Tre kärnteknologier för nya energifordon
I plattformsarkitekturen för nya energifordon spelar VCU, MCU och BMS utan tvekan en avgörande roll, och tillsammans utgör de kärnan i fordonskraft och energihantering.
1.VCU
VCU, eller fordonskontroller, är den centrala styrenheten i nya energifordon, och dess betydelse är likvärdig med motorstyrenheten i bränslefordon. I rena elfordon och vissa plug-in hybridfordon spelar VCU en viktig roll.
För det första är VCU:n ansvarig för körkontrollen. Den måste styra kraftmotorns effekt enligt förarens avsikt, till exempel i vilken grad gaspedalen eller bromspedalen är nedtryckt, för att säkerställa att fordonet kan köra enligt förarens förväntningar. Samtidigt behöver den också ta emot och bearbeta återkopplingsinformation från olika delsystem i fordonet för att ge föraren nödvändigt beslutsstöd.
För det andra ansvarar VCU för attachment management. Detta inkluderar styrning och hantering av nyckelkomponenter som DCDC, inbyggda laddare, vattenpumpar och luftkonditioneringskompressorer för att säkerställa att de kan fungera effektivt efter behov.
Dessutom är energihantering också ett viktigt ansvar för VCU. I rena elfordon behöver VCU:n koordinera batteriets strömförsörjning till kraftmotorn och elektriska tillbehör för att maximera energianvändningen. När batterieffekten är låg, kommer VCU:n intelligent att begränsa uteffekten från vissa elektriska tillbehör och därmed utöka fordonets räckvidd.
Bromsenergiregenerering är en annan nyckelfunktion hos VCU. När fordonet bromsar kan elmotorn fungera som en generator för att återvinna bromsenergi och lagra den i en energilagringsenhet. VCU:n avgör när bromsenergin ska återskapas baserat på öppningen av gaspedalen och bromspedalen och batteriets SOC-värde för att uppnå effektiv energianvändning.
Felhantering är också en oumbärlig funktion hos VCU. Den upptäcker fordonsstatus och statusinformation för varje delsystem i realtid genom sensorer och CAN-buss, och visar denna information på instrumentbrädan. Samtidigt kommer VCU också att utföra feldiagnos och säkerhetsskyddsbehandling för att säkerställa att fordonet säkert kan köra till reparationsstationen när ett fel uppstår.
Slutligen är VCU också ansvarig för informationsinteraktion med andra nyckelkomponenter. Den överför huvuddata och felstatus för kraftsystem, motor, batteri, högspänningssystem, luftkonditionering etc. till instrumentpanelen och tar emot förarens kontrollinformation. Dessutom kommer vissa bilföretag att integrera värmehanteringsfunktioner i VCU:n för att uppnå intelligent styrning av vattenpumpar, fläktar, luftkonditioneringsventiler, värmeväxlare, etc.
Som styrenhet på "hjärnnivå" för nya energifordon spelar VCU en viktig roll i körkontroll, tillbehörshantering, energihantering, bromsenergiåterkoppling, felhantering och informationsinteraktion. Det är viktigt att säkerställa en säker och effektiv drift av fordonet. Nyckeln.
2.BMS
Batterihanteringssystemet, kallat BMS, är ett intelligent system som heltäckande övervakar och hanterar batterier. Den har kraftfulla funktioner för att säkerställa att batteriet alltid är i bästa skick under användning.
En av BMS kärnuppgifter är att övervaka batterispänning, ström och temperatur i realtid. På detta sätt kan den omedelbart upptäcka och förhindra batteriöverladdning, överladdning, övertemperatur och andra onormala förhållanden, vilket skyddar batteriet från skador.
Förutom grundläggande övervakningsfunktioner har BMS även avancerade funktioner som läckagedetektering, termisk hantering, batteribalansering och larmpåminnelser. Den kan också beräkna batteriets återstående kapacitet (SOC) och ladda ur ström, och rapportera batteriets grad av försämring (SOH) och återstående kapacitetsstatus. Denna information är avgörande för att förare ska förstå sin nuvarande batterinivå och körräckvidd så att de bättre kan planera sina resor.
En av kärnteknikerna för BMS är SOC-uppskattning. Denna teknik kan noggrant uppskatta batteriets återstående effekt och säkerställa att SOC hålls inom ett rimligt intervall, vilket förhindrar batteriet från att över- eller överurladdas. SOC-uppskattning med hög precision kan inte bara förbättra bilens körräckvidd, utan också minska den erforderliga batterikostnaden.
Dessutom har BMS även en balanskontrollfunktion. Den balanserar kapaciteten eller spänningsskillnaderna mellan battericellerna för att säkerställa att varje cell i batteripaketet når ett balanserat och konsekvent tillstånd. Detta hjälper till att förbättra den övergripande prestandan och säkerheten för batteripaketet.
Dessutom är den termiska hanteringsfunktionen i batterihanteringssystemet (BMS) avgörande för att säkerställa att batteriet fungerar inom lämpligt temperaturområde och minskar temperaturskillnaden mellan enskilda batterimoduler. Detta beror på att batteriprestanda, livslängd och säkerhet är nära relaterade till temperaturen. För hög eller för låg temperatur kan skada batteriet och påverka dess normala funktion.
För att uppnå effektiv värmehantering kommer BMS först att bestämma batteriets optimala driftstemperaturområde. Detta intervall ligger vanligtvis inom det temperaturintervall där batteriet har bästa prestanda, längsta livslängd och högsta säkerhet. När detta område har bestämts kommer BMS att övervaka batteriets temperatur i realtid och vidta lämpliga åtgärder för att justera temperaturen efter behov.
Termisk fältberäkning av batteri och temperaturförutsägelse är en annan viktig länk i termisk hantering. Genom att beräkna batteriets termiska fält kan BMS förstå temperaturfördelningen inuti batteriet och förutsäga batteriets framtida temperaturförändringstrend. På så sätt kan BMS vidta motsvarande åtgärder i förväg för att förhindra att batteritemperaturen blir för hög eller för låg.
Valet av värmeöverföringsmedia är också ett viktigt steg i värmehanteringen. Värmeöverföringsmediets funktion är att effektivt överföra värmen som genereras av batteriet till värmeavledningssystemet och därigenom hålla batteritemperaturen inom ett rimligt område. Vanliga värmeöverföringsmedier inkluderar vätskor och gaser, och valet av vilket medium beror på det specifika tillämpningsscenariot och behoven.
Utformningen av värmeledningssystemets värmeavledningsstruktur och valet av fläktens förutsedda stabila punkt är också viktiga länkar i värmehanteringen. Utformningen av värmeavledningsstrukturen måste ta hänsyn till faktorer som värmeavledningseffektivitet, vikt och kostnad för att säkerställa optimal värmeavledningsprestanda. Valet av stabil punkt för fläktförutsägelse innebär optimering av fläkthastighet, luftvolym och andra parametrar för att säkerställa bästa värmeavledningseffekt och lägsta energiförbrukning.
Genom att implementera dessa termiska hanteringsåtgärder kan BMS effektivt kontrollera batteriets temperatur, förbättra batteriets prestanda och livslängd, samtidigt som det säkerställer säker drift av batteriet. Detta är avgörande för enheter som elfordon som är beroende av batterikraft, vilket hjälper till att förbättra hela fordonets prestanda och tillförlitlighet.
3.MCU
MCU, eller motorcontroller, är nervcentrum som förbinder motorer och batterier. Den tar på sig den viktiga uppgiften att justera hela fordonets prestanda. Med sina intelligenta funktioner säkerställer den inte bara den grundläggande säkerheten och exakta kontrollen av fordonet, utan gör det också möjligt för batteriet och motorn att prestera på sitt bästa.
Kärnfunktionen hos MCU:n är att effektivt omvandla likströmmen från strömbatteriet till den erforderliga växelspänningen med hög spänning och driva motorkroppen att mata ut mekanisk energi. Samtidigt har den också motorsystemsfeldiagnos, skydd och lagringsfunktioner, vilket ger en solid garanti för driften av hela fordonet.
Strukturellt är MCU sammansatt av nyckelkomponenter såsom hölje och kylsystem, kraftelektronikenhet, styrkrets, underliggande mjukvara och styralgoritmmjukvara. Dess hårdvarukrets antar modulära och plattformsdesignkoncept, och drivenheten är designad med flera diagnostiska och skyddsfunktionskretsar för att säkerställa stabil och tillförlitlig drift. Strömslingdelen använder parallellkopplingsteknik för IGBT-moduler av fordonskvalitet, anpassade busskondensatorer och integrerad samlingsskenadesign för att ytterligare förbättra prestandan.
När det gäller mjukvara följer MCU:ns underliggande mjukvara AUTOSARs öppna systemarkitekturstandard för att uppnå målet om en gemensam plattform för ECU-utveckling. Programvaran för applikationslager är uppdelad i flera moduler såsom tillståndskontroll, vektoralgoritm, vridmomentberäkning och diagnostikmodul enligt funktionell design. Vektoralgoritmmodulen är vidare uppdelad i MTPA-kontroll och fältförsvagningskontroll för att säkerställa noggrannheten och noggrannheten i styrstrategin. Effektiv.
Dessutom är de viktigaste tekniska lösningarna för MCU också ganska enastående, inklusive baserade på 32-bitars högpresterande dubbelkärnig huvudprocessor, parallell IGBT-teknik av fordonskvalitet, anpassade filmbusskondensatorer och integrerad strömkretsdesign. Samtidigt säkerställer höljet på hög skyddsnivå och den integrerade vattenkylningsvärmeavledningsdesignen en stabil drift av MCU.
Under den framtida trenden med smarta bilar är säkerhetsprestandan hos MCU särskilt viktig. En smart bil måste förstå människor som en partner, men säkerhet är alltid grunden. I en tid med intelligenta uppkopplade bilar finns säkerhetsproblem överallt, inklusive delar, fordon, system, hårdvara, mjukvara, data, kommunikation och nätverk. Därför är säkerhetsprestandan hos MCU också nyckeln till att säkerställa att den kan utföra sin bästa funktion.
