หน่วยควบคุมมอเตอร์รถยนต์ไฟฟ้า Pumbaa (MCU) PMC10A

ฟังก์ชั่นหลักของ MCU

ชุดควบคุมมอเตอร์เป็นศูนย์กลางการควบคุมส่วนกลางของมอเตอร์รถยนต์ไฟฟ้าซึ่งทำหน้าที่สำคัญมากมายเพื่อให้แน่ใจว่าการขับขี่ที่ราบรื่นและมีประสิทธิภาพ ฟังก์ชั่นหลักของมันคือในการแปลง DC (กระแสไฟฟ้าโดยตรง) ที่จัดทำโดยแบตเตอรี่เป็นพลังงานไฟฟ้าสามเฟส (AC) นั่นขับเคลื่อนมอเตอร์

นอกจากนี้ MCU ตรวจสอบพารามิเตอร์สำคัญเช่นอุณหภูมิกระแสและแรงดันไฟฟ้าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของมอเตอร์และป้องกันความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถควบคุมความเร็วแรงบิดและทิศทางของมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำและกำลังเอาต์พุตที่สอดคล้องกันของมอเตอร์ตามอินพุตของไดรเวอร์หรือระบบควบคุมยานพาหนะ

▎ฟังก์ชั่นหลักของชุดควบคุมมอเตอร์ (MCU) คือ: ควบคุมแรงบิดและความเร็วของมอเตอร์ควบคุม

▎เริ่ม/หยุดมอเตอร์

▎ป้องกันความล้มเหลวทางไฟฟ้า

▎ให้การป้องกันการโอเวอร์โหลด

▎เปลี่ยนทิศทางของการหมุนมอเตอร์

brak

MCU เป็นสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ทั่วไป

รูปต่อไปนี้แสดงแผนภาพสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ทั่วไปของ MCU ส่วนใหญ่ประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟวงจรตรวจจับปัจจุบันวงจรอินเวอร์เตอร์ (VSI) สามารถรับส่งสัญญาณและ MCU

▎Microcontroller MCU: อินพุตควบคุมหลักของไมโครคอนโทรลเลอร์นั้นมาจากสัญญาณสวิตช์ที่ไดรเวอร์สามารถควบคุมได้ สัญญาณสวิตช์จะกำหนดว่าวัฏจักรหน้าที่ของพัลส์ PWM จะเปลี่ยนไปอย่างไรเพื่อให้ได้ความเร็วและแรงบิดที่ต้องการ เพื่อที่จะตระหนักถึงประสิทธิภาพสูงและการควบคุมที่รวดเร็วไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถใช้การควบคุมโฟกัสได้

▎VSI (อินเวอร์เตอร์แหล่งแรงดันไฟฟ้า): ฟังก์ชั่นหลักของ VSI คือการแปลง DC เป็น AC ผ่านข้อเสนอแนะตำแหน่งของมอเตอร์ โดยทั่วไป VSI ใช้ IGBTS หกตัว อย่างไรก็ตามเพื่อปรับปรุงความสามารถในปัจจุบันของอินเวอร์เตอร์จะมีการใช้การรวมกันของ IGBT แบบขนาน มอเตอร์แรงดันไฟฟ้าต่ำ (โดยทั่วไปต่ำกว่า 100V) ใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟ็กต์ฟิลด์เมโทรคอนเดอร์ของ MOSFET

▎วงจรการตรวจจับปัจจุบัน: สำหรับกระแสไฟฟ้าของมอเตอร์เหนี่ยวนำจะใช้เซ็นเซอร์ปัจจุบันที่ใช้เอฟเฟกต์ houle โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์ปัจจุบันสองตัวถูกใช้เพื่อรับรู้กระแสสองเฟสและกระแสเฟสที่สามนั้นได้มาจากเซ็นเซอร์ทั้งสองนี้

▎กำลังไฟฟ้า: จำเป็นต้องใช้พลังงานในระดับต่าง ๆ ในการจ่ายไฟไมโครคอนโทรลเลอร์เซ็นเซอร์อุณหภูมิมอเตอร์และเซ็นเซอร์ตำแหน่ง นอกจากนี้เนื่องจากไมโครคอนโทรลเลอร์มีเซ็นเซอร์ปัจจุบันในตัวจึงต้องใช้พลังงานเพื่อให้เซ็นเซอร์เหล่านี้มีแรงดันไฟฟ้าอคติที่เหมาะสม เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้ชิ้นส่วนพลังงานจะแปลงแรงดันไฟฟ้า DC ของแบตเตอรี่เป็นแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันตามต้องการ

