ความแตกต่างระหว่างระบบขับเคลื่อน EV และระบบส่งกำลังในรถยนต์ไฟฟ้าคืออะไร?

ในขณะที่ข้อกำหนดระบบส่งกำลังและระบบขับเคลื่อนมักใช้แทนกันได้ แต่จริง ๆ แล้วพวกเขาอ้างถึงระบบที่แตกต่างกันแต่ละระบบมีฟังก์ชั่นของตัวเอง บทความนี้สำรวจบทบาทของแต่ละคนภายในยานพาหนะไฟฟ้า (EVs) สรุปองค์ประกอบหลักของพวกเขาและอธิบายว่าพวกเขามีปฏิสัมพันธ์อย่างไร นอกจากนี้ยังครอบคลุมถึงปัจจัยการออกแบบที่สำคัญและนำเสนอการมองเห็นนวัตกรรมในอนาคต

ระบบส่งกำลัง: แกนกลางของการขับเคลื่อน EV

ระบบส่งกำลัง EV มีหน้าที่ในการควบคุมและจัดหาพลังงานไฟฟ้าแปลงเป็นแรงทางกลผ่านชุดส่วนประกอบที่เหนียวแน่น ศูนย์กลางของระบบนี้คือมอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กในขดลวดสเตเตอร์เพื่อหมุนโรเตอร์และขับเคลื่อนยานพาหนะ มอเตอร์เหล่านี้ยังเปิดใช้งานการเบรกแบบปฏิรูปโดยการย้อนกลับการทำงานของพวกเขาเปลี่ยนการเคลื่อนไหวกลับเป็นไฟฟ้าที่เก็บไว้

องค์ประกอบที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือชุดแบตเตอรี่ลากซึ่งประกอบด้วยเซลล์ลิเธียมไอออนจำนวนมากและระบบการจัดการแบตเตอรี่ในตัว (BMS) BMS ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานที่เหมาะสมโดยการควบคุมการเบรกใหม่รักษาแรงดันไฟฟ้าอุณหภูมิและระดับความจุในอุดมคติ

ระบบส่งกำลัง EV ยังรวมถึง:

• ชุดควบคุมยานพาหนะ (VCU): ทำหน้าที่เป็นตัวประมวลผลส่วนกลางของระบบ VCU ประสานข้อมูลจากตัวควบคุมมอเตอร์เซ็นเซอร์และ BMS เพื่อจัดการประสิทธิภาพโดยรวมและฟังก์ชั่นขั้นสูงเช่นการเบรกแบบปฏิรูปและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
• การส่ง: EV ส่วนใหญ่ใช้การส่งสัญญาณความเร็วเดียวที่เรียบง่ายพร้อมอัตราส่วนเกียร์คงที่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดความซับซ้อนทางกล ในบางรุ่นมอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนล้อโดยตรงโดยไม่จำเป็นต้องใช้ระบบส่งสัญญาณทั่วไป
• Power Electronics: อุปกรณ์เหล่านี้รวมถึงอินเวอร์เตอร์และตัวแปลงควบคุมทิศทางและประเภทของการไหลของไฟฟ้า-การแปลง DC ที่ใส่แบตเตอรี่ให้เป็น AC สำหรับการใช้มอเตอร์และย้อนกลับกระบวนการในระหว่างการเบรกแบบปฏิรูป
• ระบบการจัดการความร้อน: เพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพที่ดีที่สุดระบบเหล่านี้ใช้ลูปการระบายความร้อนของเหลวเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและเซ็นเซอร์อัจฉริยะเพื่อควบคุมอุณหภูมิและป้องกันความร้อนสูงเกินไปหรือความร้อน

ระบบขับเคลื่อน: การแปลพลังเป็นท่าทาง

ระบบขับเคลื่อน EV มีบทบาทสำคัญในการส่งพลังงานจากมอเตอร์ไฟฟ้าไปจนถึงล้อที่มีประสิทธิภาพสูง หัวใจหลักของระบบนี้คือการส่งซึ่งทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างระบบส่งกำลังและมีไฟฟ้า ระบบขับเคลื่อนยานพาหนะ, การจัดการการกระจายแรงบิดเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด

ภายในระบบขับเคลื่อนเกียร์เกียร์จะช่วยให้แต่ละล้อหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกันปรับแรงบิดตามภาระของล้อและสภาพการขับขี่ เพลาขับซึ่งเชื่อมโยงโดยตรงกับเกียร์เหล่านี้มีแรงบิดที่ปรับจากการส่งผ่านไปยังล้อ การตั้งค่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการส่งพลังงานที่ราบรื่นและมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งบนพื้นผิวลื่นไม่สม่ำเสมอหรือพื้นผิวเปียก

เพลาซึ่งเป็นอีกส่วนที่สำคัญของระบบขับเคลื่อนรองรับน้ำหนักของยานพาหนะและเปิดใช้งานการหมุนของล้อ พวกเขายังช่วยรักษาการจัดตำแหน่งล้อที่เหมาะสมเพิ่มแรงฉุดและปรับปรุงการตอบสนองการจัดการ ใน EVs ขั้นสูงมากขึ้นเพลาอาจรวมถึงคุณสมบัติเช่นความแตกต่างที่ จำกัด ลื่นหรือเทคโนโลยีแรงบิด-เวกเตอร์เพื่อการควบคุมที่ดีขึ้น

