Formulové štúdium a školské projekty: výber vhodného elektrického pohonných jednotky
Tím študentov zapojených do projektu Formula Student alebo Eco-marathon má jeden rok na to, aby navrhol, vyrobil a otestoval vozidlo, pričom tím sa takmer celkom mení v každej sezóne. Elektrický pohon, vrátane motora, meniča, batérie, predstavuje najrizikovejšiu časť projektu: je to najdrahšia časť, najviac kontrolovaná technickými komisiami a tá, ktorá najčastejšie spôsobuje, že tímy neprejdú technickými kontrolami. Tento sprievodca ponúka metódu, ako si ju vybrať.
Dôležité informácie
- Predpisom súťaže je potrebné sa prísne riadiť: stanovuje maximálne napätie, povinné ochranné prvky a kontrolné mechanizmy.
- Motor a invertor sa vyberajú spoločne: invertor musí byť schopný ovládať vybraný motor.
- Batéria je často najťažšia a najdôležitejšia súčasť, a jej návrh si vyžaduje čas.
- Telemetria šetrí čas pri každom testovaní a zdieľa získané poznatky s ďalším tímom.
Najprv pravidlá
Každá súťaž zverejňuje pravidlá, ktoré upravujú systém pohonu: maximálne napätie, izolácia, núdzové vypínače, monitorovanie izolácie, indikátory prítomnosti napätia a ochrana batérie. Tieto pravidlá sa môžu meniť od sezóny k sezóne. Pred akýmkoľvek návrhom si preštudujte platnú verziu pravidiel a pripravte si dokumentáciu, ktorú budú komisári požadovať.
Motor
Výber motora závisí od krútiaceho momentu a otáčok, ktoré vozidlo potrebuje na kolesách, s prihliadnutím na prevodový systém. Tímy sa často váhajú medzi motorom umiestneným v strede s diferenciálom a viacerými motormi v kolesách alebo v ich blízkosti, ktoré umožňujú rozdelenie krútiaceho momentu medzi kolesá. Druhé riešenie je výkonnejšie, ale oveľa zložitejšie na vývoj. Pre lepšie pochopenie technológií, pozrite si naše návody o rozdiely medzi PMSM a BLDC a o motoroch s vnútornými magnetmi.
Invertor
Invertor, ktorý sa v prípade dvojkolesových vozidiel nazýva ovládač, riadi motor. Musí zvládnuť napätie batérie, dodať prúd potrebný na dosiahnutie požadovaného krútiaceho momentu a čítať snímač polohy motora. Tím by mal uprednostniť invertor, ktorého nastavenie je zdokumentované a prístupné, namiesto "čiernej skrinky". Ak chcete porozumieť, čo tento invertor robí, pozrite si naše návody o vektorovom riadení (FOC), regulátore prúdu a znížení magnetického toku.
Batéria
Batéria je komponent, ktorý vyžaduje najviac práce: výber článkov, montáž, chladenie, BMS (systém manažmentu batérie), ochrany, kontroly. Je to tiež komponent, ktorý má najväčšiu hmotnosť. Jej kapacita sa vypočíta na základe najdlhšieho testu, často testu výdržnosti, s rezervou. Pozrite si naše návody pre prečítanie technického listu článku a o vyvažovaní pomocou BMS.
Telemetria a CAN zbernica
Všetky komponenty, invertor, BMS (systém manažmentu batérie), senzory, palubná doska, komunikujú zvyčajne prostredníctvom CAN zbernice. Ukladaním týchto komunikácií pri každej skúške je možné pochopiť príčinu poruchy, optimalizovať nastavenie vozidla a poskytnúť nasledujúcemu tímu dáta namiesto len spomienok.
Lavica pred traťou
Otestovanie motora a meniča na skúšobnom zariadení pred ich inštaláciou do vozidla ušetrí týždne: na tomto zariadení sa kalibruje menič, meria sa krútiaci moment a zahrievanie, a to všetko bez rizika poškodenia vozidla. Pozrite si náš návod o meraní na skúšobnom zariadení motora.
Čo spoločnosť Rage ponúka školám
Spolupracujeme so školami technických smerov, študentskými tímami a laboratóriami: riadiace jednotky, systémy batériového manažmentu (BMS), telemetria, testovanie v laboratóriu alebo na okruhu. Pozrite si našu stránku školy technických smerov a výskum. Podobne ako tímy, aj my sa zameriavame na merateľný výkon: náš RM-X drží svetový rekord v rýchlosti elektrickej kolobežky, s hodnotou 173 km/h, nameranou na okruhu.
Tipy pre servis.
Spustite pohonný systém čo najskôr, aj keď je to len na provizórnom ráme alebo testovacom zariadení. Zapnutie invertora (elektronického regulátora) prvýkrát niekoľko týždňov pred pretekmi neumožňuje žiadny priestor na odstránenie prípadných problémov.
Často kladené otázky
Je vhodné navrhnúť si vlastný invertor (ovládač) alebo je lepšie si ho kúpiť?
Navrhovanie invertora je samostatný projekt. Pre tím, ktorý začína s elektrickými systémami, existujúci a dobre zdokumentovaný invertor umožňuje sústrediť sa na ostatné časti vozidla.
Jeden motor alebo viacero?
Jeden motor s diferenciálom je jednoduchší na nastavenie. Viaceré motory umožňujú rozložiť krútiaci moment medzi kolesá, ale vyžadujú oveľa rozsiahlejšie nastavenie a softvérovú podporu.
Ako odovzdať vedomosti nasledujúcej generácii?
Prostredníctvom údajov a dokumentácie: záznamy z každého testu, nastavenia invertora, aktuálne schémy. Vozidlo bez údajov núti nasledujúci tím, aby sa všetko učil od začiatku.
Môže spoločnosť Rage spolupracovať s tímom?
Áno: Poskytujeme riadiace jednotky, systémy riadenia batérií (BMS) a telemetriu, a môžeme vykonávať testy v laboratóriu alebo na testovacej trati. Predstavte nám svoj projekt prostredníctvom našej stránky pre školy.