Przekształca prąd stały dostarczany przez akumulator w prąd przemienny w celu wygenerowania momentu obrotowego do napędu kół. Jednocześnie odzyskuje energię kinetyczną podczas hamowania, aby naładować akumulator. Do głównych rozwiązań dostępnych na rynku należą zespoły napędów elektrycznych 3-w-1 oraz wysoce zintegrowane układy napędowe typu „wiele w jednym”. Wyższa integracja zapewnia lepszą wydajność pod względem objętości, wagi i zużycia energii.
Profesjonalne tłumaczenie na język angielski
Elektromechaniczna konwersja energii w elektrycznych układach napędowych pojazdów
Silnik trakcyjny
Silnik trakcyjny jest głównym elementem wytwarzającym siłę pociągową napędzającą pojazd. Jego główne elementy są następujące:
StojanStacjonarna część silnika, zbudowana z blach ze stali krzemowej, z miedzianymi uzwojeniami osadzonymi w obwodowo rozmieszczonych szczelinach wokół rdzenia stojana.
WirnikZespół obrotowy, zwykle wykonany z blach ze stali krzemowej, wyposażony w magnesy trwałe rozmieszczone precyzyjnie tak, aby optymalnie współdziałać ze stojanem i wytwarzać moment obrotowy. Istnieją alternatywne topologie silników bez magnesów trwałych, takie jak silniki indukcyjne, które wykorzystują strukturę-klatkową w celu generowania momentu obrotowego zamiast magnesów.
Kiedy prąd przepływa przez uzwojenia stojana, powstaje wirujące pole magnetyczne. Pole to oddziałuje z magnesami wirnika (lub klatką wiewiórczą w silnikach indukcyjnych), powodując obrót wirnika i zapewnienie ruchu mechanicznego. Pedał przyspieszenia pojazdu elektrycznego reguluje wielkość i częstotliwość prądu elektrycznego przepływającego z akumulatora do silnika za pośrednictwem układów sterowania i elektroniki mocy, regulując w ten sposób wyjściowy moment obrotowy silnika.
Prawie wszystkie pojazdy elektryczne wykorzystują silniki prądu przemiennego, podzielone na typy synchroniczne (bezszczotkowe silniki z magnesami trwałymi) lub asynchroniczne (silniki indukcyjne).
Skrzynia biegów i układ napędowy
Pojazdy z silnikiem spalinowym wykorzystują mechaniczne skrzynie biegów, które dostosowują moc silników do zapotrzebowania kół. Skrzynie biegów EV są znacznie prostsze niż te w pojazdach ICE. W przeciwieństwie do silników spalinowych, silniki elektryczne mogą dostarczać moment obrotowy w znacznie szerszym zakresie prędkości i generować moment obrotowy przy zerowej prędkości obrotowej. Eliminuje to potrzebę stosowania sprzęgieł i wielu przełożeń typowych dla przekładni ICE.
Niemniej jednak silniki są zaprojektowane tak, aby obracały się szybciej niż koła pojazdów, dlatego podstawową funkcją skrzyni biegów jest redukcja prędkości i wzmocnienie momentu obrotowego.
Większość układów napędowych pojazdów elektrycznych ma jedno stałe przełożenie bez elementów zmiany biegów. Wielobiegowe-skrzynie biegów są stosowane wyłącznie w-wysokiej wydajności lub w dużych komercyjnych pojazdach elektrycznych w celu zwiększenia dostępnego zakresu momentu obrotowego i prędkości.
W hybrydowych układach napędowych pojazdów elektrycznych skrzynia biegów odgrywa zasadniczą rolę w łączeniu mocy z jednego lub większej liczby silników elektrycznych i silnika spalinowego za pośrednictwem konwencjonalnych lub planetarnych przekładni. Koordynuje pracę silnika i silnika w różnych warunkach jazdy, aby zapewnić moc przy maksymalnej wydajności. Tryby pracy obejmują jazdę wyłącznie na napędzie elektrycznym przy wyłączonym silniku oraz tryb generatora, w którym silnik i silnik współpracują w celu ładowania akumulatora w odpowiednich warunkach drogowych.
Mechanizm różnicowy jest albo zintegrowany ze skrzynią biegów pojazdów elektrycznych, albo montowany jako samodzielny element, w zależności od ogólnego układu układu napędowego.