▎gate driver: วงจรไดรเวอร์เกทจะขยายระดับแรงดันไฟฟ้าพัลส์ PWM ที่สร้างขึ้นโดยไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อขับ IGBT

transceiver CAN CAN: ฟังก์ชั่นของตัวรับส่งสัญญาณ CAN คือการส่งและรับข้อมูลเกี่ยวกับ CAN BUS การสื่อสารระหว่าง MCU และโมดูลอื่น ๆ บนยานพาหนะนั้นเกิดขึ้นได้

MCU ทำงานอย่างไร

ไมโครคอนโทรลเลอร์ MCU มีหน้าที่รับผิดชอบในการดำเนินการอัลกอริทึมการควบคุมที่ซับซ้อนและจัดการการทำงานโดยรวมของมอเตอร์ นอกจากนี้ยังมีอินเทอร์เฟซการสื่อสารภายนอก (ส่วนใหญ่สามารถ) ที่ช่วยให้สามารถสื่อสารกับ ECU อื่น ๆ ในระบบและรับข้อมูลการควบคุมจาก VCU สัญญาณ PWM ที่สร้างโดย MCU นั้นถูกขยายโดยไดรเวอร์ GATE และใช้ในการควบคุมสวิตช์ไฟ IGBT อินเวอร์เตอร์ VSI สามารถตระหนักถึงการแปลงระหว่าง DC และ AC โดยปกติแล้ว IGBTs หกตัวที่มีสะพานครึ่งครึ่งจะใช้เพื่อตระหนักถึงการแปลงนี้และจำนวนการเชื่อมต่อแบบขนานจะเพิ่มขึ้นเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดปัจจุบันของมอเตอร์ วงจรการตรวจจับและการสุ่มตัวอย่างต่าง ๆ ให้ข้อเสนอแนะของพารามิเตอร์มอเตอร์เช่นตำแหน่ง, กระแสเฟส, อุณหภูมิ ฯลฯ เพื่อการควบคุมที่แม่นยำ

มีมอเตอร์หลายประเภทเช่น BLDC/PMSM DC มอเตอร์และมอเตอร์ AC ดังนั้นอัลกอริทึมการควบคุมมอเตอร์ที่ใช้ในยานพาหนะไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับมอเตอร์และประเภทของการควบคุม (เปิดวงหรือวงปิด)

ความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันมีดังนี้:

อนาคตของ MCU

▎ควบคุมมอเตอร์หลายตัว ด้วยการพัฒนาอุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้าอุปกรณ์ควบคุมมอเตอร์ได้ก้าวหน้าไปมาก แนวโน้มที่เกิดขึ้นใหม่คือการพัฒนาอุปกรณ์ควบคุมมอเตอร์ที่สามารถควบคุมมอเตอร์หลายตัวพร้อมกัน

▎ในมอเตอร์สำรวจฮับที่ขับเคลื่อนด้วยสองโหมดสองโหมด

▎ด้วยการปรับปรุงการบูรณาการและประสิทธิภาพของ MCU รายการวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามจะถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางใน MCU โดยทั่วไปแล้ว SIC และ GAN เมื่อเปรียบเทียบกับสวิตช์ที่ใช้ซิลิกอนแบบดั้งเดิมสวิตช์ไฟ GAN มีข้อดีของความเร็วในการสลับที่สูงขึ้นการสูญเสียพลังงานที่ลดลงและประสิทธิภาพความร้อนที่ดีขึ้น ดังนั้นอุปกรณ์ควบคุมมอเตอร์จึงมีประสิทธิภาพสูงขึ้นลดการใช้พลังงานและความหนาแน่นของพลังงานมากขึ้น ไดรเวอร์ SIC และ IGBT สามารถให้ความสามารถในการทำงานและแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือในการเรียกร้องแอปพลิเคชัน EV

▎ปัญญาชนของ MCU การเรียนรู้ของเครื่องจักรและปัญญาประดิษฐ์ใน MCU สามารถปกป้องความสมบูรณ์ของข้อมูลและลดข้อผิดพลาดของมนุษย์

ด้วยความนิยมของยานพาหนะไฟฟ้า (EV) บทบาทของชุดควบคุมมอเตอร์ (MCU) ในการปรับปรุงประสิทธิภาพ EV มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ เราเชื่อว่าด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของสถาปัตยกรรมและเทคโนโลยี MCU อนาคตของยานพาหนะไฟฟ้าจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นมีประสิทธิภาพและยั่งยืน