한 위치에서 다른 위치로 이동하는 데 필요한 에너지는 전기 자동차를 설계하는 방법을 결정합니다. . 배터리의 제약 에너지를 저장하는 것은 전기 자동차의 범위를 제한합니다. 에너지 소비에 대한 정보는 제어 전략을 결정하고 하이브리드 전기 자동차의 구성 요소를 설계하는 데 도움이 됩니다. . 모터 선택, 차량의 기계적 설계, 배터리 등급 등은 전기 자동차의 에너지 계산에 영향을 받습니다.
전기차를 한 위치에서 다른 위치로 이동시키는 에너지는 주로 다음과 같은 구성 요소를 포함합니다.
차량이 감속하거나 제동을 걸면 에너지를 회복할 가능성이 있습니다. 배터리를 충전하는 데 사용됩니다.
기본적으로 차량은 에너지를 소비하고 한 장소에서 다른 장소로 이동하는 기계적 실체입니다. 뉴턴 방정식은 차량과 관련된 힘을 계산하는 차량에 적용할 수 있습니다.
아래 그림은 움직이는 차량에 작용하는 주요 힘을 보여줍니다.
바퀴까지 차량에 작용하는 총 힘은 다음 방정식을 사용하여 얻을 수 있습니다.
어디에
–
의 중력 가속도–
의 차량 질량– 회전 저항
– 공기역학적 항력 계수
–
의 속도– 도로의 경사각
위의 방정식은 4개의 항으로 구성되며 아래에 설명되어 있습니다.
구름 저항으로 인한 마찰은 차량이 움직일 때 타이어에 작용합니다. 마찰 계수 곱하기 바퀴가 구르는 표면에 작용하는 수직력으로 정의됩니다. 힘의 크기는 구름 마찰 계수, 질량 및 중력 가속도에 따라 달라집니다.
공기역학적 항력은 차량이 주행할 때 전방을 차단하는 공기를 밀어 공기 마찰을 극복하기 위해 차량에 가해지는 힘입니다. 차량의 형태, 정면 면적, 공기역학적 항력 계수 및 차량의 속도가 힘에 영향을 미칩니다.
차량을 가속시키는 힘은 차량의 질량과 가속도에 비례합니다. 차량이 가속되면 그림이 떠오를 것입니다. 차량이 감속하면 이 힘은 음수가 되고 관련된 에너지는 차량을 정지시키기 위해 제동 시스템에서 소산됩니다. 이 에너지는 회생 제동으로 배터리에 저장할 수 있습니다. .
도로 등급이 평평한 것으로 가정되면(θ =0) 방정식에서 마지막 항을 제거하고 첫 번째 항도 수정합니다. 그러면 차량의 바퀴에 필요한 힘을 계산하기 위한 단순화된 방정식은 다음과 같습니다.
위의 방정식은 평평한 도로의 주행 사이클에 가장 적합합니다.
힘과 속도의 곱은 차량의 순간 전력 요구 사항을 초래합니다. 차량을 움직이는 힘, 동력 및 에너지를 계산하려면 매 순간 차량의 속도에 대한 지식이 필요합니다. 여기서 차량의 속도 대 시간 그래프인 주행 사이클이 그 역할을 합니다. 도로의 기울기와 같은 데이터도 주행 주기에 통합됩니다.
"운전 사이클이란 무엇이며 EV 시뮬레이션을 위한 사이클을 개발하는 방법은 무엇입니까? "
주행 사이클의 도움으로 차량의 바퀴에 필요한 동력이 계산됩니다. 그리고 시간 적분은 주어진 주행 주기에서 차량을 움직이는 데 필요한 에너지 소비를 제공합니다.
후방 계산을 사용하여 바퀴에서 시작하여 배터리까지 차량의 각 단계의 에너지 소비가 계산됩니다. 먼저 주어진 주행 주기 동안 바퀴까지의 에너지 소비는 위에서 설명한 대로 계산됩니다. 배터리는 전기 자동차의 바퀴에 필요한 에너지를 공급하는 역할을 합니다. 기존 차량에서는 내연 기관이 그 역할을 합니다.
바퀴에 대한 요구 사항과 함께 배터리는 기어, 모터, 인버터 및 배터리의 손실을 충족합니다.
전기 자동차 모터에 대해 자세히 알아보기
위에서 언급한 요소의 수학적 모델은 손실 계산에 사용할 수 있습니다. 시뮬레이션 소프트웨어는 차량 시뮬레이션을 위한 모델을 제공하거나 전기 자동차용 인버터, 모터 및 배터리 모델을 개발할 수 있습니다.
인버터 효율은 부하에 따른 변화가 크지 않기 때문에 계산 시 수학적 복잡성을 줄이기 위한 가정을 할 수 있습니다. 모터, 인버터, 배터리 및 휠의 효율에 대해 합리적인 값을 가정하면 정확도가 감소하여 수용 가능한 결과를 얻을 수 있습니다.
배터리 용량 선택, 전력 전자 부품의 정격, 공기역학적 항력을 최소화하기 위한 기계적 설계 최적화 등은 전기 자동차 에너지 계산의 몇 가지 장점입니다.