ยานพาหนะไฟฟ้าบางคันก้าวไปอีกขั้นโดยการรวมมอเตอร์ฮับเข้ากับวงล้อแต่ละล้อโดยตรง

ข้อควรพิจารณาและความท้าทายในการออกแบบ

เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดในยานพาหนะไฟฟ้าสิ่งสำคัญคือการใช้กลยุทธ์การออกแบบแบบบูรณาการที่ประสานทั้งระบบส่งกำลังและระบบขับเคลื่อน การประสานงานระหว่างทั้งสองมีความสำคัญเนื่องจากการควบคุมมอเตอร์และการกระจายพลังงานภายในระบบส่งกำลังมีผลโดยตรงต่อความสามารถของระบบขับเคลื่อนในการส่งมอบการจัดการความคล่องตัวและการตอบสนองที่แม่นยำ

EVs จำนวนมากใช้อัลกอริทึมการควบคุมที่ซับซ้อนเพื่อจัดตำแหน่งเอาท์พุทมอเตอร์กับความต้องการแรงบิดแบบเรียลไทม์เพิ่มประสิทธิภาพทั้งประสิทธิภาพและการขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลง

การจัดการความร้อนยังมีบทบาทสำคัญในการรักษาความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบระบบส่งกำลังและระบบขับเคลื่อน เทคโนโลยีการระบายความร้อนขั้นสูงระบบควบคุมการทำนายและวัสดุทนความร้อนที่เป็นนวัตกรรมช่วยควบคุมอุณหภูมิลดการสึกหรอและปกป้องระบบที่สำคัญ กลยุทธ์การจัดการความร้อนแบบบูรณาการอย่างดีไม่เพียง แต่ยั่งยืนประสิทธิภาพและขยายอายุการใช้งานส่วนประกอบ แต่ยังช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะความร้อนสูง

อนาคตของระบบส่งกำลังและระบบขับเคลื่อน EV

ระบบส่งกำลังไฟฟ้าในอนาคต (EV) คาดว่าจะให้ประสิทธิภาพมากขึ้นทั้งในการผลิตและการจัดการพลังงาน นวัตกรรมเช่นแบตเตอรี่โซลิดสเตตอยู่บนขอบฟ้าให้ประโยชน์เช่นความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้นเวลาชาร์จที่เร็วขึ้นและช่วงขับรถอีกต่อไป การปรับปรุงอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน-รวมถึงอินเวอร์เตอร์รุ่นต่อไปและระบบการจัดการพลังงานขั้นสูง-จะช่วยเพิ่มวิธีการแปลงไฟฟ้าและกระจายภายในยานพาหนะ

ในด้านระบบขับเคลื่อนความก้าวหน้าที่กำลังจะเกิดขึ้นมีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่การปรับแต่งการออกแบบส่วนประกอบและประสิทธิภาพการดำเนินงาน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์วัสดุช่วยให้การสร้างชิ้นส่วนระบบขับเคลื่อนที่มีน้ำหนักเบาและแข็งแรงขึ้นซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม คุณสมบัติเช่นเวกเตอร์แรงบิดไฟฟ้าขั้นสูงจะให้การกระจายพลังงานที่แม่นยำยิ่งขึ้นในแต่ละล้อเพิ่มแรงฉุดและการจัดการโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการตั้งค่าไดรฟ์ทุกล้อ เทคโนโลยีการเบรกที่พัฒนาขึ้นใหม่จะช่วยปรับปรุงการฟื้นตัวและการแปลงพลังงานจลน์ให้เป็นพลังงานที่ใช้งานได้

ในเวลาเดียวกันนักออกแบบ EV กำลังก้าวไปสู่การรวมระบบระบบส่งกำลังและระบบขับเคลื่อนอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น ด้วยการสนับสนุนของเซ็นเซอร์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI และอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่อง EVS จะสามารถจัดการการส่งพลังงานอย่างชาญฉลาดและแบบไดนามิกตามสภาพการขับขี่แบบเรียลไทม์ การรวมที่เข้มงวดมากขึ้นนี้จะไม่เพียง แต่ยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่และปรับปรุงประสิทธิภาพ แต่ยังวางรากฐานสำหรับระบบขับขี่อิสระในอนาคต

บทสรุป

ในขณะที่เชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิดในการใช้งานระบบส่งกำลังและระบบขับเคลื่อน EV เป็นระบบแยกต่างหากแต่ละบทบาทที่ให้บริการเฉพาะ ระบบส่งกำลังจัดการการควบคุมและการส่งมอบพลังงานไฟฟ้าแปลงเป็นแรงทางกลผ่านชุดของส่วนประกอบที่ประสานงานกัน ในทางตรงกันข้ามระบบขับเคลื่อนจะได้รับมอบหมายให้ส่งพลังงานเชิงกลจากมอเตอร์ไฟฟ้าไปยังล้อ

อ่านเพิ่มเติม:ทำไมเราถึงใช้ตัวแปลง EV DC/DC ในยานพาหนะไฟฟ้า