TonyChoper
Tài xế O-H
Mới tìm hiểu về ôtô, thấy bài viết này cũng hay nên Google translate, giúp mình và giúp AE mới bắt đầu hiểu thêm ... có một số thuật ngữ chưa hiểu xin AE đóng góp thêm. Let's go !!!!!!!!!
Power Electronics and Motor Drives in Electric, Hybrid Electric, and Plug-In Hybrid Electric Vehicles
Ali Emadi, Senior Member, IEEE, Young Joo Lee, Student Member, IEEE, and Kaushik Rajashekara, Fellow, IEEE
Abstract—With the requirements for reducing emissions and improving fuel economy, automotive companies are developing electric, hybrid electric, and plug-in hybrid electric vehicles. Power electronics is an enabling technology for the development of these environmentally friendlier vehicles and implementing the advanced electrical architectures to meet the demands for increased electric loads. In this paper, a brief review of the current trends and future vehicle strategies and the function of power electronic subsystems are described. The requirements of power electronic components and electric motor drives for the successful development of these vehicles are also presented.
Index Terms—Electric machines, electric vehicles, fuel-cell vehicles, hybrid vehicles, motor drive, plug-in hybrid vehicles, power electronics, propulsion systems, vehicle strategy.
Tóm tắt: Với các yêu cầu để giảm khí thải và tiết kiệm nhiên liệu, các công ty ô tô đang phát triển các loại xe điện (EVs – Electric Vehicles), xe điện lai (HEVs Hybrid Electric Vehicles) và PHEVs (Plug-in Hybrid Electric Vehicles). Điện tử công suất (PEs – Power Electronics) là một công nghệ cho phép phát triển xe điện thân thiện với môi trường và lắp đặt các cấu trúc điện tiên tiến để đáp ứng nhu cầu truyền tải điện tăng. Bài báo đánh giá ngắn gọn về xu hướng hiện tại và chiến lược trong tương lai của xe điện cũng như mô tả chức năng của hệ thống điện tử công suất con (PESs - Power Electronic Subsystems). Các yêu cầu về linh kiện điện tử công suất và truyền động điện (Motor Drive) cũng được trình bày.
Từ khóa: Máy điện, xe điện, xe chạy bằng pin nhiên liệu, xe lai, truyền động, xe lai cắm xạc, điện tử công suất, hệ thống đẩy, chiến lược xe.
I. Giới thiệu
Với nhu cầu ngày càng tăng đối với xe tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện với môi trường, các công ty sản xuất ô tô đang tập trung vào EVs, HEVs, PHEVs và FCVs (Fuel-Cell Vehicles: xe chạy bằng tế bào nhiên liệu). Những xe này cho phép đáp ứng nhu cầu về điện năng trong việc sử dụng ngày càng nhiều thiết bị điện tử để cải thiện hiệu suất của xe, tiết kiệm nhiên liệu, khí thải, sự thoải mái và an toàn của hành khách. Trong việc phát triển EVs, HEVs, PHEVs và FCVs, những thách thức đặt ra là phải đạt được hiệu quả cao, tăng cường độ chắc chắn, giảm kích thước và giảm chi phí trong bộ chuyển đổi điện (electric converter) và EM (Electric Machine: máy phát điện), cũng như trong các thiết bị điện tử liên quan [1], [2]. Đặc biệt, trong FCVs cần thiết một bộ PCU (Power Conditioning Unit: phần tử điều hòa công suất ???) như bộ chuyển đổi DC-DC (DC-DC Converter) để phù hợp với điện áp tế bào nhiên liệu.
Trong các ứng dụng như hệ thống lái trợ lực điện tử (steer-by-wire) và phanh trợ lực điện tử (brake-by-wire) thì động cơ phản ứng nhanh (fast-reponse motor), biến tần (inverter) và hệ thống điều khiển (control system) rất cần thiết và phải có khả năng hoạt động trong các điều kiện môi trường bất lợi. Hơn nữa, việc tích hợp bộ truyền động (actuator) với thiết bị điện tử công suất không chỉ giúp cải thiện độ tin cậy của hệ thống mà còn giảm chi phí, kích thước... Ngoài điện tử công suất, công nghệ của động cơ điện (electric motor) đóng vai trò chính trong động lực học của xe và chọn lựa loại bộ chuyển đổi năng lượng, để kiểm soát các đặc tính vận hành xe.
