پیشرفت فن آوری در ساخت موتورهای الکتریکی، باعث شد تا خودروهای برقی دارای مزیت نسبی نسبت به خودروهای معمولی شوند.موتورهای برقی در انواع مختلفی ساخته می شوند.
موتورهای الکتریکی دارای استاتور یا قسمت ساکن و روتور یا قسمت متحرک هستند موتورهای الکتریکی فقط دارای یک قسمت متحرک هستند در حالیکه موتورهای احتراقی قطعات متحرک زیادی دارند راندمان این موتورها بالاست و اغلب بیش از ۹۰% است انواع موتورهای الکتریکی را می توان در محدوده وسیع قدرت و در اندازه های مختلف و شکلهای مختلف از نوع dc یا ac طراحی کرد.
موتور الکتریکی وسیله مکانیکی است که انرژی مکانیکی را به حرکت تبدیل می نماید و این حرکت می تواند برای تولید کار ، کشیدن ، هل دادن ، بالا بردن ، تکان دادن یا ایجاد نوسان بکار رود.
موتور الکتریکی از قوانین کلاسیک و مغناطیس استفاده می نماید هر کدام از انواع موتورها دارای مشخصه های سرعت ، گشتاور و مشخصه برقی خاص هستند و برای استفاده در خودرو برقی دارای مزایا و معایبی می باشند انواع موتورهای برقی مناسب برای استفاده در خودرو برقی که به صورت انبوه تولید می شوند به طور اختصار معرفی می گردد.
موتورهای الکتریکی جریان مستقیم
در این نوع موتورها جریان اصلی از کویل های هسته عبور می نماید و باعث چرخش هسته و ایجاد گشتاور در آن می گردد استاتور شامل قطب های آهن ربایی است هسته شامل شافت اصلی موتور و چند کویل است هر یک از کویل ها به کویل بعدی متصل است و جریان در کل آنها وجود دارد البته نوع اتصال کویل ها به یکدیگر خواص مختلفی ایجاد می نماید که انواع مختلف موتورهای dc را به وجود می آورد.
۱- سری
۲- شانت : در این نوع موتور به علت وجود کوماتاتور متحرک جریان در آرمیچر مرتباً تغییر جهت می دهد.
۳- ترکیبی : که ترکیب نوع ۱ و ۲ می باشد.
۴- با مغناطیس دائم
۵- بدون جاروبک
۶- جامع
موتورهای جریان مستقیم عموماً دارای مدار اینورتر ساده و ارزان با قابلیت بسیار بالا می باشند و سرعت موتور به راحتی قابل کنترل است وزن و حجم زیاد ، قیمت بالا، پیچیدگی ساخت ، هزینه تعمیر و نگهداری بالا ، راندمان پائین و وجود جاروبک از معایب این موتورها می باشد. در موتورها بدون نگهداری بالا ، راندمان پایین و وجود جاروبک از معایب این موتورها می باشد. در نوع موتور بدون جاروبک که جاروبک وجود ندارد ، کنترل سرعت براحتی انجام می شود و موتور دارای دانسیته قدرت بالا می باشد. این نوع موتور در سرعتهای بالا کاربرد دارد حجم موتور کم و نویز نسبت به موتورهای دیگر کمتر می باشد عیب این نوع پیچیده بودن ساخت موتور و قیمت بالای آن است.
موتورهای الکتریکی جریان متناوب
جریان ac خصوصیات خوبی دارد از جمله می تواند در ولتاژهای بالا به راحتی انتقال یابد و با وجود ترانسفورماتور تبدیل مقدار ولتاژ نیز به راحتی انجام می شود به علت در دسترس بودن این نوع موتور برای خودرو برقی نیز بیشتر استفاده می گردد.
مهمترین و پراستفاده ترین موتور ac ، موتور قفسه ای است در این نوع موتور که اساس آن مانند یک ترانسفورماتور متحرک است وجود جریان در سیم پیچ استاتور باعث القاء جریان در سیم پیچ هسته می شود بنابراین نیروهای حاصل از میدان جریان در هسته باعث چرخش آن و تولید گشتاور می شود.
