PUMBAA Электр унаасынын кыймылдаткычын башкаруу блогу (MCU) PMC10A

Автоунаа кыймылдаткычын башкаруунун өзгөчөлүктөрү:

(1) Жогорку көрсөткүчтөр: контроллер төмөнкү ылдамдыкта жогорку ашыкча жүктөм кубаттуулугуна (адатта номиналдык токтун эки эседен ашык) жана жогорку ылдамдыкта кеңири алсыз магниттик туруктуу машина кубаттуулугуна ээ.

(2) Жогорку момент: Баштапкы момент чоң болгондо, контроллер төмөнкү ылдамдыкта чоңураак ток чыгарышы керек.

(3) Чоң ылдамдык: Жогорку ылдамдык диапазонунда, жетектөөчү система чоңураак туруктуу кубаттуулук аймагын талап кылат, ошондуктан контроллердин күчтүү жана алсыз магниттик мүмкүнчүлүгү болушу керек.

(4) Жогорку натыйжалуулук: Жаңы энергия менен иштеген унаалардын энергиясы баалуу жана жетектөөчү системанын натыйжалуулугу диапазонго түздөн-түз таасир этет, андыктан жетектөөчү системанын жоголушун минималдаштыруу үчүн жетектөөчү системанын жогорку натыйжалуулугу талап кылынат.

Киришүү: Электр унааларынын (ЭУ) "үч электрдик системаларынын" (батарея, мотор, электрдик башкаруу) арасында, моторду башкаруу блогу (MCU) - ошондой эле моторду башкаруучу деп да аталат - "кубат мээси" деп аталат. Так командир катары иш алып баруу менен, ал батареянын электр энергиясын мотордун механикалык энергиясына айландырат, унаанын жүрүү аралыгын, кубаттуулук реакциясын жана айдоо тажрыйбасын түздөн-түз аныктайт. Бул макалада Tesla жана BYD сыяктуу алдыңкы автоунаа өндүрүүчүлөрдүн аппараттык түзүлүшүн, иштөө принциптерин жана техникалык тажрыйбаларын изилдөө менен бул негизги компоненттин "техникалык сырсөзү" чечмеленет.

I. Моторду башкаруучу: Электр унаанын "күчтүү мээси"

Моторду башкаруучу (кыскартылган түрдө "электрдик башкаруу" деп аталат) электр жетектөөчү системанын борбордук түйүнү болуп саналат, ал батареяны, моторду, сенсорлорду жана жогорку деңгээлдеги системаларды (мисалы, Батареяны башкаруу системасы (BMS) жана Автономдук айдоо системасы (ADS)) туташтыруу үчүн жооптуу. Анын негизги баалуулугу үч негизги багытта чагылдырылат:

· Натыйжалуулукту оптималдаштыруу: Мотордун иштешин так башкаруу менен (мисалы, талаага багытталган башкаруу (FOC)), ал мотордун натыйжалуулугун 97% дан ашыкка чейин жогорулатат.

​·Күчкө жооп: Ылдамдануу/тормоздоо иштешин оптималдаштыруу үчүн миллисекунддук деңгээлдеги моментти жөндөөнү иштетет (мисалы, Tesla Model 3түн 0,1 секунддук жообу).

· Коопсуздукту камсыз кылуу: Температура жана ток сыяктуу параметрлерди көзөмөлдөйт, кырсыктардын алдын алуу үчүн коргоочу механизмдерди (мисалы, ысып кетүүдөн өчүрүү) иштетет.

Маалыматтар көрсөткөндөй, жогорку өндүрүмдүү мотор контроллерлери электромобилдердин жүрүү диапазонун 5%-15% га чейин жакшырта алат, кубаттуулукка жооп кайтарууну 0,2-0,5 секундага тездете алат жана "кош көмүртек" максаттарынын алкагында электромобилдер технологиясы үчүн негизги өбөлгө түзүүчү катары кызмат кыла алат.

(Иштөө принцибинин диаграммасы)

II. Мотор контроллеринин аппараттык түзүлүшү: Чиптерден интерфейстерге чейинки "Нейрон тармагы"

Моторду башкаруучунун аппараттык дизайны "эсептөө кубаттуулугун, ишенимдүүлүгүн жана баасын" тең салмактап турушу керек, анын ичинде негизги башкаруу чипи, сенсордук интерфейстер, байланыш модулдары, кубаттуулукту башкаруу блогу (PMU) жана муздатуу системасы бар негизги компоненттер (1-сүрөттү караңыз).

2.1 Негизги башкаруу чипи: Контроллердин "мээ чипи"
Негизги башкаруу чипи мотор контроллеринин өзөгү болуп саналат, ал анын эсептөө кубаттуулугун жана башкаруунун тактыгын аныктайт.

2.2 Сенсордук интерфейстер: "Физикалык дүйнөнү" байланыштырган көпүрөлөр
Моторду башкаруучу сенсорлор аркылуу реалдуу убакыт режиминде унаанын абалы жөнүндө маалыматтарды алышы керек, анын ичинде жалпы интерфейстер бар:
​·Ток сенсорлору: Моментти жана кубаттуулукту эсептөө үчүн кыймылдаткычтын фазасындагы тогун көзөмөлдөңүз (тактык ±0,5%).
· Позиция сенсорлору: синхрондуу кыймылдаткычтын иштешин камсыз кылуу үчүн ротордун абалын (тактыгы ±0,1°) баалоо үчүн, мисалы, чечүүчү жана коддогучтар.
· Температура сенсорлору: PT100 платина резисторлору же NTC термисторлору мотордун/контроллердин температурасын көзөмөлдөйт (тактыгы ±1°C).
Чыңалуу сенсорлору: Ашыкча заряддоонун/ашыкча заряддоонун алдын алуу үчүн батарейканын чыңалышын (тактыгы ±0.1 В) көзөмөлдөңүз.

