ईवी के लिए मोटर पावर और टॉर्क का चयन कैसे करें

इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) में उपयोग किए जाने वाले मोटर पावर और टॉर्क का निर्धारण ईवी डिजाइन करते समय सबसे महत्वपूर्ण चरणों में से एक है। एक छोटा मोटर खराब त्वरण, ओवरहीटिंग और कम विश्वसनीयता का कारण बनेगा, जबकि एक बड़ा मोटर लागत, वजन और ऊर्जा की खपत बढ़ाएगा।इस लेख का उद्देश्य ईवी के इंजीनियरों और निर्माताओं को उनके ईवी के लिए उपयुक्त मात्रा में पावर और टॉर्क का सटीक रूप से निर्धारण करने में मदद करना है, साथ ही इन मात्राओं को निर्धारित करने में शामिल विभिन्न कारकों को कवर करना है।पावर और टॉर्क के बीच कार्यात्मक अंतर को समझना

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बहुत महत्वपूर्ण: ईवी के लिए मोटर का सटीक रूप से चयन करने के लिए, मोटर्स के संबंध में पावर और टॉर्क के बीच कार्यात्मक अंतर को समझना महत्वपूर्ण है। सबसे सरल अर्थों में:

(1) टॉर्क मोटर द्वारा उत्पन्न की जा सकने वाली घूर्णी बल की मात्रा को संदर्भित करता है। यह सीधे निम्नलिखित को प्रभावित करता है:त्वरण (वह गति जिस पर कोई वाहन अपनी अधिकतम गति तक पहुँच सकता है)

पहाड़ी पर चढ़ने की क्षमता या "ग्रेडिएबिलिटी"

भार ले जाने की क्षमता।

(2) पावर इस बात को संदर्भित करती है कि टॉर्क कितनी जल्दी (समय के साथ) उत्पन्न किया जा सकता है।

यह मुख्य रूप से प्रभावित करता है:

शीर्ष गति

निरंतर ड्राइविंग प्रदर्शन

उच्च गति राजमार्ग ड्राइविंग स्थितियों में संचालन की क्षमता।

ईवी में टॉर्क और पावर का सबसे आम अनुप्रयोग यह है कि टॉर्क मुख्य रूप से कम वाहन गति पर प्रदर्शन को प्रभावित करता है; जबकि, पावर उच्च वाहन गति पर प्रदर्शन को प्रभावित करती है।

चरण 1: वाहन अनुप्रयोग और ड्यूटी चक्र का निर्धारण करें

ईवी के लिए मोटर का चयन करते समय, पहला कदम उस ईवी के इच्छित अनुप्रयोग को स्पष्ट रूप से परिभाषित करना है जिसके लिए आप मोटर का उपयोग करने का इरादा रखते हैं।

ऐसा करने के लिए, आपको कई प्रमुख प्रश्नों का उत्तर देना चाहिए:

क्या इस ईवी का मुख्य रूप से शहरी आवागमन के लिए या लंबी दूरी की यात्रा के लिए उपयोग किया जाएगा?

क्या ईवी भारी भार ले जाएगा या क्या यह ईवी मुख्य रूप से केवल बिना लोड के संचालित होगा?

क्या इस ईवी को बड़ी संख्या में स्टार्ट और स्टॉप ऑपरेशन का अनुभव होगा?

क्या ईवी को केवल समतल सतहों पर संचालित होना है, या खड़ी ढलानों पर चढ़ना है?

सभी ईवी प्रकारों (यात्री कारें, इलेक्ट्रिक फोर्कलिफ्ट, गोल्फ कार्ट, एजीवी, उपयोगिता वाहन, आदि) की अलग-अलग टॉर्क और पावर आवश्यकताएं होती हैं, भले ही वे समान गति पर संचालित हों।

चरण 2: व्हील टॉर्क की आवश्यकता की गणना करें

मोटर टॉर्क मुख्य रूप से उन प्रतिरोध बलों द्वारा निर्धारित किया जाता है जो वाहन के पहियों पर कार्य करेंगे, जिनमें शामिल हो सकते हैं:

रोलिंग प्रतिरोध

एयरोडायनामिक ड्रैग

ग्रेड प्रतिरोध (ढलान)