مهمترین خصوصیات موتور القائی قفسه ای به شرح زیر است :
۱- هیچگونه جاروبک یا کوماتاتوری نیاز نمی باشد.
۲- دارای کمترین تعمیرات لازم است .
۳- مناسب باری کار در محیط های کثیف است .
۴- قابلیت اطمینان بالا دارد .
۵- راندمان بالا دارد.
۶- سختی و عمر بالا.
۷- هزینه ، وزن ، حجم و ممان اینرسی کم .
در زیر در مورد سه نوع موتور جریان متناوب که برای استفاده در خودروی برقی در نظر گرفته شده توضیحات بیشتری داده می شود.
۱- موتورهای سنکرون یا مغناطیس دائم
در این نوع موتور دانسیته قدرت بالا است به دلیل کنترل جریان و میدان استاتور، گشتاور بیشتری می توان تولید کرد جاروبک وجود ندارد و در سرعتهای بالا و محدوده وسیع سرعت قابل استفاده است .
۲- موتورهای القائی سه فاز
ساخت موتور ساده است این موتور سبک، مقاوم ، کم حجم ، ارزان و دارای راندمان بالا می باشد و نیازی به جاروبک ندارد البته برای کنترل سرعت باید از سیستم کنترل پیچیده ای استفاده نمود و این سیستم قیمت بالایی خواهد داشت.
۳- موتورهای شار محوری :
اخیراً موتورهای (Afm,Axial flux motor) یا موتورهای شار محوری نیز ساخته شده اند که دارای دو مدل استفاده از موتور در داخل چرخ خودرو (whell motor) و یا موتورهای با دو روتور و یک استاتور به صورتی که موتور به جای دیفرانسیل خودرو نصب می شود می باشند. البته دو موتور اخیر نیاز به فن آوری بالاتری برای ساخت و استفاده کردن داشته و قیمت بالاتری نیز دارند ولی بازده و عملکرد آنها بهتر از موتورهای القائی و PMSM معمولی می باشد دور موتور حداقل ۳۰۰۰ تا ۳۸۰۰ دور می باشد.
برگرفته از سایت:
واحد ظرفیت باتری : آمپر ساعت
انرژی ذخیره شده در باتری ظرفیت باتری نامیده می شود که هم با وات ساعت (Wh)، کیلووات- ساعت (kWh) یا آمپر ساعت (Ahr) اندازه گیری می شود. متداول ترین واحد ظرفیت باتری Ah است. از واحد Ah هنگامی که با سیستم های باتری کار می کنند عموما استفاده می شود چون ولتاژ باتری در چرخه شارژ شدن یا تخلیه کردن متفاوت است. رویکرد دقیق تر تنوع ولتاژ با ادغام ظرفیت (AH x V(t در زمان سیکل شارژ کردن است. برای مثال، باتری ۱۲ ولت با ظرفیت باتری ۵۰۰ Ah امکان ذخیره تقریبا ۱۰۰Ah × V12 = Wh 1200 یا KWh 1.2 را می دهد. به خاطر اثر زیادی که میزان شارژ یا دما بر آنالیز دقیق یا عملی ظرفیت باتری وجود دارد اطلاعات بیشتری درباره تنوع ظرفیت باتری توسط تولید کنندگان باتری فراهم آمده است.
میزان تخلیه
در انواع باتری ها، نمی توان از انرژی کامل ذخیره شده در باتری صرف نظر کرد (به بیان دیگر، باتری نمی تواند کاملا تخلیه شود) بدون اینکه مشکل جدی ببیند یا آسیب برگشت ناپذیری به باتری بخورد. میزان تخلیه (DOD) باتری کسری از انرژی است که می تواند از باتری خارج شود. برای مثال، اگر DOD باتری توسط تولید کننده ۲۵ درصد باشد پس فقط ۲۵ درصد ظرفیت باتری می تواند استفاده شود.
