وحدة تحكم محرك المركبات الكهربائية بومبا (MCU) PMC10A

الوظائف الرئيسية لـ MCU

وحدة التحكم في المحرك هي مركز التحكم المركزي لمحرك المركبات الكهربائية ، والذي يؤدي العديد من الوظائف المهمة لضمان قيادة سلسة وفعالة. وظيفتها الرئيسية هيلتحويل DC (التيار المباشر) المقدمة من البطارية إلى الطاقة الكهربائية ثلاثية الطور (AC) هذا يدفع المحرك.

بالإضافة إلى ذلك ، تراقب MCU المعلمات الرئيسية مثل درجة الحرارة والتيار والجهد لتحسين أداء المحرك ومنع الفشل المحتمل. كما يمكن أن تتحكم بدقة في سرعة وعزم الدوران واتجاه المحرك وطاقة الخرج المقابلة للمحرك وفقًا لإدخال السائق أو نظام التحكم في السيارة.

▎ الوظائف الرئيسية لوحدة التحكم في المحرك (MCU) هي: التحكم في عزم الدوران والسرعة

▎ بدء/إيقاف المحرك

الفشل الكهربائي المحدد

▎ حماية الحمل الزائد

▎ شاهد اتجاه دوران المحرك

brake التنكسية

MCU هي بنية أجهزة نموذجية

يوضح الشكل التالي مخطط بنية الأجهزة النموذجية لـ MCU. وهي تتألف بشكل أساسي من إمدادات الطاقة ، ودائرة الكشف الحالية ، ودائرة العاكس (VSI) ، يمكن أن تستجيب و MCU.

MCU MCU: إدخال التحكم الرئيسي في متحكم microcontroller نفسه يأتي من إشارة التبديل التي يمكن للسائق التحكم فيها. ستحدد إشارة التبديل كيف تتغير دورة عمل نبض PWM للحصول على السرعة وعزم الدوران المطلوبين. من أجل إدراك الكفاءة العالية والتحكم السريع ، يمكن لمكافحة متحكم تنفيذ التحكم في FOC.

▎VSI (عاكس مصدر الجهد): تتمثل الوظيفة الرئيسية لـ VSI في تحويل DC إلى AC عبر ملاحظات الموضع للمحرك. بشكل عام ، يستخدم VSI ستة IGBTs. ومع ذلك ، من أجل تحسين القدرة الحالية للعاكس ، سيتم أيضًا استخدام المزيج الموازي من IGBTs. تستخدم محركات الجهد المنخفض (عادة أقل من 100 فولت) MOSFET (ترانزستور مؤثر أشباه الموصلات من أكسيد المعادن) ، في حين تستخدم محركات الجهد العالي مفاتيح طاقة GAN وبرامج ترانزستور ثنائي القطب المعزول للسيليكون (SIC).

▎ دائرة الكشف عن التيار: بالنسبة لتيار مرحلة المحرك التعريفي ، يتم استخدام مستشعر تيار يعتمد على تأثير Houle. بشكل عام ، يتم استخدام مستشعرين حاليين لاستشعار التيار ثنائي الطور ، ويتم اشتقاق تيار الطور الثالث من هذين المستشعرين.

▎power: هناك حاجة إلى مستويات مختلفة من الطاقة لتشغيل متحكمها ، وأجهزة استشعار درجة حرارة المحرك ، وأجهزة استشعار الموضع. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن متحكم يحتوي على أجهزة استشعار حديثة مدمجة ، فإن الطاقة مطلوبة لتزويد هذه المستشعرات بجهد التحيز المناسب. لتلبية هذه المتطلبات ، يقوم جزء الطاقة بتحويل جهد التيار المستمر للبطارية إلى فولتية مختلفة حسب الحاجة.

▎ Gate Driver: تضخّم دائرة برنامج تشغيل البوابة مستوى جهد نبض PWM الناتج عن متحكم لقيادة IGBT.

▎can جهاز الإرسال والاستقبال: وظيفة Can Transceiver هي نقل وتلقي البيانات على ناقل CAN. يتم تحقيق التواصل بين MCU ووحدات أخرى على السيارة.

كيف يعمل MCU

يتحكم Micu MCU المسؤول عن تنفيذ خوارزميات التحكم المعقدة وإدارة التشغيل العام للمحرك. كما يوفر واجهة اتصال خارجية (يمكن بشكل أساسي) تمكنها من التواصل مع وحدة التحكم الإلكترونية الأخرى في النظام والحصول على معلومات التحكم من VCU. يتم تضخيم إشارة PWM التي تم إنشاؤها بواسطة MCU بواسطة برنامج تشغيل GATE ويستخدم للتحكم في مفتاح الطاقة IGBT. العاكس VSI يمكن أن يدرك التحويل بين DC و AC. عادةً ما يتم استخدام ستة IGBTs مع ثلاثة جسور نصفية لتحقيق هذا التحويل ، ويتم زيادة عدد الاتصالات المتوازية لتلبية المتطلبات الحالية للمحرك. توفر دوائر الكشف وأخذ العينات المختلفة ملاحظات عن المعلمات الحركية ، مثل الموضع ، والتيار الطور ، ودرجة الحرارة ، وما إلى ذلك ، للتحكم الدقيق.

هناك العديد من أنواع المحركات ، مثل محرك BLDC/PMSM DC ومحرك AC. لذلك ، تعتمد خوارزمية التحكم في المحرك المستخدمة في السيارات الكهربائية على المحرك ونوع التحكم (الحلقة المفتوحة أو الحلقة المغلقة).

العلاقات المقابلة هي كما يلي:

مستقبل MCU

control محركات متعددة. مع تطوير صناعة السيارات الكهربائية ، أحرزت أجهزة التحكم في المحركات تقدمًا كبيرًا. الاتجاه الناشئ هو تطوير أجهزة التحكم في المحركات التي يمكنها التحكم في محركات متعددة في وقت واحد.

▎ في المحرك ، استكشف وضعين يحركهم المحور ووسط القيادة.

▎ مع تحسين تكامل وكفاءة MCU ، سيتم استخدام قائمة الجيل الثالث من مواد أشباه الموصلات على نطاق واسع في MCU ، وعادة ما تكون SIC و GAN. بالمقارنة مع المحولات التقليدية القائمة على السيليكون ، فإن مفاتيح الطاقة GAN لها مزايا سرعة التبديل العالية ، وفقدان الطاقة المنخفضة وأداء حراري أفضل. لذلك ، فإن جهاز التحكم في المحرك لديه كفاءة أعلى ، وانخفاض استهلاك الطاقة وكثافة الطاقة أكبر. يمكن أن توفر برامج تشغيل SIC و IGBT قدرات أعلى من درجة حرارة التشغيل والجهد لتحسين الأداء والموثوقية في تطبيقات EV المتطلبة.

▎ مثقلة MCU. يمكن للتعلم الآلي والذكاء الاصطناعي في MCU حماية سلامة البيانات وتقليل الخطأ البشري.

مع تعميم السيارة الكهربائية (EV) ، يصبح دور وحدة التحكم في المحرك (MCU) في تحسين أداء EV أكثر فأكثر. نحن نعتقد أنه مع التقدم المستمر في الهندسة المعمارية والتكنولوجيا MCU ، سيكون مستقبل السيارات الكهربائية أكثر كفاءة وقوة واستدامة.