HOTLINE: +84 979761016
Với sự hỗ trợ của chính phủ, nhiều nước châu Âu, Mỹ và Trung Quốc đang thúc đẩy quá trình chuyển đổi từ ô tô thông thường sang xe điện. Tại Nhật Bản, các công ty như Toyota, Nissan và Mitsubishi Motors đang đi đầu trong việc phát triển xe điện (EV) một cách nhanh chóng. Xe điện được cung cấp năng lượng bằng pin và động cơ thay vì động cơ xăng. Mỗi nhà sản xuất tạo ra một phiên bản khác nhau của động cơ này. Tôi tin rằng mọi người đều biết rằng Nissan đã bán xe điện LEAF, v.v.
Hai loại động cơ chính là động cơ DC và động cơ AC lần lượt hoạt động bằng nguồn điện DC và AC. Động cơ DC có thể được phân loại thành động cơ DC có chổi than và động cơ bước. Động cơ không chổi than, một phân nhóm của động cơ điện xoay chiều, bao gồm một rôto quay khi có dòng điện chạy qua và một stato làm quay rôto. Trên cơ sở đó, chúng tôi giới thiệu tính năng của từng động cơ nói trên.
Chúng ta sẽ bắt đầu với động cơ DC có chổi than. Động cơ DC chổi than sử dụng cuộn dây (nam châm điện) cho rôto và nam châm vĩnh cửu cho stato (Hình 1). Khi rôto quay, từ trường sẽ tự động thay đổi và nó sẽ tiếp tục quay bán cố định miễn là có dòng điện chạy qua. Do cấu trúc đơn giản nên hệ thống này không tốn kém. Tuy nhiên, nhược điểm của động cơ DC có chổi than bao gồm việc cần có chổi than ở cổ góp tiếp xúc với nguồn điện, điều này có thể gây ra tiếng ồn do ma sát và mài mòn chổi than.
Hình 1 Sơ đồ động cơ DC có chổi than
Ngược lại, động cơ bước sử dụng nam châm vĩnh cửu cho rôto và nam châm điện cho stato, trái ngược với động cơ DC chổi than. Nhiều nam châm điện được đặt trên stato và chỉ một trong số chúng được bật (Hình 2).
Hình 2 Nguyên lý làm việc của động cơ bước:
(a) bật nam châm điện đầu tiên;
(b) nam châm điện thứ nhất tắt và nam châm điện thứ hai bật
Khi rôto tiến lại gần nam châm điện để phản ứng với các cực từ của rôto, nam châm điện sẽ tắt và nam châm điện phía trước vòng quay được bật. Lặp lại điều này, rôto tiếp tục quay và tốc độ quay được kiểm soát. Tuy nhiên, cần nhiều nam châm điện để điều khiển trơn tru và việc điều khiển chuyển mạch trở nên khó khăn.
Để ngăn chặn những nhược điểm này, động cơ không chổi than được sử dụng trong xe điện (Hình 3). Chúng hoạt động bằng nguồn điện xoay chiều ba pha và trái ngược với động cơ chổi than, rôto là nam châm vĩnh cửu và stato là nam châm điện.
Hình 3 Sơ đồ động cơ không chổi than. U: cuộn dây pha chữ U; V: cuộn dây pha V; W: cuộn dây pha W; rôto: nam châm
Động cơ không chổi than ít tiếng ồn và không bị mòn chổi than; hơn nữa việc điều khiển nam châm điện sẽ dễ dàng. Tuy nhiên, cần có cơ chế điều khiển nam châm điện như stato và phải được cấp nguồn bằng nguồn điện xoay chiều ba pha. Đặc biệt, để phát hiện và cấp dòng điện xoay chiều dựa trên tốc độ quay của rôto thì cần có cảm biến vị trí quay.
Trong trường hợp xe điện, việc kiểm soát dòng điện xoay chiều tùy thuộc vào mức độ nhấn bàn đạp ga và tốc độ quay của rôto cũng rất quan trọng, đòi hỏi phải sử dụng cảm biến vị trí chân ga. Dựa trên các giá trị từ các cảm biến này, ECU (bộ điều khiển điện tử) điều chỉnh tần số và lượng dòng điện để thu được các giá trị thích hợp cho tốc độ quay, mô-men xoắn và các thông số khác.
Hình 4 Mối quan hệ giữa điện áp truyền động và mô-men xoắn
Hơn nữa, điện áp truyền động càng cao thì mô-men xoắn càng lớn và rôto quay càng nhanh (Hình 4). Các nhà sản xuất ô tô đang nỗ lực tăng điện áp khởi động.
Có nhiều yếu tố khác nhau quyết định nguồn điện của động cơ EV. Về cơ bản chúng được chia thành bốn loại: điện áp, công suất điện, đặc tính và an toàn.
