शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन की संरचना और डिज़ाइन पारंपरिक आंतरिक दहन इंजन चालित वाहन से भिन्न होती है। यह एक जटिल सिस्टम इंजीनियरिंग भी है। इष्टतम नियंत्रण प्रक्रिया प्राप्त करने के लिए इसे पावर बैटरी प्रौद्योगिकी, मोटर ड्राइव प्रौद्योगिकी, ऑटोमोटिव प्रौद्योगिकी और आधुनिक नियंत्रण सिद्धांत को एकीकृत करने की आवश्यकता है। इलेक्ट्रिक वाहन विज्ञान और प्रौद्योगिकी की विकास योजना में, देश "तीन ऊर्ध्वाधर और तीन क्षैतिज" के अनुसंधान एवं विकास लेआउट का पालन करना जारी रखता है, और प्रौद्योगिकी परिवर्तन रणनीति के अनुसार "तीन क्षैतिज" की सामान्य प्रमुख प्रौद्योगिकियों पर अनुसंधान पर प्रकाश डालता है। "शुद्ध इलेक्ट्रिक ड्राइव", यानी, ड्राइव मोटर और उसके नियंत्रण प्रणाली, पावर बैटरी और उसके प्रबंधन प्रणाली, और पावरट्रेन नियंत्रण प्रणाली पर शोध। प्रत्येक प्रमुख निर्माता राष्ट्रीय विकास रणनीति के अनुसार अपनी व्यवसाय विकास रणनीति तैयार करता है।
लेखक एक नई ऊर्जा पावरट्रेन की विकास प्रक्रिया में प्रमुख प्रौद्योगिकियों को सुलझाता है, पावरट्रेन के डिजाइन, परीक्षण और उत्पादन के लिए सैद्धांतिक आधार और संदर्भ प्रदान करता है। शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों के पावरट्रेन में इलेक्ट्रिक ड्राइव की प्रमुख प्रौद्योगिकियों का विश्लेषण करने के लिए योजना को तीन अध्यायों में विभाजित किया गया है। आज, हम सबसे पहले इलेक्ट्रिक ड्राइव प्रौद्योगिकियों के सिद्धांत और वर्गीकरण का परिचय देंगे।
चित्र 1 पावरट्रेन विकास में मुख्य लिंक
वर्तमान में, शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन पावरट्रेन की मुख्य प्रमुख प्रौद्योगिकियों में निम्नलिखित चार श्रेणियां शामिल हैं:
चित्र 2 पावरट्रेन की मुख्य प्रमुख प्रौद्योगिकियाँ
ड्राइविंग मोटर सिस्टम की परिभाषा
वाहन पावर बैटरी की स्थिति और वाहन पावर की आवश्यकताओं के अनुसार, यह ऑन-बोर्ड ऊर्जा भंडारण पावर उत्पादन डिवाइस द्वारा विद्युत ऊर्जा आउटपुट को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, और ऊर्जा को ट्रांसमिटिंग डिवाइस और भागों के माध्यम से ड्राइविंग पहियों तक प्रेषित किया जाता है। वाहन की यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है और वाहन के ब्रेक लगने पर वापस ऊर्जा भंडारण उपकरण में भेज दिया जाता है। इलेक्ट्रिक ड्राइविंग सिस्टम में मोटर, ट्रांसमिशन मैकेनिज्म, मोटर कंट्रोलर और अन्य घटक शामिल हैं। इलेक्ट्रिक एनर्जी ड्राइविंग सिस्टम के तकनीकी मापदंडों के डिजाइन में मुख्य रूप से पावर, टॉर्क, स्पीड, वोल्टेज, कम करने का ट्रांसमिशन अनुपात, पावर सप्लाई कैपेसिटेंस, आउटपुट पावर, वोल्टेज, करंट आदि शामिल हैं।
1) मोटर नियंत्रक
इसे इन्वर्टर भी कहा जाता है, यह पावर बैटरी पैक द्वारा प्रत्यक्ष धारा इनपुट को प्रत्यावर्ती धारा में बदल देता है। मुख्य घटक:
◎ आईजीबीटी: पावर इलेक्ट्रॉनिक स्विच, सिद्धांत: नियंत्रक के माध्यम से, तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करने के लिए एक निश्चित आवृत्ति और अनुक्रम स्विच को बंद करने के लिए आईजीबीटी ब्रिज आर्म को नियंत्रित करें। पावर इलेक्ट्रॉनिक स्विच को बंद करने के लिए नियंत्रित करके, वैकल्पिक वोल्टेज को परिवर्तित किया जा सकता है। फिर कर्तव्य चक्र को नियंत्रित करके एसी वोल्टेज उत्पन्न किया जाता है।
◎ फिल्म कैपेसिटेंस: फ़िल्टरिंग फ़ंक्शन; करंट सेंसर: तीन-चरण वाइंडिंग के करंट का पता लगाना।
2) नियंत्रण और ड्राइविंग सर्किट: कंप्यूटर नियंत्रण बोर्ड, ड्राइविंग आईजीबीटी
