ELEKTRİKLİ ARAÇ MOTORU, BATARYA VE MENZİL HESAPLAYICISI

Motor tasarımı

Sabit mıknatıslı bir motorun (BLDC veya PMSM) geometrisini, malzemelerini ve sargısını girin; araç bu tasarım için ulaşılabilir momenti, gücü, zıt EMK'yı ve anma gerilim/akımını hesaplar. Bu araç sizin yerinize motor tasarlamaz, aklınızdaki motoru doğrular — D/L/hava aralığı/sarım sayısını seçin ve neyi verebileceğini görün. Yalnızca sabit mıknatıslı topolojiler desteklenir (BLDC/PMSM); asenkron, anahtarlamalı relüktans ve eksenel akılı motorlar farklı fiziğe dayanır ve burada modellenmez.

Motor radial cross-section diagram showing bore diameter D, air gap g, magnet thickness h_m, pole pairs p, and stack length L

Tip:

motor topolojisi

Soğutma:

aşağıdaki varsayılan akım yoğunluğunu belirler

Nüve sacı:

sac paketi çelik kalitesi (nüve kaybı + yoğunluk)

Mıknatıs:

rotor mıknatıs sınıfı (remanans + sıcaklık davranışı)

kutup çifti sayısı

anma mekanik devri, dev/dak

stator iç çapı, mm

paket uzunluğu, mm

mekanik hava aralığı, mm

k_C:

Carter katsayısı (oluk düzeltmesi), sabit tipik değer

h_m:

mıknatıs kalınlığı, mm

faz başına seri sarım sayısı

k_w:

sargı faktörü

α_PM:

mıknatıs yay örtme oranı

A_wire:

iletken kesit alanı, mm²

akım yoğunluğu, A/mm² (varsayılan değer soğutma sınıfına göre belirlenir)

T_op:

mıknatıs çalışma sıcaklığı, °C

P_target:

hedef güç, W — bilgi amaçlı, aşağıdaki ulaşılan güçle karşılaştırılır

k_peak:

sürekli güce göre kısa süreli aşırı yük oranı

Motor sonuçları

τ_p:

kutup adımı, mm

B_gap:

hava aralığı akı yoğunluğu, T

B_r:

mıknatıs remanansı, sıcaklığa göre düşürülmüş, T

Φ_m:

kutup başına tepe akısı, mWb

ψ_f:

faz başına akı bağlantısı, mWb

elektriksel frekans, Hz

E_ph:

faz başına zıt EMK (RMS), V

V_line:

anma fazlar arası gerilim, V — aşağıdaki batarya paketi boyutlandırmasında kullanılır

K_t:

moment sabiti, N·m/A

K_e:

zıt EMK sabiti, V·s/rad

I_rated:

anma faz akımı (RMS), A

ulaşılan moment, N·m

ulaşılan sürekli güç, W

P_peak:

ulaşılan tepe gücü, W

P_core:

nüve kaybı tahmini, W — yalnızca bilgi amaçlı

m_motor:

aktif kısım + gövde kütlesi tahmini, kg

Pay:

Seyir talebine göre güç payı, % (Menzil bölümüne bakın) — negatif değer yetersiz boyutlandırma demektir

Batarya paketi tasarımı

Bir hücre kimyası ile özelliklerini ve hedef paket boyutunu seçin. Seri hücre sayısı yukarıdaki motor anma geriliminden türetilir; paralel kol sayısı ise hedef enerjiniz, motorun sürekli akım çekişi veya tepe/ani çekişinden hangisi büyükse ona göre boyutlandırılır — motorun gerilimini veya akımını burada yeniden girmenize gerek yoktur.

Battery pack diagram showing N_s cells in series (voltage adds) by N_p strings in parallel (capacity adds)

Kimya:

aşağıdaki hücre varsayılanlarını belirler

V_nom:

hücre anma gerilimi, V

V_max:

hücre tam şarj gerilimi, V

V_min:

hücre kesme gerilimi, V

Ah:

hücre anma kapasitesi, Ah

R_cell:

hücre iç direnci, mΩ

C_cont:

sürekli deşarj C-oranı

C_peak:

tepe/anlık deşarj C-oranı

E_target:

hedef paket enerjisi, kWh

DoD:

kullanılabilir deşarj derinliği oranı

k_pack:

hücreden pakete paketleme verimi (BMS/soğutma/yapı payı)

Wh/kg:

hücre düzeyinde kütlesel enerji yoğunluğu, Wh/kg

η_ctrl:

motor sürücüsü/invertör verimi — aşağıdaki Menzil bölümünde de kullanılır

Batarya sonuçları

N_s:

seri hücre sayısı

N_p:

paralel kol sayısı

Hücreler:

toplam hücre sayısı

V_nom:

paket anma gerilimi, V

V_max:

paket tam şarj gerilimi, V

V_min:

paket kesme gerilimi, V

Ah:

paket kapasitesi, Ah

Wh:

paketin etiket enerjisi, Wh

Wh_usable:

DoD ve paketleme kayıpları sonrası kullanılabilir enerji, Wh — aşağıdaki Menzil bölümünde kullanılır

R_pack:

paket iç direnci, mΩ

I_cont,req:

motorun çektiği sürekli akım, A

I_peak,req:

motorun çektiği tepe akımı, A

I_cont,max:

paketin sürekli akım kapasitesi, A

I_peak,max:

paketin tepe akım kapasitesi, A

V_sag:

tepe akımda gerilim düşümü, V

V_term:

tepe akımda en kötü durum uç gerilimi, V

m_pack:

paket kütlesi tahmini, kg

Menzil tahmini

Buradaki araç kütlesi, yukarıda hesaplanan motor ve batarya kütlelerine otomatik olarak eklenir. Düz yolda sabit hızla seyir varsayılır; EPA tarzı düzeltme katsayısı ve şehir içi rejeneratif frenleme kazancı, teorik fizik modeli menzilini daha gerçekçi bir tahmine dönüştürür.

Vehicle range diagram showing chassis mass, aerodynamic drag (drag coefficient and frontal area), rolling resistance at the wheels, and cruise speed

m_chassis:

motor ve batarya paketi hariç araç kütlesi, kg

C_d:

aerodinamik direnç katsayısı

ön kesit alanı, m²

C_rr:

yuvarlanma direnci katsayısı

seyir hızı, km/s

η_batt:

batarya deşarj verimi

η_motor:

seyir yükünde motor verimi

η_gear:

şanzıman/diferansiyel verimi

Profil:

şehir içi profilinde aşağıdaki rejenerasyon kazancı uygulanır

k_EPA:

teorik fizik modeli menziline göre gerçekçilik düzeltmesi

k_regen:

rejeneratif frenlemeden gelen menzil çarpanı, yalnızca şehir içi profilinde

Menzil sonuçları

m_total:

toplam araç kütlesi (şasi + motor + batarya), kg

F_roll:

yuvarlanma direnci kuvveti, N

F_aero:

aerodinamik direnç kuvveti, N

F_total:

seyirde toplam yol direnci kuvveti, N

P_wheels:

seyirde güç ihtiyacı, W

η_total:

bataryadan tekerleğe toplam verim

Wh/km:

enerji tüketimi, Wh/km

Range_theo:

teorik fizik modeli menzili, km

Menzil:

EPA tarzı düzeltme ve rejenerasyon kazancı sonrası gerçekçi menzil, km