Cara Memilih Daya dan Torsi Motor untuk Kendaraan Listrik

Penentuan kekuatan motor dan torsi yang akan digunakan dalamkendaraan listrik(EV) adalah salah satu langkah terpenting ketika merancang EV. Motor yang tidak terlalu besar akan menyebabkan akselerasi yang buruk, overheating, dan penurunan keandalan, sementara motor yang terlalu besar akan meningkatkan biaya,berat badan, dan konsumsi energi.

Tujuan dari artikel ini adalah untuk membantu insinyur dan produsen EV untuk secara akurat menentukan jumlah daya dan torsi yang tepat untuk digunakan untuk EV mereka,serta mencakup berbagai faktor yang terlibat dalam menentukan jumlah ini.

Memahami Perbedaan Fungsional Antara Kekuatan dan Torsi

VSangat penting: Untuk memilih motor untuk EV dengan tepat, penting untuk memahami perbedaan fungsional antara POWER dan TORQUE yang berkaitan dengan motor.

(1) TORKE mengacu pada jumlah kekuatan rotasi yang dapat dihasilkan oleh motor.

Percepatan (kecepatan di mana kendaraan dapat mencapai kecepatan maksimumnya)

Kemampuan mendaki bukit atau "Gradeability"

Kemampuan untuk membawa beban.

(2) Kekuatan mengacu pada seberapa cepat (selalu waktu) bahwa TORKE dapat diproduksi.

Hal ini terutama mempengaruhi:

Kecepatan maksimum

Kinerja mengemudi yang berkelanjutan

Kemampuan untuk beroperasi dalam kondisi mengemudi di jalan raya berkecepatan tinggi.

Aplikasi paling umum untuk torsi dan daya di EV adalah bahwa torsi terutama mempengaruhi kinerja pada kecepatan kendaraan yang lebih rendah; sedangkan, daya mempengaruhi kinerja pada kecepatan kendaraan yang lebih tinggi.

Fase 1: Menentukan aplikasi kendaraan dan siklus tugas

Ketika memilih motor untuk EV, langkah pertama adalah dengan jelas mendefinisikan aplikasi EV yang dimaksudkan untuk yang Anda berniat menggunakan motor.

Untuk melakukannya, Anda harus menjawab beberapa pertanyaan kunci:

Apakah EV ini terutama digunakan untuk perjalanan kota atau perjalanan jarak jauh?

Apakah EV akan membawa beban berat atau apakah EV ini hanya akan beroperasi saat tidak dimuat?

Apakah EV ini akan mengalami sejumlah besar operasi start dan stop?

Apakah EV harus beroperasi hanya di permukaan datar, atau harus mendaki lereng curam?

Semua jenis EV (mobil penumpang, forklift listrik, gerobak golf, AGV, kendaraan utilitas, dll.) memiliki kebutuhan torsi dan daya yang berbeda, meskipun dioperasikan pada kecepatan yang sama.

Tahap 2: Menghitung Kebutuhan Torsi Roda

Torsi motor terutama ditentukan oleh kekuatan resistensi yang akan bertindak pada roda kendaraan, yang dapat mencakup:

Resistensi Rolling

Aerodinamika Drag

Ketahanan kelas (Lengkung)

Kekuatan percepatan

Pada start kecepatan rendah, permintaan torsi roda adalah yang tertinggi.jika berlaku) untuk mengatasi kekuatan ini dalam kondisi terburuk.

Sebagian besar EV yang beroperasi di industri (seperti dalam aplikasi manufaktur atau distribusi) perlu memberikan torsi awal yang lebih besar daripada EV lainnya,seperti gerobak golf dan AGV (kendaraan pengemudi otomatis).

Tahap 3: Menghitung target yang diperlukan untuk akselerasi dan kemampuan memanjat

Kedua kinerja akselerasi dan kemampuan memanjat memiliki dampak besar pada pemilihan torsi ketika menggunakan torsi yang dipancarkan Bumi untuk menentukan kemampuan kinerja torsi pada EV.

Saat menentukan akselerasi dan kemampuan mendaki bukit, Anda harus mempertimbangkan kriteria berikut:

Waktu yang diinginkan untuk mencapai akselerasi maksimum (yaitu, 0 ̊30 km/jam)

Kemiringan maksimum yang harus didaki oleh EV

Massa kendaraan saat penuh dimuat.

Ketika menggunakan torsi yang lebih besar memberikan manfaat berikut:

Tanggapan Akselerasi yang Lebih Besar

Operasi yang Stabil di Ramp dan Lereng

Mengurangi tekanan pada drive train (komponen drive train) EV

Secara umum, ketika merancang EV komersial dan industri, kemampuan torsi terus menerus lebih penting daripada kemampuan torsi puncak jangka pendek.

Skebutuhan daya meningkat dengan kecepatan kendaraan karena:

• Serangan aerodinamika meningkat dengan kecepatan

• Beban kendaraan yang berkelanjutan pada kecepatan jelajah

Permintaan daya tertinggi bertepatan dengan kecepatan tinggi, sedangkan permintaan torsi tertinggi bertepatan dengan kecepatan rendah.

Faktor-Faktor yang Menentukan Faktor-Faktor yang Paling Penting

Saat menghitung kekuatan motor dan torsi yang diperlukan, ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan termasuk:

• Kecepatan maksimum kendaraan

• Durasi waktu pada kecepatan maksimum

• Batas termal dari motor

Untuk dianggap berukuran yang tepat, motor harus beroperasi paling efisien pada kecepatan berkendara paling sering dari kendaraan dan tidak hanya pada output puncaknya.

Rasio gir dan tata letak garis penggerak

Kekuatan dan torsi motor tidak dapat ditentukan sampai semua komponen penggerak telah dipertimbangkan.

• Apakah menggunakan gearbox satu kecepatan atau multi kecepatan

• Apakah akan memiliki drive langsung atau pengurangan

• Efisiensi diferensial dan poros

Saat menghitung rasio gigi, motor berukuran yang tepat memberikan torsi roda yang cukup dan dapat dimanfaatkan dengan lebih baik di setiap rentang operasi.Desain EV dapat mengurangi ukuran fisik motor sambil tetap mempertahankan kinerja.

Kontinyu versus rating puncak

Sebagian besar jenis motor EV dapat berkinerja baik dalam aspek puncak (jangka pendek) dan terus menerus (termal terbatas).Analisis nilai terus-menerus sangat penting untuk menentukan keandalan dan daya tahan motor saat beroperasi secara normalKekuatan terus menerus dan torsi peringkat akan memberikan jaminan kinerja jangka panjang;Nilai daya puncak dan torsi biasanya hanya berlaku selama kejadian akselerasi atau perubahan cepat dalam operasi.

Jika seorang desainer kendaraan listrik hanya menggunakan nilai puncak motor saat memilih, desainer mungkin salah menghitung nilai terus menerus.Hal ini dapat menyebabkan overheating dan dalam beberapa kasus kerusakan yang luas atau lebih pendek dari kehidupan normal.

Spesifikasi motor yang cocok dengan strategi kontrol

Kontroler motor dan strategi kontrol akan secara langsung mempengaruhi bagaimana torsi yang dapat digunakan dan kekuatan yang berasal dari motor.

• Kemampuan melemahkan medan

• Keakuratan kontrol torsi

• Kemampuan pengereman regeneratif

Kendaraan Listrik (EV) paling sering menggunakan desain motor berkisar kecepatan luas dan algoritma kontrol canggih untuk mengelola torsi, daya, efisiensi, dan kinerja termal.

Kesalahan Pemilihan Motor Umum

Kesalahan umum yang dilakukan oleh desainer EV saat memilih motor listrik meliputi:

• Berukuran besar atau tidak berukuran untuk kekuatan motor; ini akan menyebabkan tidak memperhitungkan siklus kerja.

• Mengabaikan persyaratan torsi terus menerus.

• Menggunakan torsi puncak dibandingkan dengan torsi yang dapat digunakan di roda.

• Gagal menentukan dengan tepat jenis jalur penggerak yang dipasangkan pada motor.

Dengan menghindari kesalahan semacam ini, desainer dapat meningkatkan efisiensi sistem listrik dan pada gilirannya menurunkan total biaya kendaraan.

Kesimpulan

Memutuskan kekuatan dan torsi motor listrik adalah keputusan teknik di tingkat sistem dan membutuhkan lebih dari sekadar pemilihan satu parameter.Pemilihan kekuatan motor dan torsi yang benar harus memperhitungkan:

• Bagaimana kendaraan akan digunakan dan lingkungan operasinya

• Tingkat torsi apa yang dibutuhkan untuk operasi kecepatan rendah dan kapasitas beban

• Seberapa banyak tenaga yang dibutuhkan untuk mempertahankan kecepatan jelajah

• Operasi keseluruhan termasuk semua komponen penggerak, strategi kontrol, dan batas termal.

Melalui keseimbangan faktor-faktor ini, desainer kendaraan listrik dapat memanfaatkan variabel terbaik untuk menciptakan kendaraan listrik berkinerja optimal yang memiliki efisiensi yang superior,karakteristik keandalan dan biaya.