त्वरण बल

कम गति की शुरुआत में, व्हील टॉर्क की मांग सबसे अधिक होती है। मोटर को इन बलों को सबसे खराब स्थिति में दूर करने के लिए आवश्यक टॉर्क की मात्रा (यदि लागू हो तो गियरबॉक्स के उपयोग के माध्यम से किसी भी आवश्यक कमी के बाद) प्रदान करनी चाहिए।

उद्योग में संचालित होने वाले अधिकांश ईवी (जैसे विनिर्माण या वितरण अनुप्रयोगों में) को गोल्फ कार्ट और एजीवी (स्वचालित निर्देशित वाहन) जैसे अन्य ईवी की तुलना में अधिक शुरुआती टॉर्क प्रदान करने की आवश्यकता होती है।

चरण 3: त्वरण और चढ़ाई क्षमता के लिए आवश्यक लक्ष्यों की गणना करें

त्वरण प्रदर्शन और चढ़ाई क्षमता दोनों का ईवी में टॉर्क प्रदर्शन क्षमता निर्धारित करने के लिए पृथ्वी-उत्सर्जित टॉर्क का उपयोग करते समय टॉर्क चयन पर एक बड़ा प्रभाव पड़ता है।

त्वरण और पहाड़ी चढ़ाई क्षमताओं का निर्धारण करते समय, आपको निम्नलिखित मानदंडों पर विचार करना चाहिए:

अधिकतम त्वरण प्राप्त करने के लिए वांछित समय (अर्थात, 0-30 किमी/घंटा)

अधिकतम ढलान जिस पर ईवी द्वारा चढ़ना आवश्यक है

पूरी तरह से लोड होने पर वाहन का द्रव्यमान।

उच्च परिमाण के टॉर्क का उपयोग करने से निम्नलिखित लाभ मिलते हैं:

महान त्वरण प्रतिक्रिया

रैंप और ढलानों पर स्थिर संचालन

ईवी के ड्राइवट्रेन (ड्राइव ट्रेन घटकों) पर तनाव कम हुआ

सामान्य तौर पर, वाणिज्यिक और औद्योगिक ईवी डिजाइन करते समय, निरंतर टॉर्क क्षमता अल्पकालिक पीक टॉर्क क्षमता से अधिक महत्वपूर्ण होती है।

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वाहन की गति और निरंतर परिचालन स्थितियाँ। वाहन की गति के साथ पावर की आवश्यकताएं बढ़ती हैं क्योंकि:

एयरोडायनामिक ड्रैग गति के साथ बढ़ता हैक्रूजिंग गति पर वाहन का निरंतर भार

उच्चतम पावर मांग उच्च गति के साथ मेल खाती है, जबकि उच्चतम टॉर्क मांग कम गति के साथ मेल खाती है।

सबसे महत्वपूर्ण कारकों को निर्धारित करने वाले कारक

आवश्यक मोटर पावर और टॉर्क की गणना करते समय, विचार करने के लिए कई कारक हैं जिनमें शामिल हैं:

वाहन की अधिकतम गति

अधिकतम गति पर समय की अवधि

मोटर की थर्मल सीमाएं

ठीक से आकार का माना जाने के लिए, मोटर को वाहन की सबसे लगातार ड्राइविंग गति पर सबसे अधिक कुशलता से संचालित होना चाहिए और न कि केवल अपने चरम आउटपुट पर।

गियर अनुपात और ड्राइवलाइन लेआउट

जब तक सभी ड्राइवलाइन घटकों पर विचार नहीं किया जाता है, तब तक मोटर की पावर और टॉर्क निर्धारित नहीं किया जा सकता है। ड्राइवलाइन लेआउट डिजाइन में निम्नलिखित पर विचार किया जाना चाहिए:

एकल-गति या बहु-गति गियरबॉक्स का उपयोग करना है या नहीं

प्रत्यक्ष ड्राइव या कमी है या नहीं

डिफरेंशियल और एक्सल की दक्षता

गियर अनुपात की गणना करते समय, एक ठीक से आकार का मोटर पर्याप्त व्हील टॉर्क प्रदान करता है और हर ऑपरेटिंग रेंज में बेहतर उपयोग किया जा सकता है। गियर अनुपात को अनुकूलित करके, ईवी डिजाइन प्रदर्शन को बनाए रखते हुए मोटर के भौतिक आकार को कम कर सकते हैं।

