Introduktion till nyckelkomponenterna i motorstyrenheter
Som en kärnkomponent i elfordonets drivlina är designen och funktionen hos motorstyrningen beroende av det samordnade arbetet med en serie nyckelkomponenter.
Följande är huvudkomponenterna i motorstyrningen och deras funktioner:
1. DC-skena: DC-skenan är en ledare med hög ledningsförmåga, låg resistans och goda värmeavledningsegenskaper som förbinder batteripaketet och motorstyrningen. Den säkerställer att likström överförs från batteripaketet till motorstyrningen utan förlust eller med låg förlust.
2. Växelriktarstruktur: Kärnan i motorstyrenheten är en trefas helbryggomriktare, som är ansvarig för att omvandla likström till trefas växelström för att driva växelströmsmotorn. Växelriktaren består av flera effekthalvledarbrytare, som kan uppnå exakt styrning av motorn genom att exakt styra öppningen och stängningen av dessa brytare.
3. Undertryckning av elektromagnetisk störning (EMI): Den elektromagnetiska störningen som genereras av växelriktaren under drift reduceras genom att filtrera komponenter som X-kondensatorer och Y-kondensatorer. X kondensatorer och Y kondensatorer används för filtrering mellan kraftledningar respektive mellan kraftledningar och jord. Filmkondensatorer eller keramiska kondensatorer används vanligtvis och måste uppfylla specifika säkerhetsstandarder.
4. Styrkrets: Styrkretsen är motorstyrenhetens hjärna, ansvarig för signalinsamling och implementering av styralgoritm. Den innehåller vanligtvis en mikrokontroller eller digital signalprocessor (DSP) och relaterade stödkretsar, där kärnan är kraftmodulen, som är ansvarig för effektomvandlingen.
5. Drivkrets: Drivkretsen ger drivsignaler till omkopplingsenheterna i kraftmodulen för att säkerställa att de kan växla exakt och snabbt.
6. Kylfläns: Kylflänsen används för att avleda värmen som genereras av kraftmodulen och hålla nyckelkomponenterna igång vid en lämplig driftstemperatur.
7. Signalinsamling: Motorstyrenheten behöver samla in trefasströmsignaler och positionssignaler vid motoränden för att uppnå realtidsövervakning av motorns status. Detta innebär vanligtvis användning av hårdvara som strömsensorer.
8. AC-utgång kopparbuss: Anslutningen mellan motorstyrningen och motorn kan använda en AC-utgång kopparbuss för att överföra trefas växelström. Kopparbusskonstruktionen måste ta hänsyn till lågt motstånd och hög strömkapacitet.
9. Resolversensorgränssnitt: Motorns positionssignal tillhandahålls vanligtvis av resolversensorn, som måste anslutas till motsvarande gränssnitt på motorstyrenheten.
10. Integration av strömsensor: Strömsensorn är vanligtvis integrerad inuti motorstyrenheten för att mäta motorns ström. Halleffektsensorer eller ihåliga perforerade sensorer kan användas.
Samarbetet mellan dessa komponenter säkerställer att motorstyrningen kan uppnå exakt kontroll av elfordonsmotorn samtidigt som systemets säkerhet och tillförlitlighet garanteras.
MCU består huvudsakligen av följande moduler:
1. Mikrokontroller: Mikrokontrollerns kärnfunktion är att styra spänningskällans växelriktare (VSI) för att omvandla den ström som tas emot från batteriet till den form av ström som krävs. Den tar emot förarens gasreglagesignal som huvudkontrollingång och styr hastigheten och vridmomentet genom att justera arbetscykeln för pulsbreddsmoduleringspulsen (PWM). Fältvektorstyrningen (FOC) implementerad i mikrokontrollern säkerställer effektiv och snabb motorstyrning.
2. Voltage Source Inverter (VSI): VSI är ansvarig för att konvertera DC-ström till AC-ström för att driva motorn. Sex MOSFET:er används vanligtvis för att implementera VSI, och ibland används parallella kombinationer av MOSFET:er för att öka strömkapaciteten.
3. Fasströmavkänning: Halleffektbaserade strömsensorer används för att känna av motorns fasström för att säkerställa exakt kontroll. Två strömsensorer används vanligtvis för att känna av tvåfasströmmar, och den tredje fasströmmen härleds från dessa två.
4. Strömförsörjning: MCU:ns inbyggda sensorer kräver lämplig strömförsörjning. Dessutom kräver mikrokontrollern, motortemperatursensorn och positionsåterkopplingssensorn olika nivåer av strömförsörjning. Strömförsörjningssektionen omvandlar den fasta DC-spänningen till de erforderliga olika spänningsnivåerna.
5. Grinddrivrutin: Grinddrivkretsen används för att förstärka spänningsnivån för PWM-pulserna som genereras av mikrokontrollern för att säkerställa effektiv signalöverföring.
6. CAN-sändtagare: CAN-sändtagaren används för att driva och detektera data som sänds över CAN-bussen. Den omvandlar den ensidiga logiken som används av styrenheten till en differentialsignal som sänds på CAN-bussen.
7. Positionsåterkopplingssensor: Dessa sensorer ger positionsinformation för motorrotorn och är väsentliga för att uppnå exakt vektorkontroll. Kodare eller resolversensorer används vanligtvis för att ge dessa återkopplingssignaler.
8. Temperatursensor: Temperatursensorn används för att övervaka temperaturen på motorn och styrenheten för att säkerställa säker drift av systemet och förhindra överhettning.
Samarbetet mellan dessa moduler säkerställer att motorstyrningen kan styra motorn effektivt och exakt samtidigt som systemets stabilitet och säkerhet säkerställs.
