PUMBAA stýrieining fyrir rafknúin ökutæki (MCU) PMC20A

(1) Orkubreytingarvirkni. Endurheimtir bremsuorku til að auka drægni ökutækisins;

(2) Togstillingarvirkni. Stýringin sendir neikvæð toggildi til mótorstýringarinnar til að draga úr orkusóun;

(3) Virk útskriftarvirkni. Sjálfútskrift stórra þétta í langan tíma hefur í för með sér öryggisáhættu fyrir háspennu;

(4) Öryggisverndaraðgerð. Mótorkerfi með bilanagreiningu, bilanaáminningu, bilanameðferð og öðrum öryggisverndaraðgerðum;

(5) Háhraða CAN netsamskiptavirkni. Með því að framkvæma stjórneiningu rafmótors og alla virkni ökutækisins á áhrifaríkan hátt, er örugg og áreiðanleg rekstur mótorkerfisins tryggð.

Í nýjum orkugjöfum (NEV) er mótorstýrieiningin (MCU), einnig þekkt sem „inverter“ eða „rafstýrikerfi“, einn af „þremur kjarnaþáttunum“ (rafhlaða, mótor og rafstýrikerfi). Afköst hennar hafa bein áhrif á akstursupplifun ökutækisins, orkunotkun og áreiðanleika. Helsta hlutverk MCU er að umbreyta nákvæmlega háspennujafnstraumnum (DC) frá rafhlöðunni í þriggja fasa riðstraum (AC) sem drifmótorinn þarfnast. Hún stillir einnig hraða og tog mótorsins út frá skipunum frá ökutækisstýrieiningunni (VCU) og stjórnar þannig hröðun, hraðaminnkun og stöðugum hraða ökutækisins. Virkni hennar má skipta í fjóra kjarnaferla: „merkjamóttaka – orkubreyting – mótorakstur – stöðuviðbrögð“.

1. Móttaka merkja: Móttaka skipana frá ökutækisstjórnun

Við akstur ökutækisins eru inntak ökumanns (t.d. staða bensíngjöfarinnar) fyrst send til mælieiningarinnar (VCU). Mælieiningin reiknar út markhraða/tog sem mótorinn þarfnast út frá breytum eins og opnun bensíngjöfarinnar, hraða ökutækis, hleðslustöðu rafhlöðunnar (SOC) og gírstöðu. Hún sendir síðan þessa skipun til mælieiningarinnar í gegnum CAN-rútuna (Control Area Network).

2. Orkubreyting: Að breyta jafnstraumi í riðstraum

Rafhlaðan sendir frá sér háspennu jafnstraum (venjulega 300V–800V), en NEV drifmótorar (aðallega samstilltir mótorar með varanlegum seglum) þurfa þriggja fasa riðstraum til að virka. Þessi umbreyting er framkvæmd af „inverterrás“ örgjörvans, sem er miðuð við „þriggja fasa brúarinverterrás“ sem samanstendur af sex IGBT-um (einangruðum hliðar tvípólar smárum) – tveimur á fasa (efri og neðri brúararmar). Hver IGBT virkar sem „stýranlegur rofi“. Aðalstýriflís örgjörvans sendir frá sér PWM (púlsbreiddarmótun) merki til að stjórna nákvæmlega kveikju- og slökkvunartíma og vinnutíma sex IGBT-anna. Til dæmis, ef kveikt er á efri brúararmi IGBT-rafmagns í fasa A á meðan slökkt er á neðri brúararmi, og kveikt er á neðri brúararmi IGBT-rafmagns í fasa B á meðan slökkt er á efri brúararmi, myndast straumlykkja milli fasa A og B. Með því að stjórna leiðni röð IGBT-rafmagnsrafmagns í fösum A, B og C hringrásarlega, býr örgjörvinn til stillanlegan þriggja fasa riðstraum (þar sem tíðnin ákvarðar hraða mótorsins og sveifluvíddin ákvarðar tog).

Örorkuver

3. Mótorakstur: Rafknúinn mótor

Þriggja fasa riðstraumurinn sem myndast af inverterrásinni er leiddur beint inn í statorvindingar drifmótorsins. Straumurinn sem rennur í gegnum statorvindingarnar býr til snúningssegulsvið sem knýr snúningshlutann til að snúast undir áhrifum rafsegulkrafts. Þetta breytir raforku í vélræna orku sem síðan er send til hjólanna í gegnum gírkassa og drifás, sem að lokum knýr ökutækið áfram.

4. Stöðuviðbrögð: Lokað lykkjustýring og öryggisvernd

Örorkumælirinn (MCU) „gefur ekki bara út skipanir einu sinni“; hann notar lokaðan stýrikerfi með „gagnasöfnun skynjara → aðlögun afturvirkrar breytinga“ til að tryggja að mótorinn virki eins og til er ætlast og kemur í veg fyrir bilanir. Straumskynjarar safna fasastraumum í rauntíma, spennuskynjarar fylgjast með spennu í strætisvagninum og hitaskynjarar fylgjast með hitastigi IGBT-sins og mótorsins. Aðalstýriflísin ber saman „raunverulega straum/hraða“ við „markstraum/hraða“. Ef frávik koma upp aðlagar hún PWM merki IGBT-anna í rauntíma til að leiðrétta AC útgangsbreytur, sem jafnar tog og hraða. Ef óeðlileg merki (t.d. of mikill straumur, ofhitaðir IGBT-ar) eru greind, virkjar örorkumælirinn verndarráðstafanir eins og að draga úr útgangsafli, slökkva á IGBT-útgangi eða tilkynna bilanir til hraðamælanna, koma í veg fyrir skemmdir á mótornum eða örorkumælinum og tryggja akstursöryggi.

(MCU)

Niðurstaða

NEV örgjörvinn er háþróað kerfi sem samþættir aflrafmagnstækni, örrafeindatækni, stýrifræði og hitastjórnunartækni. Sem greindur inverter notar hann vigurstýrða lokaða lykkju reiknirit til að stjórna nákvæmlega rofi aflsleiðara (IGBT/SiC), umbreyta jafnstraumi rafhlöðunnar í stýranlegan riðstraum til að knýja mótorinn og gera kleift að endurheimta orku á skilvirkan hátt. Hraðar framfarir í örgjörvatækni - svo sem þróunin frá IGBT yfir í skilvirkari SiC efni - hafa gert nútíma NEV ökutækjum kleift að ná framúrskarandi hröðunarafköstum, mjúkri akstursupplifun og lengri drægni.