Gedetailleerde uitleg over de besturing van automotoren
De motor control unit (MCU) is de elektronische kernmodule van elektrische voertuigen. Deze bevindt zich tussen het accupakket en de motor en is verantwoordelijk voor het regelen van de snelheid en acceleratie van het voertuig op basis van de gaspedaalinvoer van de bestuurder. De kernfunctie van de MCU is het omzetten van de DC-stroom die door de accu wordt geleverd in AC-stroom om de motor aan te drijven via de voltage source inverter (VSI) en pulsbreedtemodulatie (PWM)-technologie.
In dit proces gebruikt de MCU feedback van de positiesensor om PWM-pulsen te genereren om de motorsnelheid en het koppel te regelen door de aan-tijd/duty cycle aan te passen. Om efficiënte en nauwkeurige motorregeling te bereiken, gebruikt de MCU een vectorregelmethode/veldgerichte regeling (FOC), die onafhankelijke regeling van koppel en flux mogelijk maakt, waardoor een snelle en efficiënte motoraandrijving wordt bereikt.
De basisfuncties van een MCU (motor control unit) omvatten voornamelijk:
1. Spanningsconversie: MCU zet de DC-stroom van de batterij om in driefasen-wisselstroom om de AC-motor aan te drijven. Dit proces wordt bereikt via een interne omvormer, met behulp van halfgeleiderschakelapparaten zoals transistoren of IGBT's om de frequentie en amplitude van de stroom te regelen.
2. Snelheids- en koppelregeling: de MCU past het motortoerental en koppel aan op basis van de rijomstandigheden om zo te voldoen aan verschillende rijbehoeften.
3. Systeembeveiliging: De MCU beschikt over diverse beveiligingsmechanismen, zoals batterij-ingangbeveiliging, foutdetectie, beveiliging tegen fouten in de motorcontrollerbehuizing, overbelastingsbeveiliging, enz., om de veiligheid en stabiele werking van het systeem te garanderen.
4. Diagnose en feedback: MCU kan de systeemstatus in realtime bewaken en feedback geven aan andere besturingssystemen van het voertuig, zoals de batterijstatus, motortemperatuur, controllertemperatuur, enz.
5. Communicatie-interface: De MCU kan communiceren met andere systemen (zoals het batterijbeheersysteem (BMS), het infotainmentsysteem in het voertuig, enz.) om gegevens te delen en samen te werken met het systeem.
6. Thermisch beheer: De MCU bevat temperatuursensoren en koelsystemen om ervoor te zorgen dat de juiste bedrijfstemperatuur wordt gehandhaafd onder zware belasting.
7. Elektromagnetische compatibiliteit: Bij het ontwerp van de MCU wordt rekening gehouden met elektromagnetische compatibiliteit (EMC) om de impact op andere elektronische systemen van het voertuig te beperken.
8. Modulair ontwerp: De MCU kan een modulair ontwerp aannemen om onderhoud en upgrades te vergemakkelijken.
9. Start/stop motor: De MCU kan het starten en stoppen van de motor regelen, door de stroom geleidelijk te verhogen bij het starten en geleidelijk te verlagen bij het stoppen.
10. Verander de draairichting van de motor: De MCU kan de stroomrichting veranderen en daarmee ook de draairichting van de motor.
11. Regeneratief remmen: De MCU zorgt ervoor dat de motor tijdens het remmen als generator werkt, waarbij kinetische energie wordt omgezet in elektrische energie en deze wordt opgeslagen in de accu.
