A Formula Student és az egyetemi projektek: a megfelelő elektromos meghajtó kiválasztása
Egy Formula Student vagy Eco-marathon csapatnak egy év áll rendelkezésére egy jármű tervezésére, gyártására és tesztelésére, miközben a csapat tagjai szinte teljesen megújulnak minden szezonban. Az elektromos hajtáslánc – motor, inverter, akkumulátor – a projekt legveszélyesebb része: ez a legdrágább, a szabálysértésekre leginkább fogékony része, és ami a legtöbb csapatot ejti ki a műszaki ellenőrzéseken. Ez a útmutató egy módszert mutat be a megfelelő hajtáslánc kiválasztásához.
A lényeg
- A verseny szabályainak betartása a legfontosabb: ezek rögzítik a maximális feszültséget, a kötelező védelmi intézkedéseket és ellenőrzéseket.
- A motort és az invertert együtt kell kiválasztani: az inverternek képesnek kell lennie a kiválasztott motor vezérlésére.
- Az akkumulátor gyakran a legnehezebb és legfontosabb alkatrész, és a tervezése időigényes.
- A telemetria minden tesztnél időt takarít meg, és átadja a megszerzett tudást a következő csapatnak.
Először a szabályok
Minden verseny kiír egy szabályzatot, amely meghatározza a hajtásrendszerre vonatkozó előírásokat: maximális feszültség, szigetelés, vészleállítás, szigetelés ellenőrzése, feszültség jelenlétét jelző indikátorok, akkumulátorvédelem. Ezek a szabályok szezonról szezonra változhatnak. Mielőtt bármilyen tervezést elkezdené, olvassa el az adott év szabályzatát, és készüljön fel arra, hogy a bírók milyen dokumentációt fognak kérni.
A motor
A motort a szükséges nyomaték és fordulatszám alapján választjuk ki, figyelembe véve a hajtásrendszert. A csapatok gyakran dilemmázznak egy differenciálművel ellátott központi motor és több motor közötti választás között, amelyek a nyomatékot a kerekek között oszthatják el. A második megoldás hatékonyabb, de sokkal összetettebb a fejlesztése. A technológiák megértéséhez tekintse meg a következő útmutatókat a PMSM és BLDC motorok közötti különbségről, valamint a belső mágneses motorokról.
Az inverter
Az invertert, ami egy kétkerekű jármű esetében vezérlőként ismert, a motor vezérli. Ennek a feszültséget a akkumulátorról kell átvennie, a kívánt nyomatékhoz megfelelő áramot kell biztosítania, és leolvasnia kell a motor pozícióérzékelőjét. Egy csapatnak érdemes olyan invertert választania, amelynek beállításai dokumentáltak és elérhetők, a "fekete doboz" megoldások helyett. Ahhoz, hogy megértse, mit csinál, tekintse meg a következő cikkeket a vektoros vezérlésről, a áramszabályozóról és a fluxuscsökkenésről.
Az akkumulátor
Az akkumulátor a leginkább fejlesztést igénylő alkatrész: cellák kiválasztása, összeszerelése, hűtése, BMS (Battery Management System), védelmek, ellenőrzések. Ez a legnehezebb alkatrész is. A kapacitását a leghosszabb üzemidő alapján számítjuk ki, általában az endurance teszt alapján, egy biztonsági ráhagyással. Nézze meg a következő útmutatókat a cellák műszaki adatlapjának megtekintéséhez és a BMS által végzett egyensúlyozásról.
A telemetria és a CAN busz
Az összes alkatrész, beleértve az invertert, az akkumulátor-kezelő rendszert (BMS), az érzékelőket, a műszerfalat, általában CAN busz segítségével kommunikál. Ezeknek az interakcióknak a rögzítése minden teszt során lehetővé teszi a problémák feltárását, a jármű beállítását, és az azt követő csapat számára hasznos adatok átadását a személyes tapasztalatok helyett.
A pad a pálya előtt
A motor és az inverter tesztelése egy próbálókón, mielőtt beszerelik az autóba, hetekkel időt takaríthat meg: a próbálókán beállíthatjuk az invertert, mérhetjük a nyomatékot és a felmelegedést, anélkül, hogy kockáztatnánk az autóval. Nézze meg a motorpróbáló állványon végzett mérésekről szóló útmutatónkat.
A "Rage" cég mit tesz az iskolák számára?
Együttműködünk mérnöki karokkal, diákszervezetekkel és laboratóriumokkal: vezérlők, akkumulátor-kezelő rendszerek (BMS), telemetria, padtesztek és pályatesztek. Lásd a mérnöki karokkal és kutatással kapcsolatos oldalunkat. Mint a csapatok, mi is a mérhető teljesítményre törekszünk: a RM-X elektromos robogónk világrekordot tart a sebesség terén, 173 km/h-as sebességgel, ami pályán mérve érték el.
Műhelytipp.
A hajtásláncot a lehető leghamarabb tesztelje, akár egy ideiglenes alvázon vagy egy tesztpadon. Az inverter első bekapcsolása néhány héttel a verseny előtt nem hagy elegendő időt a problémák kijavítására.
Gyakori kérdések
Érdemes-e saját vezérlőt (invertert) tervezni, vagy inkább egy kész terméket vásárolni?
Egy inverter tervezése egy önálló projekt. Egy olyan csapat számára, amely az elektromos rendszerekkel még csak most kezdi, egy meglévő, jól dokumentált inverter időt nyújt ahhoz, hogy a csapat a jármű többi részén dolgozhasson.
Egy vagy több motor?
Egyetlen, differenciálművel ellátott motor egyszerűbb a beállítás szempontjából. Több motor lehetővé teszi a nyomaték elosztását a kerekek között, de ez sokkal több beállítást és szoftveres fejlesztést igényel.
Hogyan lehet a tudást átadni a következő generációnak?
Az adatok és a dokumentáció alapján: minden teszt leírása, az inverter beállításai, aktuális rajzok. Egy adatmentes jármű arra kényszeríti a következő csapatot, hogy mindent újra tanuljon.
A Rage képes csapatot támogatni?
Igen: biztosítunk vezérlőket, akkumulátor-kezelő rendszereket (BMS) és telemetriát, valamint lehetőség van a tesztek elvégzésére laboratóriumban vagy valós körülmények között. Mutassa be nekünk projektjét az "iskolák" oldalunkon keresztül.