PUMBAA Контролер за двигател на електрически превозни средства (MCU) PMC32A

Контролерът на двигателя е управляващото устройство, което управлява двигателя, за да задвижва цялото превозно средство, и принадлежи към основните компоненти на електрическите превозни средства. Контролерът на двигателя има CAN комуникационна функция, защита от свръхток, защита от претоварване, защита от ниско напрежение, защита от пренапрежение, защита от загуба на фаза, обратна връзка за енергия, ограничение на мощността, блокировка при високо напрежение, докладване на неизправности и други функции. Технологията на контролерите на двигателя е сравнително зряла в момента и се отличава с висока интеграция, висока плътност на мощността, дълъг живот, стабилна мощност и др.

Устройството за управление на електродвигателя се състои от инвертор и контролер. Инверторът получава постоянния ток, доставен от батерията, и го преобразува в трифазен променлив ток, за да захранва двигателя на автомобила. След това контролерът на електродвигателя получава сигнали, като например скоростта на двигателя, и ги подава обратно към устройството. При спиране или ускорение честотата на контролера на електродвигателя се увеличава или намалява, като по този начин се постига ускорение или забавяне.

Електрическите превозни средства (EV) се очертават като предпочитан начин на транспорт, предлагайки устойчива и екологична алтернатива на традиционните превозни средства с двигатели с вътрешно горене. В рамките на сложната екосистема от електрически превозни средства, множество електронни управляващи блокове (ECU) играят ключова роля за осигуряване на ефективна работа. Сред тях, управляващият блок на двигателя (MCU) се откроява като ключов ECU, служещ като „мозъка“ зад производителността на двигателя. В тази подробна статия ние изследваме света на управляващите блокове на двигателя, като разглеждаме техните функции, компоненти и най-новите тенденции, оформящи пейзажа на автомобилните MCU.

​Устройство за управление на автомобилни двигатели (MCU): Основни технологии и бъдещи тенденции​

Възходът на електрическите превозни средства доведе до търсене на високоефективно управление на двигателя, като микроконтролерът (MCU) се очертава като централен електронен компонент, който пряко влияе върху производителността на превозното средство и енергийната ефективност.

Видове двигатели и основи на микроконтролерите

Основните електрически двигатели включват безчеткови DC (BLDC) двигатели и синхронни двигатели с постоянни магнити (PMSM). BLDC двигателите, характеризиращи се с прости структури и минимална поддръжка, често се използват в триколки. PMSM двигателите, с по-висока плътност на мощността, са предпочитани за двуколесни и четириколесни превозни средства. В основата си, MCU преобразува постоянния ток (DC) от батерията в трифазен променлив ток (AC), за да задвижва двигателя. Той също така следи критични параметри като температура, ток и напрежение, за да оптимизира производителността и да предотврати повреди, като същевременно регулира скоростта, въртящия момент и посоката на двигателя въз основа на входните данни на водача или системата за управление на превозното средство.

Функции и компоненти на блока за управление на двигателя

Като централен хъб за управление на двигателя, микроконтролерът (MCU) изпълнява множество жизненоважни функции, за да осигури безпроблемна и ефективна работа. Основната му отговорност е да преобразува постоянния ток от батерията в трифазен променлив ток за задвижващия двигател. Освен това, той следи ключови параметри (температура, ток, напрежение), за да подобри производителността и да предотврати потенциални повреди, и регулира скоростта, въртящия момент и посоката на двигателя в отговор на команди от водача или управлението на превозното средство.

Техническа архитектура и стимулиране на иновациите

Хардуерът на MCU е съсредоточен около микроконтролер, интегриращ драйвери за гейтове, захранващи MOSFET/SiC/IGBT устройства и вериги за обратна връзка от сензори. От страна на софтуера, той се придържа към стандарти за безопасност като ISO 26262 и използва многопластов дизайн за разделяне на функциите за управление на двигателя и комуникация. Полево-ориентирано управление (FOC) – широко разпространена технология за задвижване – оптимизира изходния въртящ момент на двигателя чрез максимизиране на ортогоналните компоненти на вектора на потока (d/q-ос). Въпреки че FOC изисква по-висока изчислителна мощност, то значително подобрява ефективността, намалява загубите на енергия и подобрява цялостната производителност на системата.

​Гранични тенденции​

· Ефективно възстановяване на енергията: Технологията за регенеративно спиране преобразува кинетичната енергия по време на забавяне в електрическа енергия, съхранявайки я в батерията, за да удължи пробега.

· Многомоторна координация: Висококачествените автомобили все по-често приемат многомоторни конфигурации, разчитайки на усъвършенствани алгоритми за прецизно разпределение на въртящия момент и подобрен контрол на сцеплението.

· Технологичен напредък: Платформата за напрежение 48V набира скорост, с бъдещи преходи към по-високи напрежения за повишаване на ефективността. Зоналните архитектури водят до по-голяма интеграция на микроконтролери, докато устройствата от галиев нитрид (GaN) и силициев карбид (SiC) позволяват по-ниски загуби и по-висока плътност на мощността.

Заключение

С нарастването на приемането на електромобилите, блокът за управление на двигателя става все по-важен за революционизирането на производителността им. Автомобилният микроконтролер служи като движеща сила зад електрическите двигатели, осигурявайки оптимална производителност и ефективност. С непрекъснатите подобрения в архитектурата и технологиите на микроконтролерите – включително иновации като приемането на GaC и SiC – бъдещите електромобили ще бъдат по-ефективни, мощни и устойчиви. Anbian, със своя надежден инженерен екип и обширна партньорска екосистема, доставя блокове за управление на двигателя за електромобили в различни категории мощност с убедителна стойност.