Bài báo này được trình bày như sau. Phần II giới thiệu và phân loại chung cho HEVs cũng như giải thích cấu hình liên hoàn và song song. Ngoài ra, phần này sẽ trình bày minh họa chi tiết hệ thống ISG (Integrated Starter Generator: máy phát- khởi động tích hợp), một trong những chủ đề chính của máy phát điện (electric machine) cho HV (Hybrid Vehicle: xe lai). Phần III trình bày khái niệm cơ bản về PHEVs. Việc chuyển đổi HEVs thành PHEVs có khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hiệu quả cao hơn so với sử dụng điện thuần túy. Phần IV minh họa hệ thống đẩy xe dựa trên tế bào nhiên liệu và APU (Auxiliary Power Unit: đơn vị năng lượng phụ trợ) dựa trên tế bào nhiên liệu bằng cách phân loại chung tế bào nhiên liệu theo ứng dụng ô tô. Phần V thảo luận các yêu cầu đối với thiết bị điện tử công suất, như electric machine, điều khiển không cảm biến (sensorless cotrol), HPS (High Power Semiconductors: bán dẫn công suất cao), cấu trúc liên kết chuyển mạch mới (swithcing topology), quy trình sản xuất (manufacturing process)...Tóm tắt và kết luận được trình bày trong Phần VI.
Việc chuyển đổi HEVs thành PHEVs có khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hiệu quả cao hơn so với sử dụng điện thuần túy. Phần IV minh họa hệ thống đẩy xe dựa trên tế bào nhiên liệu và APU (Auxiliary Power Unit: đơn vị năng lượng phụ trợ) dựa trên tế bào nhiên liệu bằng cách phân loại chung tế bào nhiên liệu theo ứng dụng ô tô. Phần V thảo luận các yêu cầu đối với thiết bị điện tử công suất, như electric machine, điều khiển không cảm biến (sensorless cotrol), HPS (High Power Semiconductors: bán dẫn công suất cao), cấu trúc liên kết chuyển mạch mới (swithcing topology), quy trình sản xuất (manufacturing process)...Tóm tắt và kết luận được trình bày trong Phần VI.
Power Electronics and Motor Drives in Electric, Hybrid Electric, and Plug-In Hybrid Electric Vehicles
Ali Emadi, Senior Member, IEEE, Young Joo Lee, Student Member, IEEE, and Kaushik Rajashekara, Fellow, IEEE
Abstract—With the requirements for reducing emissions and improving fuel economy, automotive companies are developing electric, hybrid electric, and plug-in hybrid electric vehicles. Power electronics is an enabling technology for the development of these environmentally friendlier vehicles and implementing the advanced electrical architectures to meet the demands for increased electric loads. In this paper, a brief review of the current trends and future vehicle strategies and the function of power electronic subsystems are described. The requirements of power electronic components and electric motor drives for the successful development of these vehicles are also presented.
Index Terms—Electric machines, electric vehicles, fuel-cell vehicles, hybrid vehicles, motor drive, plug-in hybrid vehicles, power electronics, propulsion systems, vehicle strategy.
Tóm tắt: Với các yêu cầu để giảm khí thải và tiết kiệm nhiên liệu, các công ty ô tô đang phát triển các loại xe điện (EVs – Electric Vehicles), xe điện lai (HEVs Hybrid Electric Vehicles) và PHEVs (Plug-in Hybrid Electric Vehicles). Điện tử công suất (PEs – Power Electronics) là một công nghệ cho phép phát triển xe điện thân thiện với môi trường và lắp đặt các cấu trúc điện tiên tiến để đáp ứng nhu cầu truyền tải điện tăng. Bài báo đánh giá ngắn gọn về xu hướng hiện tại và chiến lược trong tương lai của xe điện cũng như mô tả chức năng của hệ thống điện tử công suất con (PESs - Power Electronic Subsystems). Các yêu cầu về linh kiện điện tử công suất và truyền động điện (Motor Drive) cũng được trình bày.
Từ khóa: Máy điện, xe điện, xe chạy bằng pin nhiên liệu, xe lai, truyền động, xe lai cắm xạc, điện tử công suất, hệ thống đẩy, chiến lược xe.
