Многомоторные электромобили: работа над ошибками

Однако, как и в случае с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания, внедрение таких технологий в электромобили сопряжено с рядом вызовов, которые необходимо учитывать при проектировании.

Основные проблемы при проектировании многомоторных систем

1. Сложность векторизации крутящего момента: Управление крутящим моментом для каждого колеса в многомоторной системе требует сложных алгоритмов векторизации. Эти алгоритмы должны точно регулировать распределение мощности между колесами в реальном времени, чтобы обеспечить оптимальное сцепление и устойчивость на различных типах покрытия. Особенно это важно в условиях низкого сцепления, таких как мокрый или скользкий асфальт.
2. Сложность питания и управления: Каждое дополнительное колесо с отдельным мотором требует отдельного соединения с системой управления, что значительно увеличивает сложность проводки и вероятность возникновения точек отказа. Увеличение числа проводов и контроллеров также влияет на стоимость и надежность системы.
3. Повышенные требования к аккумулятору и системе управления: Работа нескольких двигателей одновременно повышает потребление энергии, что требует более мощных аккумуляторов и более сложных систем управления энергопотоками. Эффективное управление тепловыми нагрузками и потребляемым током становится важнейшим аспектом при проектировании многомоторных ЭМ.
4. Трудности с синхронизацией двигателей: Чтобы избежать неравномерного распределения крутящего момента и обеспечить плавное управление, необходимо обеспечить точную синхронизацию всех двигателей. Это критически важно для плавности движения, безопасности и удобства водителя.
5. Неравномерное распределение нагрузки: Погрешности в дорожных условиях или неравномерное распределение массы могут привести к несоответствующему распределению нагрузки на колеса. Это может повлиять на эффективность и даже привести к избыточному износу некоторых компонентов системы.
6. Диагностика неисправностей: С увеличением числа двигателей и управляющих цепей возрастает количество потенциальных точек отказа. Поэтому необходимо разработать эффективные системы диагностики и устранения неисправностей, которые помогут предотвратить сбои и повысить безопасность эксплуатации.

Несмотря на указанные проблемы, многомоторные ЭМ имеют очевидные преимущества, которые делают их привлекательными для производителей и пользователей:

1. Улучшенная управляемость: Возможность точно регулировать крутящий момент на каждом колесе позволяет значительно улучшить устойчивость и маневренность, особенно в поворотах и при изменении дорожных условий.
2. Оптимизированное сцепление с дорогой: Векторизация крутящего момента позволяет индивидуально регулировать крутящий момент каждого колеса, что обеспечивает оптимальное сцепление с дорогой в сложных условиях (например, на льду или в грязи).
3. Повышенная производительность: Совокупность нескольких двигателей позволяет добиться лучшего ускорения и более динамичного управления транспортным средством. Такая система может обеспечить лучшие результаты при ускорении, снижении тормозных расстояний и в экстремальных условиях.

Проблемы в управлении векторизацией крутящего момента

Векторизация крутящего момента в многомоторных ЭМ является центральной частью системы управления и представляет собой серьезный вызов для инженерии. Распределение крутящего момента между колесами необходимо для поддержания стабильности автомобиля и предотвращения избыточной или недостаточной поворачиваемости. Важно, чтобы программное обеспечение для управления крутящим моментом могло в реальном времени адаптироваться к различным условиям, таким как угол поворота руля, дорожные условия и скорость движения.

Как работает векторизация крутящего момента?

1. Торможение на внутренних колесах: Во время поворота внутренние колеса могут быть замедлены путем снижения крутящего момента, в то время как внешние колеса получают больший крутящий момент, что помогает сохранить сцепление и предотвращает потерю устойчивости.
2. Контроль момента рысканья: Векторизация крутящего момента позволяет активное управление вращением автомобиля вокруг его вертикальной оси. Это может быть полезно при маневрировании на высокой скорости, обеспечивая лучший контроль и устойчивость.

Современные примеры многомоторных электромобилей

Технология векторизации крутящего момента активно используется в высокопроизводительных электрических гоночных автомобилях. Например, гиперкар Rimac Nevera использует систему, в которой на каждом колесе установлен отдельный мотор. Также, в серийных автомобилях, таких как Tesla Model X Plaid, используется трехмоторная система, которая также активно регулирует распределение крутящего момента для оптимизации вождения.

Кроме того, компании, такие как Hennessey, разрабатывают шестиколесные гиперкары с индивидуальными двигателями для каждого колеса, что открывает новые возможности для векторизации крутящего момента и улучшения производительности.

Проблемы при проектировании многомоторных систем управления

Проектирование многомоторной системы управления электромобилем требует точных расчетов и синхронизации действий нескольких двигателей. Необходимо учитывать несколько факторов:

• Мощные микроконтроллеры для обработки данных и координации работы всех систем.
• Алгоритмы полевого управления (FOC) для точного контроля крутящего момента и эффективной работы двигателя.
• Протоколы связи для синхронизации работы всех контроллеров и обеспечения надежного обмена данными.

Еще одной важной проблемой является управление тепловыми процессами в системе. Несоответствующий контроль за выделением тепла может привести к перегреву контроллеров и другим неисправностям.

Источник: https://www.electronicdesign.com/markets/automotive/article/55281248/navigating-the-challenges-of-mu...

Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!