मोटर नियंत्रक की भूमिका डीसी को एसी में परिवर्तित करना, प्रत्येक सिग्नल प्राप्त करना और संबंधित शक्ति और टॉर्क को आउटपुट करना है। मुख्य घटक: पावर इलेक्ट्रॉनिक स्विच, फिल्म कैपेसिटर, करंट सेंसर, विभिन्न स्विच खोलने के लिए ड्राइव सर्किट को नियंत्रित करना, विभिन्न दिशाओं में करंट बनाना और वैकल्पिक वोल्टेज उत्पन्न करना। इसलिए, हम साइनसॉइडल प्रत्यावर्ती धारा को आयतों में विभाजित कर सकते हैं। आयतों का क्षेत्रफल समान ऊंचाई वाले वोल्टेज में परिवर्तित हो जाता है। एक्स-अक्ष कर्तव्य चक्र को नियंत्रित करके लंबाई नियंत्रण का एहसास करता है, और अंत में क्षेत्र के समतुल्य रूपांतरण का एहसास करता है। इस तरह, तीन-चरण एसी पावर उत्पन्न करने के लिए नियंत्रक के माध्यम से आईजीबीटी ब्रिज आर्म को एक निश्चित आवृत्ति और अनुक्रम स्विच पर बंद करने के लिए डीसी पावर को नियंत्रित किया जा सकता है।
वर्तमान में, ड्राइव सर्किट के प्रमुख घटक आयात पर निर्भर हैं: कैपेसिटर, आईजीबीटी/एमओएसएफईटी स्विच ट्यूब, डीएसपी, इलेक्ट्रॉनिक चिप्स और एकीकृत सर्किट, जिन्हें स्वतंत्र रूप से उत्पादित किया जा सकता है लेकिन कमजोर क्षमता है: विशेष सर्किट, सेंसर, कनेक्टर, जो हो सकते हैं स्वतंत्र रूप से उत्पादित: बिजली की आपूर्ति, डायोड, इंडक्टर्स, मल्टीलेयर सर्किट बोर्ड, इंसुलेटेड तार, रेडिएटर।
3) मोटर: तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा को मशीनरी में परिवर्तित करें
◎ संरचना: सामने और पीछे के अंत कवर, गोले, शाफ्ट और बीयरिंग
◎ चुंबकीय सर्किट: स्टेटर कोर, रोटर कोर
◎ सर्किट: स्टेटर वाइंडिंग, रोटर कंडक्टर
4) ट्रांसमिटिंग डिवाइस
गियरबॉक्स या रिड्यूसर मोटर द्वारा आउटपुट टॉर्क स्पीड को पूरे वाहन के लिए आवश्यक गति और टॉर्क में बदल देता है।
ड्राइविंग मोटर का प्रकार
ड्राइविंग मोटरों को निम्नलिखित चार श्रेणियों में विभाजित किया गया है। वर्तमान में, एसी इंडक्शन मोटर और स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर नई ऊर्जा इलेक्ट्रिक वाहनों के सबसे सामान्य प्रकार हैं। इसलिए हम एसी इंडक्शन मोटर और स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर की तकनीक पर ध्यान केंद्रित करते हैं।
डीसी यंत्र | एसी इंडक्शन मोटर | स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर | स्विचड अनिच्छा मोटर | |
फ़ायदा | कम लागत, नियंत्रण प्रणाली की कम आवश्यकताएँ | कम लागत, व्यापक पावर कवरेज, विकसित नियंत्रण तकनीक, उच्च विश्वसनीयता | उच्च शक्ति घनत्व, उच्च दक्षता, छोटा आकार | सरल संरचना, नियंत्रण प्रणाली की कम आवश्यकताएं |
नुकसान | उच्च रखरखाव आवश्यकताएँ, कम गति, कम टॉर्क, कम जीवनकाल | छोटा कुशल क्षेत्र, कम ऊर्जा घनत्व | उच्च लागत खराब पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता | बड़ा टॉर्क उतार-चढ़ाव, उच्च कामकाजी शोर |
आवेदन | छोटा या मिनी कम गति वाला इलेक्ट्रिक वाहन | इलेक्ट्रिक बिजनेस वाहन और यात्री कारें | इलेक्ट्रिक बिजनेस वाहन और यात्री कारें | मिश्रण-शक्ति वाहन |
1)एसी इंडक्शन एसिंक्रोनस मोटर
एसी इंडक्टिव एसिंक्रोनस मोटर का कार्य सिद्धांत यह है कि वाइंडिंग स्टेटर स्लॉट और रोटर से होकर गुजरेगी: इसे उच्च चुंबकीय चालकता वाली पतली स्टील शीट द्वारा स्टैक्ड किया जाता है। तीन चरण की बिजली वाइंडिंग से होकर गुजरेगी। फैराडे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण नियम के अनुसार, एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होगा, जिसके कारण रोटर घूमता है। स्टेटर के तीन कॉइल 120 डिग्री के अंतराल पर जुड़े हुए हैं, और करंट ले जाने वाला कंडक्टर उनके चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। जब इस विशेष व्यवस्था में तीन चरण की बिजली आपूर्ति लागू की जाती है, तो एक विशिष्ट समय पर प्रत्यावर्ती धारा के परिवर्तन के साथ चुंबकीय क्षेत्र अलग-अलग दिशाओं में बदल जाएगा, जिससे एक समान घूर्णन तीव्रता वाला चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होगा। चुंबकीय क्षेत्र की घूर्णन गति को तुल्यकालिक गति कहा जाता है। मान लीजिए कि फैराडे के नियम के अनुसार, एक बंद कंडक्टर को अंदर रखा गया है, क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र परिवर्तनशील है, लूप इलेक्ट्रोमोटिव बल को महसूस करेगा, जो लूप में करंट उत्पन्न करेगा। यह स्थिति बिल्कुल चुंबकीय क्षेत्र में करंट ले जाने वाले लूप की तरह है, जिससे लूप पर विद्युत चुम्बकीय बल उत्पन्न होता है और हुआन जियांग घूमना शुरू कर देता है। एक गिलहरी पिंजरे के समान कुछ का उपयोग करते हुए, एक तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा स्टेटर के माध्यम से एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करेगी, और वर्तमान को अंतिम रिंग द्वारा छोटी गिलहरी पिंजरे बार में प्रेरित किया जाएगा, जिससे रोटर घूमना शुरू हो जाएगा, जो है मोटर को इंडक्शन मोटर क्यों कहा जाता है? बिजली प्रेरित करने के लिए रोटर से सीधे जुड़े होने के बजाय इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन की मदद से, रोटर में इंसुलेटिंग आयरन कोर फ्लेक्स भरे जाते हैं, ताकि छोटे आकार का आयरन न्यूनतम एड़ी करंट हानि सुनिश्चित कर सके।
2) एसी सिंक्रोनस मोटर
सिंक्रोनस मोटर का रोटर एसिंक्रोनस मोटर से भिन्न होता है। रोटर पर स्थायी चुंबक स्थापित किया जाता है, जिसे सतह पर लगे प्रकार और एम्बेडेड प्रकार में विभाजित किया जा सकता है। रोटर सिलिकॉन स्टील शीट से बना है, और स्थायी चुंबक एम्बेडेड है। स्टेटर 120 के चरण अंतर के साथ एक प्रत्यावर्ती धारा से भी जुड़ा होता है, जो साइन तरंग प्रत्यावर्ती धारा के आकार और चरण को नियंत्रित करता है, ताकि स्टेटर द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र रोटर द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के विपरीत हो, और चुंबकीय क्षेत्र घूम रहा है. इस प्रकार, स्टेटर एक चुंबक द्वारा आकर्षित होता है और रोटर के साथ घूमता है। चक्र दर चक्र स्टेटर और रोटर अवशोषण द्वारा उत्पन्न होता है।
निष्कर्ष: इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए मोटर ड्राइव मूल रूप से मुख्यधारा बन गई है, लेकिन यह एकल नहीं बल्कि विविध है। प्रत्येक मोटर ड्राइव सिस्टम का अपना व्यापक सूचकांक होता है। प्रत्येक प्रणाली को मौजूदा इलेक्ट्रिक वाहन ड्राइव में लागू किया जाता है। उनमें से अधिकांश अतुल्यकालिक मोटर और स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर हैं, जबकि कुछ अनिच्छा मोटर को स्विच करने का प्रयास करते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि मोटर ड्राइव कई विषयों के व्यापक अनुप्रयोग और विकास की संभावनाओं को प्रतिबिंबित करने के लिए पावर इलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स प्रौद्योगिकी, डिजिटल प्रौद्योगिकी, स्वचालित नियंत्रण प्रौद्योगिकी, सामग्री विज्ञान और अन्य विषयों को एकीकृत करता है। यह इलेक्ट्रिक वाहन मोटर्स में एक मजबूत प्रतिस्पर्धी है। भविष्य के इलेक्ट्रिक वाहनों में जगह बनाने के लिए, सभी प्रकार के मोटरों को न केवल मोटर संरचना को अनुकूलित करने की आवश्यकता है, बल्कि नियंत्रण प्रणाली के बुद्धिमान और डिजिटल पहलुओं का भी लगातार पता लगाना होगा।
पोस्ट समय: जनवरी-30-2023