I. Giới thiệu
Với nhu cầu ngày càng tăng đối với xe tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện với môi trường, các công ty sản xuất ô tô đang tập trung vào EVs, HEVs, PHEVs và FCVs (Fuel-Cell Vehicles: xe chạy bằng tế bào nhiên liệu). Những xe này cho phép đáp ứng nhu cầu về điện năng trong việc sử dụng ngày càng nhiều thiết bị điện tử để cải thiện hiệu suất của xe, tiết kiệm nhiên liệu, khí thải, sự thoải mái và an toàn của hành khách. Trong việc phát triển EVs, HEVs, PHEVs và FCVs, những thách thức đặt ra là phải đạt được hiệu quả cao, tăng cường độ chắc chắn, giảm kích thước và giảm chi phí trong bộ chuyển đổi điện (electric converter) và EM (Electric Machine: máy phát điện), cũng như trong các thiết bị điện tử liên quan [1], [2]. Đặc biệt, trong FCVs cần thiết một bộ PCU (Power Conditioning Unit: phần tử điều hòa công suất ???) như bộ chuyển đổi DC-DC (DC-DC Converter) để phù hợp với điện áp tế bào nhiên liệu.
Trong các ứng dụng như hệ thống lái trợ lực điện tử (steer-by-wire) và phanh trợ lực điện tử (brake-by-wire) thì động cơ phản ứng nhanh (fast-reponse motor), biến tần (inverter) và hệ thống điều khiển (control system) rất cần thiết và phải có khả năng hoạt động trong các điều kiện môi trường bất lợi. Hơn nữa, việc tích hợp bộ truyền động (actuator) với thiết bị điện tử công suất không chỉ giúp cải thiện độ tin cậy của hệ thống mà còn giảm chi phí, kích thước... Ngoài điện tử công suất, công nghệ của động cơ điện (electric motor) đóng vai trò chính trong động lực học của xe và chọn lựa loại bộ chuyển đổi năng lượng, để kiểm soát các đặc tính vận hành xe.
Bài báo này được trình bày như sau. Phần II giới thiệu và phân loại chung cho HEVs cũng như giải thích cấu hình liên hoàn và song song. Ngoài ra, phần này sẽ trình bày minh họa chi tiết hệ thống ISG (Integrated Starter Generator: máy phát- khởi động tích hợp), một trong những chủ đề chính của máy phát điện (electric machine) cho HV (Hybrid Vehicle: xe lai). Phần III trình bày khái niệm cơ bản về PHEVs. Việc chuyển đổi HEVs thành PHEVs có khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hiệu quả cao hơn so với sử dụng điện thuần túy. Phần IV minh họa hệ thống đẩy xe dựa trên tế bào nhiên liệu và APU (Auxiliary Power Unit: đơn vị năng lượng phụ trợ) dựa trên tế bào nhiên liệu bằng cách phân loại chung tế bào nhiên liệu theo ứng dụng ô tô. Phần V thảo luận các yêu cầu đối với thiết bị điện tử công suất, như electric machine, điều khiển không cảm biến (sensorless cotrol), HPS (High Power Semiconductors: bán dẫn công suất cao), cấu trúc liên kết chuyển mạch mới (swithcing topology), quy trình sản xuất (manufacturing process)...Tóm tắt và kết luận được trình bày trong Phần VI.
Việc chuyển đổi HEVs thành PHEVs có khả năng tiết kiệm nhiên liệu và hiệu quả cao hơn so với sử dụng điện thuần túy. Phần IV minh họa hệ thống đẩy xe dựa trên tế bào nhiên liệu và APU (Auxiliary Power Unit: đơn vị năng lượng phụ trợ) dựa trên tế bào nhiên liệu bằng cách phân loại chung tế bào nhiên liệu theo ứng dụng ô tô. Phần V thảo luận các yêu cầu đối với thiết bị điện tử công suất, như electric machine, điều khiển không cảm biến (sensorless cotrol), HPS (High Power Semiconductors: bán dẫn công suất cao), cấu trúc liên kết chuyển mạch mới (swithcing topology), quy trình sản xuất (manufacturing process)...Tóm tắt và kết luận được trình bày trong Phần VI.
