Formuła Student i projekty szkolne: wybór odpowiedniego napędu elektrycznego

Zespół Formuły Student lub Eco-maraton ma rok na zaprojektowanie, zbudowanie i przetestowanie pojazdu, przy czym skład zespołu zmienia się niemal w całości z każdym sezonem. Układ napędowy elektryczny, obejmujący silnik, falownik, akumulator, jest najbardziej ryzykowną częścią projektu: jest najdroższy, podlega najbardziej rygorystycznym kontrolom ze strony sędziów i jest przyczyną niepowodzeń większości zespołów podczas kontroli technicznych. Ten przewodnik przedstawia metodę wyboru odpowiednich komponentów.

Najpierw przepisy

Każde zawody publikują regulamin, który określa zasady dotyczące układu napędowego: maksymalne napięcie, izolacja, awaryjne wyłączniki, monitorowanie izolacji, wskaźniki obecności napięcia, ochrona akumulatora. Zasady te mogą się zmieniać z sezonu na sezon. Przed rozpoczęciem jakichkolwiek prac, należy zapoznać się z regulaminem obowiązującym w danym roku i przewidzieć dokumentację, którą mogą zażądać sędziowie.

Silnik

Wybór silnika zależy od momentu obrotowego i prędkości, których potrzebuje pojazd na koło, z uwzględnieniem układu napędowego. Zespoły często wahają się między silnikiem centralnym z przekładnią różnicową a kilkoma silnikami w kołach lub w pobliżu koł, co pozwala na rozłożenie momentu obrotowego między kołami. Drugie rozwiązanie jest bardziej wydajne, ale znacznie bardziej skomplikowane w implementacji. Aby zrozumieć te technologie, zapraszamy do zapoznania się z naszymi przewodnikami na temat różnicy między silnikami PMSM i BLDC oraz o silnikach z magnesami wewnętrznymi.

Inwerter

Falownik, nazywany kontrolerem w przypadku pojazdów dwukołowych, steruje silnikiem. Musi on wytrzymać napięcie baterii, dostarczyć prąd odpowiadający żądanemu momentowi obrotowemu oraz odczytywać sygnał z czujnika położenia silnika. Zespół powinien wybrać falownik, którego ustawienia są udokumentowane i łatwo dostępne, zamiast rozwiązania typu "czarna skrzynka". Aby zrozumieć, jak działa, zapraszamy do zapoznania się z naszymi przewodnikami na temat sterowania wektorowego (FOC), regulatora prądu oraz osłabiania pola magnetycznego silnika.

Bateria

Bateria jest elementem, który wymaga największej ilości pracy: wybór ogniw, montaż, chłodzenie, BMS (system zarządzania baterią), zabezpieczenia, kontrole. Jest to również element o największej wadze. Jej pojemność jest obliczana na podstawie najdłuższej trasy, często testu wytrzymałości, z pewnym zapasem. Zapraszamy do zapoznania się z naszymi przewodnikami, aby zapoznać się z kartą techniczną ogniwa litowego oraz informacjami na temat równoważenia baterii przez BMS.

Telemetria i magistrala CAN

Wszystkie elementy, takie jak sterownik, system zarządzania baterią (BMS), czujniki, panel sterowania, zazwyczaj komunikują się ze sobą za pomocą magistrali CAN. Rejestrowanie tych interakcji podczas każdego testu pozwala zrozumieć przyczyny awarii, dostroić pojazd i przekazać następnemu zespołowi dane, a nie tylko wspomnienia.

Ławka przed tor wyścigowy

Sprawdzenie silnika i falownika na stanowisku testowym przed zamontowaniem ich w samochodzie pozwala zaoszczędzić tygodnie: na stanowisku można wyregulować falownik, zmierzyć moment obrotowy i nagrzewanie, bez ryzyka uszkodzenia samochodu. Zobacz nasz przewodnik na temat pomiaru na stanowisku testowym silnika.

Co firma Rage oferuje szkołom

Współpracujemy z uczelniami technologicznymi, zespołami studenckimi i laboratoriami: kontrolery, systemy zarządzania bateriami (BMS), telemetria, testy laboratoryjne i na torze. Zapraszamy do zapoznania się z naszą stroną poświęconą uczelniom technicznym i badaniom. Podobnie jak zespoły, dążymy do osiągnięcia mierzalnych wyników: nasz RM-X jest aktualnym rekordzistą świata w kategorii prędkości hulajnóg elektrycznych, osiągając 173 km/h, zmierzonych na torze.