

Τα βασικά

• Ο κανονισμός του διαγωνισμού προηγείται των πάντων: ορίζει τη μέγιστη τάση, τις προστασίες και τους υποχρεωτικούς ελέγχους.
• Ο κινητήρας και το inverter επιλέγονται μαζί: ένα inverter πρέπει να μπορεί να ελέγξει τον επιλεγμένο κινητήρα.
• Η μπαταρία είναι συχνά το βαρύτερο και πιο ελεγχόμενο στοιχείο· ο σχεδιασμός της απαιτεί χρόνο.
• Η τηλεμετρία εξοικονομεί χρόνο σε κάθε δοκιμή και μεταφέρει τη γνώση στην επόμενη ομάδα.

Ο κανονισμός πρώτα

Κάθε διαγωνισμός δημοσιεύει έναν κανονισμό που πλαισιώνει το σύστημα έλξης: μέγιστη τάση, μόνωση, διακοπές έκτακτης ανάγκης, παρακολούθηση μόνωσης, ενδεικτικές λυχνίες παρουσίας τάσης, προστασία μπαταρίας. Αυτοί οι κανόνες αλλάζουν από τη μία σεζόν στην άλλη. Διαβάστε την έκδοση του έτους πριν από οποιονδήποτε σχεδιασμό και προβλέψτε την τεκμηρίωση που θα ζητήσουν οι έφοροι.

Ο κινητήρας

Ο κινητήρας επιλέγεται με βάση τη ροπή και την ταχύτητα που χρειάζεται το αυτοκίνητο στον τροχό, λαμβάνοντας υπόψη τη μετάδοση. Οι ομάδες συχνά διστάζουν μεταξύ ενός κεντρικού κινητήρα με διαφορικό και πολλαπλών κινητήρων μέσα ή κοντά στους τροχούς, οι οποίοι επιτρέπουν την κατανομή της ροπής μεταξύ των τροχών. Η δεύτερη λύση είναι πιο αποδοτική αλλά πολύ πιο σύνθετη στη ρύθμιση. Για να κατανοήσετε τις τεχνολογίες, δείτε τους οδηγούς μας σχετικά με τη διαφορά μεταξύ PMSM και BLDC και τους κινητήρες εσωτερικών μαγνητών.

Το inverter

Το inverter, το οποίο ονομάζεται controller σε ένα δίκυκλο, ελέγχει τον κινητήρα. Πρέπει να αντέχει την τάση της μπαταρίας, να παρέχει το ρεύμα της επιθυμητής ροπής και να διαβάζει τον αισθητήρα θέσης του κινητήρα. Μια ομάδα έχει κάθε λόγο να επιλέξει ένα inverter του οποίου η ρύθμιση είναι τεκμηριωμένη και προσβάσιμη, αντί για ένα μαύρο κουτί. Για να κατανοήσετε τι κάνει, δείτε τους οδηγούς μας για τον διανυσματικό έλεγχο, τον ρυθμιστή ρεύματος και την αποδυνάμωση πεδίου.

Η μπαταρία

Η μπαταρία είναι το στοιχείο που απαιτεί τη μεγαλύτερη εργασία: επιλογή κυψελών, συναρμολόγηση, ψύξη, BMS, προστασίες, έλεγχοι. Είναι επίσης αυτό που ζυγίζει περισσότερο. Η χωρητικότητά της υπολογίζεται με βάση τη μεγαλύτερη δοκιμασία, συχνά την αντοχή, με ένα περιθώριο. Δείτε τους οδηγούς μας για να διαβάσετε το τεχνικό δελτίο μιας κυψέλης λιθίου και σχετικά με την εξισορρόπηση από το BMS.

Η τηλεμετρία και το CAN bus

Όλα τα στοιχεία, inverter, BMS, αισθητήρες, πίνακας οργάνων, επικοινωνούν γενικά μέσω CAN bus. Η καταγραφή αυτών των ανταλλαγών σε κάθε δοκιμή επιτρέπει την κατανόηση μιας διακοπής, τη ρύθμιση του αυτοκινήτου και την άφιξη δεδομένων στην επόμενη ομάδα αντί για αναμνήσεις.

Ο πάγκος πριν από την πίστα

Η επικύρωση του κινητήρα και του inverter σε έναν πάγκο πριν από την τοποθέτησή τους στο αυτοκίνητο εξοικονομεί εβδομάδες: εκεί ρυθμίζεται το inverter, μετριέται η ροπή και η θέρμανση, χωρίς να ρισκάρεται το αυτοκίνητο. Δείτε τον οδηγό μας για τη μέτρηση σε δυναμομετρικό πάγκο κινητήρα.

Τι κάνει η Rage για τις σχολές

Συνεργαζόμαστε με πολυτεχνικές σχολές, φοιτητικές ομάδες και εργαστήρια: controllers, BMS, τηλεμετρία, δοκιμές σε πάγκο ή σε πίστα. Δείτε τη σελίδα μας πολυτεχνικές σχολές και έρευνα. Όπως οι ομάδες, στοχεύουμε σε μια μετρημένη απόδοση: το RM-X μας κατέχει το παγκόσμιο ρεκόρ ταχύτητας σε πατίνι, στα 173 km/h που μετρήθηκαν στην πίστα.

Συχνές ερωτήσεις

Είναι καλύτερα να σχεδιάσετε το δικό σας inverter ή να αγοράσετε ένα;

Ο σχεδιασμός ενός inverter είναι ένα έργο από μόνος του. Για μια ομάδα που ξεκινά τώρα στα ηλεκτρικά, ένα υπάρχον και καλά τεκμηριωμένο inverter αφήνει χρόνο για να εργαστείτε στο υπόλοιπο αυτοκίνητο.

Ένας κινητήρας ή περισσότεροι;

Ένας μόνο κινητήρας με διαφορικό είναι πιο απλός στη ρύθμιση. Πολλαπλοί κινητήρες επιτρέπουν την κατανομή της ροπής μεταξύ των τροχών, αλλά απαιτούν πολύ περισσότερη ρύθμιση και λογισμικό.

Πώς μεταδίδεται η γνώση στην επόμενη ομάδα;

Μέσω των δεδομένων και της τεκμηρίωσης: καταγραφές κάθε δοκιμής, ρυθμίσεις του inverter, ενημερωμένα διαγράμματα. Ένα αυτοκίνητο χωρίς δεδομένα αναγκάζει την επόμενη ομάδα να τα ξαναμαθει όλα από την αρχή.

Μπορεί η Rage να συνοδεύσει μια ομάδα;

Ναι: παρέχουμε controllers, BMS και τηλεμετρία, και μπορούμε να κάνουμε τις δοκιμές σε πάγκο ή σε πίστα. Παρουσιάστε μας το έργο σας από τη σελίδα των σχολών μας.