Pin lithium-ion là loại pin chủ đạo dành cho xe điện, mặc dù chúng chỉ cung cấp 3,6 V mỗi cell. Thông thường, một tế bào 7,2 V được sử dụng làm một mô-đun và bốn mô-đun được kết nối nối tiếp và song song. Tùy thuộc vào nhà sản xuất, các mô-đun này được mắc nối tiếp và được sử dụng để cung cấp điện áp như 280 V hoặc 360 V. Ví dụ, một động cơ đồng bộ xoay chiều ba pha gắn nam châm neodymium vĩnh cửu, EM61, được vận hành ở điện áp truyền động 345 V và được sử dụng trong xe điện, Nissan Leaf.
Loại thứ hai là công suất điện. Điều này rất quan trọng vì khoảng cách hành trình sẽ tăng lên nếu công suất điện cao. Mẫu Leaf tháng 10 năm 2017 có công suất 40 kWh và phạm vi bảo hiểm EPA là 241 km. Trên toàn thế giới, i3 của BMW có công suất 33 kWh và phạm vi bảo hiểm EPA là 182 km. Nhà sản xuất xe điện hàng đầu là Tesla Motors. Công suất điện của Model S thay đổi từ 60 đến 100 kWh và hỗ trợ điện áp sạc 110, 220 và 440 V (Bảng 1).
Bảng 1 Công suất điện của các mẫu xe điện khác nhau
| Nhà sản xuất ô tô | Loại hình phương tiện giao thông | Kiểu | Chế độ lái xe EV (JC08) | Chế độ lái xe EV (EPA) | Công suất của một pin | Sạc nhanh |
|---|---|---|---|---|---|---|
| xe BMW | i3 (94 Ah) | BEV | 390 | 182 | 33 | Đúng |
| Honda | FitEV (hết hạn sử dụng vào tháng 03/2016) | BEV | 225 | 131 | 20 | Đúng |
| Mitsubishi | i-MiEV X | BEV | 180 | 99 | 16 | Đúng |
| Mitsubishi | i-MiEV M | BEV | 120 | 66 (không tiết lộ) | 10,5 | Đúng |
| Nissan | Lá, Model mới (40 kWh) | BEV | 400 | 241 | 40 | Đúng |
| Nissan | Lá, Model cũ (30 kWh) | BEV | 280 | 171 | 30 | Đúng |
| Tesla | Mẫu S75 | BEV | (không tiết lộ) | 398,4 | 75 | Đúng |
| Tesla | Mẫu S P100D | BEV | (không tiết lộ) | 504 | 100 | Đúng |
| Tesla | Mẫu X 75D | BEV | (không tiết lộ) | 380,8 | 75 | Đúng |
| Tesla | Mẫu X P100D | BEV | (không tiết lộ) | 462,4 | 100 | Đúng |
| Volkswagen | Golf điện tử | BEV | 301 | 201 | 35,8 | Đúng |
Thứ ba, pin lithium-ion có đặc tính điện cụ thể dựa trên nhiệt độ. Nhiệt độ tăng do sạc và phóng điện, và điện áp đầu ra giảm khi nhiệt độ vượt quá 70oC. Hơn nữa, điện trở trong tăng khi nhiệt độ giảm xuống dưới -30oC.
Bộ Kiểm Tra Nạp Xả Pin (DC) MATSUSADA CD Series
Cuối cùng, cũng có những lo ngại về an toàn. Rò rỉ chất lỏng có thể xảy ra do sử dụng chất điện giải. Các biện pháp phòng ngừa rò rỉ trong mô-đun là rất quan trọng để ngăn ngừa sự cố khi lái xe.
Ngoài ra, do xe cần đảm bảo an toàn khi xảy ra va chạm nên yêu cầu mức độ không bị rò rỉ ngay cả trong điều kiện bình thường dẫn đến trọng lượng và giá thành của xe tăng lên. Điện áp cần thiết để xác định xem có rò rỉ hay không là cao so với 100 V cần thiết để sử dụng trong gia đình. Pin 12 V lắp trên xe chạy xăng khiến việc so sánh với EV trở nên khó khăn. EV là một thực thể tập thể gồm các bộ phận có điện áp khác nhau, từ động cơ yêu cầu điện áp cao đến động cơ yêu cầu điện áp thấp. Do đó, các thử nghiệm an toàn cũng nên được thực hiện với các nguồn điện hỗ trợ nhiều điện áp khác nhau.
Tài liệu tham khảo: https://www.semiki.com/nha-san-xuat/matsusada?swcfpc=1
SEMIKI là công ty dẫn đầu trong thị trường cung cấp giải pháp hệ thống kiểm tra pin, các bộ nguồn DC lập trình… các sản phẩm Semiki lựa chọn có thể hỗ trợ nhiều yêu cầu của các nhà máy sản xuất xe điện nổi tiếng.
LIÊN HỆ:
Công Ty TNHH thiết Bị Đo SEMIKI
Email: sales@semiki.com
Điện thoại : +84 9797 61016