علاوه بر این، نباید باتری به زیر DOD خاصی تخلیه شود چون بسیاری از تولیدکنندگان باتری DOD روزانه را مشخص کنند که حداکثر انرژی که می تواند از باتری در یک روز تخلیه شود را مشخص می کند.
اثر میزان شارژ و تخلیه
میزان شارژ/تخلیه بر میزان ظرفیت باتری اثر دارد. اگر باتری بسیار سریع تخلیه شود ( مانند اینکه تخلیه جریان بالاست) پس میران انرژی که می تواند از باتری خارج شود کاهش می یابد و ظرفیت باتری پایین تر می آید. تنها کسری از واکنش های کل به فرم های دیگر تبدیل می شود و بنابراین فراهمی انرژی کاهش می یابد. به طور متناوب، باتری با سرعت بسیار کمی با استفاده از جریان کم تخلیه می شود که انرژی بیشتری می تواند از باتری خارج شود و ظرفیت باتری بالاتر برود. بنابراین، ظرفیت باتری از میزان شارژ / تخلیه کردن تاثیر می بیند. روش متداول مشخص کردن ظرفیت باتری، کارکرد زمانی است که کاملا باتری تخلیه می شود (توجه کنید که در عمل، باتری اغلب نمی تواند کاملا تخلیه شود). نماد ظرفیت باتری به این روش مشخص می شود که به عنوان Cx نوشته می شود جایی که x زمان میزان ساعتی است که باتری تخلیه می شود. C10=xxx (همچنین به عنوان C10=xxx نوشته می شود) که بدین معنی است که ظرفیت باتری xxx است هنگامی که ده ساعت تخلیه باتری انجام شده باشد.
عمر و گذشته باتری
عمر و گذشته باتری اثر عمده ای بر ظرفیت باتری دارد. حتی هنگامی که تولیدکنندگان مشخصات DOD را دنبال می کنند ظرفیت باتری نزدیک به ظرفیت ارزیابی شده برای تعداد محدودی از چرخه های شارژ/ تخلیه می ماند. گذشته باتری اثر زیادی بر ظرفیت دارد که اگر باتری به زیر حداکثرDOD می آید پس ظرفیت باتری ممکن است قبل از موعد کاهش یابد و تعداد چرخه شارژ/تخلیه ممکن است فراهم نشود.
باتری یک ابزار ذخیره انرژی 1
با توجه به گسترش کاربرد باتری در زندگی بشر، خصوصا نیاز به خودروهای الکتریکی (بدلیل مشکلات سوختهای فسیلی)، اهمیت پژوهشهای کاربردی در زمینه باتری روزبهروز روشنتر میشود. در این مقاله خلاصهای از ویژگیهای باتری مانند ظرفیت، انرژی و توان توضیح داده شده و ارتباط بین آنها بیان میشود. اجزای کلیدی باتری و مشخصات ایدهآل لازم برای این اجزاء، همچنین ارتباط ویژگیهایی مانند ظرفیت، توان و انرژی با عملکرد این اجزای کلیدی شرح داده میشود.
1- معرفی باتری
در این مقاله آند و کاتد باتری در هنگام شارژ و دشارژ معرفی شد. مشخص شد که قطبهای مثبت و منفی همواره ثابت است. ویژگیهای باتری مثل چگالی انرژی، توان و ظرفیت تعریف و اهمیت آنها در عملکرد باتری بیان شد. چگونگی محاسبه ظرفیت تئوری و ارتباط آن با ظرفیت آند و کاتد شرح داده شد. مشخص شد که ظرفیت باتری به دلایل متفاوتی از حد تئوری پایینتر است. گفته شد نانوفناوری با افزایش ظرفیت آند و کاتد میتواند بر روی افزایش ظرفیت باتری موثر باشد. در آخر انواع مختلفی از باتری به صورت مختصر معرفی و در آخر منحنیهای راگون و مقایسهای بین ابزارهای ذخیره الکتروشیمیایی صورت گرفت.
برگرفته از سایت: