Với yêu cầu của đề tài, giảm thời gian thiết kế, tiết kiệm chi phí chế tạo vì vậy truyền lực chính sẽ được mua trên thị trường. Các phương án sử dụng truyền lực chính như sau:
Hiện nay có rất nhiều kiểu bố trí hệ thống truyền lực khác nhau, các kiểu bố trí đó chủ yếu là dựa vào sự biến thể về cách bố trí động cơ điện cũng như đặc điểm của động cơ điện, sau đây là một số kiểu bố trí thông dụng:
Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển, truyền động xe điện cỡ nhỏ
Hình 3. 5: Cấu hình hệ thống truyền lực cho ô tô điện M: Động cơ điện; HS: Hộp giảm tốc; VS: vi sai; TLC: Truyền lực chính - Ở phương án (a) hình 3.5a là hê ® thống đô ®ng lực điê ®n cơ bản, hê ® thống này giống với hê ® thống truyền lực sử dụng đô ®ng cơ đốt trong truyền thống. Moment được tạo ta từ trục đô ®ng cơ điê ®n thông qua bô ® đóng ngắt ly hợp, hô ®p số và bô ® vi sai truyền tới bánh xe chủ đô ®ng. Hê ® thống đô ®ng lực này có nhiều cụm và tổng thành nên chiếm nhiều không gian khó bố trí và khối lượng lớn. Với kĩ thuật hiện nay kỹ thuâ ®t điều khiển đô ®ng cơ điê ®n phát triển giúp cho đô ®ng cơ điê ®n có đặc tính tải:
a) b) P
Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển, truyền động xe điện cỡ nhỏ
Từ đồ thị đặc tính làm việc lý tưởng của xe ta thấy:
Khi xe chuyển động, nếu gặp cản lớn thì vận tốc xe sẽ giảm dần, nếu cản tác động tới xe nhỏ thì xe có thể chạy ở tốc độ cao. Khi đó, công suất kéo cấp xuống yêu cầu không đổi (P = const).
Phạm vi thay đổi tốc độ của xe yêu cầu càng cao càng tốt.
Khả năng khắc phục cản của xe khi hoạt động yêu cầu càng lớn càng tốt. Ta có đặc tính của động cơ điện như sau:
Hình 3. 7: Đặc tính động cơ điện (a) và đặc tính lực kéo của xe khi sử dụng động cơ điện (b)
Động cơ điện có thể hoạt động ngay tại giá trị tốc độ bằng không, tăng dần tới giá trị tốc độ cơ bản mà tại đó công suất động cơ điện đạt đến giá trị cực đại. Lúc này giá trị điện áp đặt vào động cơ tăng tới giá trị giới hạn (điện áp định mức) trong khi dòng điện được giữ tại giá trị không đổi. Trong vùng tốc độ dưới tốc độ cơ bản này, moment động cơ được giữ không đổi. Trên xe điện thì vùng tốc độ này không cần quá lớn, vì giai đoạn khởi động ban đầu là ngắn. Khi tốc độ động cơ tăng trên vùng tốc độ cơ bản, điện áp cấp vào động cơ được giữ không đổi (tại giá trị định mức) và dòng điện yếu đi. Điều này khiến công suất đầu ra không đổi trong khi moment và tốc độ có quan hệ hypebol. Đặc tính lực kéo tại các bánh xe khi sử dụng động cơ điện như trên hình 3.7. Khi sử dụng động cơ điện xe có thể khắc phục được các điều kiện cản khác nhau với phạm vi thay đổi moment lớn, và phạm vi điều chỉnh tốc độ lớn.Khi sử dụng động cơ điện ta có thể không cần sử dụng hộp số mà chỉ cần sử dụng một tỉ số truyền trung
Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển, truyền động xe điện cỡ nhỏ
gian là có thể đáp ứng được đặc tính của ô tô. Vậy khi không cần ly hợp ta không cần ly hợp vào hệ truyền động.
- Với phương án (b) hình 3.5b sử dụng hai đô ®ng cơ điê ®n đă ®t trong bánh xe. Không gian của bánh xe có giới hạn nên kích thước của đô ®ng cơ điê ®n theo đó cũng bị hạn chế. Công suất của đô ®ng cơ điê ®n nhỏ sẽ ảnh hưởng tới khả năng khắc phục lực cản của xe, thời gian tăng tốc kéo dài. Xe sử dụng hê ® thống truyền lực dạng này thường có kích thước và tải trọng nhỏ phù hợp với môi trường đô thị. Để khắc phục những nhược điểm đã nêu, xe có thể sử dụng 4 đô ®ng cơ dẫn đô ®ng 4 bánh. Với phương thức này, xe có thể cải thiê ®n được phạm vi sử dụng tuy nhiên đòi hỏi thuâ ®t toán điều khiển đô ®ng cơ phức tạp.
- Trong phương án (c) hình 3.5c motor được dẫn động đến truyền lực chính tới vi sai và ra bán trục. Với phương án này bố trí gọn và vẫn đảm bảo động học của xe. Phương án này đã được sản xuất hàng loạt sẵn có trên thị trường. Đồng thời phương thức điều khiển đơn giản.
- Với phương án (d) hình 3.5d một motor được kết nối trực tiếp với bánh xe phía trước. Ưu điểm của phương án này là gọn, dễ điều khiển động cơ, tuy nhiên không thực tế vì đòi hỏi động cơ nhỏ mà lại có moment cao.
Từ những phương án trên thì ta thấy mỗi một phương án đều có những ưu nhược điểm riêng và tùy thuộc vào mục đích cũng như ý đồ của người thiết kế mà sẽ lựa chọn các phương án thích hợp. Với ý tưởng của nhóm là thiết kế một chiếc xe chạy năng lượng điện hoạt động ổn định giá thành thấp đồng thời là các kết cấu đã có sẵn trên thị trường thì phương án được lựa chọn là phương án (c).
Với phương án (c) được lựa chọn, tìm kiếm trên thị trường có các loại truyền lực chính của hãng xedienmotordien như sau:
Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển, truyền động xe điện cỡ nhỏ
Với kết cấu trên đã bao gồm vi sai, bán trục, bánh xe, các cảm biến cho điều khiển. Loại kết cấu trên có ưu việt đó là có kết cấu để thay đổi các động cơ khác nhau trong dải công suất mà chúng đáp ứng được.