2.3 Байланыш модулдары: "Унаа-булут интеграциясынын" ачкычы
Моторду башкаруучу түзүлүш унаанын башка системалары менен төмөнкү протоколдор аркылуу байланышат:
CAN шинасы: Маалыматтарды (мисалы, кубаттоо абалы (SOC), ылдамдык, ката коддору) 500 кбит/секундага жеткирүү үчүн BMS (батареяны башкаруу), ADS (автономдуу айдоо) жана аспаптар кластерин туташтырат.
· Ethernet: HD камералар жана LiDAR сыяктуу сенсорлор үчүн 1 Гбит/сек ылдамдыкта жогорку ылдамдыктагы маалыматтарды берүүнү камсыз кылат.
Зымсыз байланыш: OTA жаңыртууларын колдойт (мисалы, Tesla кыймылдаткычты башкаруу алгоритмдерин жаңыртуу үчүн 4G/5G колдонот).

(MCU)

III. Келечектеги тенденциялар: Мотор контроллерлерин "интеллектуалдаштыруу" жана "интеграциялоо"

Электр унаалары "акылдуу мобилдүүлүк терминалдарына" айланган сайын, мотор контроллерлорунун функциялары жана иштеши жакшыра берет. Үч негизги тенденция көңүл бурууга арзыйт:

3.1 Интеграция: "Көп домендик биригүү" Бирдиктүү Дизайн

Салттуу мотор контроллерлери, инверторлор жана сенсорлор өз алдынча компоненттер болуп саналат (көлөмдүү жана кымбат). Келечектеги мотор контроллерлери интеграцияга төмөнкүлөр аркылуу жетишет:

​·SoC + Инвертордук интеграция: Мотор контроллерин инвертордук IGBT/SiC түзмөктөрү менен бир чипке бириктирүү (мисалы, Tesla компаниясынын "үчөө бирде" электрдик жетектөөчү системасы), көлөмдү 40% га жана чыгымды 25% га азайтуу.

· Орнотулган сенсорлор: Тышкы зымдарды азайтуу үчүн (иштебей калуу көрсөткүчүн 30% га төмөндөтүү) кыймылдаткыч контроллерине температура жана ток сенсорлорун (мисалы, ADI'нин ADuCM410) интеграциялоо.

3.2 Жогорку натыйжалуулук: 800V жогорку чыңалуудагы платформалар жана кең тилкелүү түзмөктөр

800V жогорку чыңалуудагы платформалар (мисалы, Porsche Taycan, XPeng G9) зымдардын жоготууларын минималдаштыруу үчүн токту азайтат (I=P/UI = P/UI=P/U аркылуу). Кең тилкелүү түзүлүштөрдү (мисалы, SiC MOSFET) колдонуу мотор контроллеринин натыйжалуулугун жогорулатат (SiC түзүлүштөрүндө кремний негизиндеги IGBTлерге караганда өткөрүмдүүлүк жоготуулары 50% төмөн), электр жетегинин натыйжалуулугун 98% дан ашырат (мисалы, Huawei DriveONE мотор контроллери 98,5% эң жогорку натыйжалуулукка жетет).

3.3 Интеллектуалдаштыруу: Автономдук айдоо менен биргелешип эволюция

Мотордун контроллерлери "кабылдоо-чечим-аткаруу" циклин жабуу үчүн Автономдук Айдоо Системалары (ADS) менен терең интеграцияланат:

​·Кабылдоо синергиясы: Кыймылдаткычтын моментинин чыгышын алдын ала тууралоо жана күтүүсүз ылдамданууну болтурбоо үчүн ADSтин "айдоо ниетин" кабыл алыңыз (мисалы, "2 секундда 80 км/саат ылдамдыкка чейин ылдамдатуу").

· Чечимдерди кабыл алуу синергиясы: Жол шарттарына жараша айдоо режимдерин автоматтык түрдө которуу үчүн машиналык үйрөнүү алгоритмдери (мисалы, күчөтүү боюнча окутуу) аркылуу башкаруу стратегияларын оптималдаштырыңыз.

Аткаруу синергиясы: "Жекелештирилген айдоо режимдерин" (мисалы, спорт/комфорт/эко) колдоо жана OTA жаңыртуулары аркылуу параметрлерди динамикалык түрдө тууралоо (мисалы, Tesla'нын "ыңгайлаштырылган момент ийри сызыгы").

(MCU иштөө принцибинин диаграммасы)

Жыйынтык

Электр унаасынын кыймылдаткычын башкаруучу түзүлүшү "электр энергиясын" жана "механикалык энергияны" бириктирген негизги түйүн болуп саналат. Анын структуралык дизайнындагы (мисалы, көп ядролуу SoC, SiC түзмөктөрү) жана иштөө принциптериндеги (мисалы, FOC алгоритмдери, энергияны калыбына келтирүү) жетишкендиктер электромобилдерди натыйжалуулукту, интеллектуалдыкты жана коопсуздукту жогорулатууга түздөн-түз түрткү болду.

Келечекте, интеграциянын, жогорку натыйжалуулуктун жана акылдуу технологиялардын терең интеграциясы менен, мотор контроллерлери электромобилдердеги "кош көмүртек" максаттарына жетүүнүн негизги өбөлгөсү болуп, биздин мобилдүүлүгүбүз үчүн көбүрөөк мүмкүнчүлүктөрдү ачат.