निरंतर बनाम पीक रेटिंग

अधिकांश ईवी मोटर प्रकार पीक (अल्पकालिक) और निरंतर (थर्मल सीमित) दोनों पहलुओं में अच्छा प्रदर्शन कर सकते हैं। सामान्य रूप से संचालन करते समय मोटर की विश्वसनीयता और स्थायित्व निर्धारित करने के लिए निरंतर रेटिंग का विश्लेषण आवश्यक है। निरंतर पावर और टॉर्क रेटिंग दीर्घकालिक प्रदर्शन का आश्वासन प्रदान करेगी; पीक पावर और टॉर्क मान आमतौर पर त्वरण या संचालन में तेजी से परिवर्तन की घटनाओं के दौरान लागू होते हैं।

यदि कोई इलेक्ट्रिक वाहन डिजाइनर चयन करते समय केवल मोटर की पीक रेटिंग का उपयोग करता है, तो डिजाइनर निरंतर रेटिंग को गलत गणना कर सकता है। इससे ओवरहीटिंग और कुछ मामलों में व्यापक क्षति या सामान्य जीवन से कम हो सकता है।

मोटर विनिर्देश नियंत्रण रणनीति के साथ मेल खाते हैं

मोटर नियंत्रक और नियंत्रण रणनीति सीधे प्रभावित करेगी कि मोटर से कितना उपयोगी टॉर्क और पावर प्राप्त किया जाता है। ध्यान में रखने वाली वस्तुएं हैं:

फील्ड कमजोर करने की क्षमताएं

टॉर्क नियंत्रण की सटीकता

पुनर्योजी ब्रेकिंग क्षमता

इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) आमतौर पर टॉर्क, पावर, दक्षता और थर्मल प्रदर्शन को प्रबंधित करने के लिए चौड़ी गति रेंज मोटर डिजाइन और उन्नत नियंत्रण एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं।

सामान्य मोटर चयन त्रुटियां

ईवी डिजाइनरों द्वारा इलेक्ट्रिक मोटर का चयन करते समय की जाने वाली सामान्य त्रुटियों में शामिल हैं:

ओवर-साइज्ड या मोटर की पावर के लिए आकार का नहीं; यह ड्यूटी चक्रों के लिए लेखांकन न करने का कारण बनेगा।

निरंतर टॉर्क आवश्यकताओं को अनदेखा करना।

पहिए पर उपयोगी टॉर्क के बजाय पीक टॉर्क संख्याओं का उपयोग करना।

यह निर्धारित करने में विफल होना कि मोटर किस प्रकार के ड्राइवलाइन से जुड़ा है।

इन प्रकार की गलतियों से बचकर, डिजाइनर विद्युत प्रणाली की दक्षता बढ़ा सकते हैं और बदले में वाहन की कुल लागत कम कर सकते हैं।

निष्कर्ष

इलेक्ट्रिक मोटर की पावर और टॉर्क पर निर्णय लेना एक सिस्टम-स्तरीय इंजीनियरिंग निर्णय है और इसके लिए केवल एक पैरामीटर के चयन से अधिक की आवश्यकता होती है। सही मोटर पावर और टॉर्क चयन में निम्नलिखित पर विचार किया जाना चाहिए:

वाहन का उपयोग कैसे किया जाएगा और उसका ऑपरेटिंग वातावरण

कम गति संचालन और लोड क्षमता दोनों के लिए किस स्तर के टॉर्क की आवश्यकता होगी

क्रूज गति बनाए रखने के लिए कितनी पावर की आवश्यकता होगी

सभी ड्राइवलाइन घटकों, नियंत्रण रणनीति और थर्मल सीमाओं सहित समग्र संचालन।

इन कारकों के संतुलन के माध्यम से, इलेक्ट्रिक वाहन डिजाइनर एक इष्टतम प्रदर्शन करने वाले इलेक्ट्रिक वाहन बनाने के लिए चर का सबसे अच्छा उपयोग कर सकता है जिसमें बेहतर दक्षता, विश्वसनीयता और लागत विशेषताएं हैं।