PUMBAA Electric Vehicle Motor Controller Unit (MCU) PMC10A

Fonctions majeures de MCU

L'unité de commande du moteur est le centre de contrôle central du moteur du véhicule électrique, qui remplit de nombreuses fonctions importantes pour assurer une conduite fluide et efficace. Sa fonction principale estPour convertir le DC (courant direct) fourni par la batterie en puissance électrique triphasée (AC) Cela entraîne le moteur.

De plus, le MCU surveille les paramètres clés tels que la température, le courant et la tension pour optimiser les performances du moteur et prévenir la défaillance potentielle. Il peut également contrôler avec précision la vitesse, le couple et la direction du moteur et la puissance de sortie correspondante du moteur en fonction de l'entrée du conducteur ou du système de commande du véhicule.

▎Les fonctions principales de l'unité de commande du moteur (MCU) sont: le couple et la vitesse du moteur de commande

▎Start / Arrêtez le moteur

▎ Prévent de défaillance électrique

Protection des surcharges de l'offre

▎Change dans la direction de la rotation du moteur

Freingeation

MCU est une architecture matérielle typique

La figure suivante montre un diagramme d'architecture matérielle typique d'un MCU. Il est principalement composé d'alimentation, du circuit de détection de courant, du circuit de l'onduleur (VSI), peut émetteur-récepteur et MCU.

▎MicroController MCU: La principale entrée de contrôle du microcontrôleur lui-même provient d'un signal de commutateur que le pilote peut contrôler. Le signal de commutation déterminera comment le cycle de service de l'impulsion PWM change pour obtenir la vitesse et le couple requis. Afin de réaliser l'efficacité élevée et le contrôle rapide, le microcontrôleur peut implémenter le contrôle FOC.

▎VSI (onduleur de source de tension): La fonction principale de VSI est de convertir CC en AC via la rétroaction de position du moteur. En général, VSI utilise six IGBTS. Cependant, afin d'améliorer la capacité actuelle de l'onduleur, la combinaison parallèle des IGBT sera également utilisée. Les moteurs à basse tension (généralement inférieurs à 100 V) utilisent du MOSFET (transistor à effet de champ semi-conducteur d'oxyde métallique), tandis que les moteurs à haute tension utilisent des commutateurs de puissance GAN et des conducteurs de transistor bipolaire isolés en carbure de silicium (SIC) (IGBT).

Circuit de détection actuel: Pour le courant de phase moteur à induction, un capteur de courant basé sur l'effet Houle est utilisé. En général, deux capteurs de courant sont utilisés pour détecter le courant biphasé, et le courant de troisième phase est dérivé de ces deux capteurs.

▎Power: Différents niveaux de puissance sont nécessaires pour alimenter les microcontrôleurs, les capteurs de température du moteur et les capteurs de position. De plus, comme le microcontrôleur a des capteurs de courant intégrés, une puissance est nécessaire pour fournir à ces capteurs la tension de biais appropriée. Pour répondre à ces exigences, la partie électrique convertit la tension CC de la batterie en différentes tensions au besoin.

▎Gate Conducteur: Le circuit du conducteur de porte amplifie le niveau de tension d'impulsion PWM généré par le microcontrôleur pour piloter l'IGBT.

▎Can Transmetteur: La fonction de l'émetteur-récepteur peut transmettre et recevoir des données sur le bus Can. La communication entre MCU et d'autres modules sur le véhicule est réalisée.

Comment fonctionne le MCU

Le microcontrôleur MCU est responsable de l'exécution des algorithmes de contrôle complexes et de la gestion du fonctionnement global du moteur. Il fournit également une interface de communication externe (principalement peut) qui lui permet de communiquer avec d'autres ECU dans le système et d'obtenir des informations de contrôle à partir du VCU. Le signal PWM généré par MCU est amplifié par le pilote de porte et utilisé pour contrôler le commutateur d'alimentation IGBT. L'onduleur VSI peut réaliser la conversion entre DC et AC. Habituellement, six IGBT avec trois demi-ponts sont utilisés pour réaliser cette conversion, et le nombre de connexions parallèles est augmenté pour répondre aux exigences actuelles du moteur. Divers circuits de détection et d'échantillonnage fournissent une rétroaction des paramètres du moteur, tels que la position, le courant de phase, la température, etc., pour un contrôle précis.

Il existe de nombreux types de moteurs, tels que le moteur CC BLDC / PMSM et le moteur AC. Par conséquent, l'algorithme de commande du moteur utilisé dans les véhicules électriques dépendra du moteur et du type de commande (boucle ouverte ou boucle fermée).

Les relations correspondantes sont les suivantes:

L'avenir de MCU

▎Contrôle plusieurs moteurs. Avec le développement de l'industrie des véhicules électriques, les dispositifs de contrôle des moteurs ont fait de grands progrès. Une tendance émergente est le développement de dispositifs de contrôle moteur qui peuvent contrôler simultanément plusieurs moteurs.

▎ Dans le moteur, explorez les deux modes dirigés par le centre et à mi-entraînement.

Avec l'amélioration de l'intégration et de l'efficacité du MCU, la liste de troisième génération des matériaux semi-conducteurs sera largement utilisée dans MCU, généralement sic et gan. Par rapport aux commutateurs traditionnels à base de silicium, les commutateurs d'alimentation GaN présentent les avantages d'une vitesse de commutation plus élevée, d'une perte de puissance plus faible et de meilleures performances thermiques. Par conséquent, le dispositif de contrôle du moteur a une efficacité plus élevée, une consommation d'énergie plus faible et une plus grande densité de puissance. Les conducteurs SIC et IGBT peuvent fournir des capacités de température et de tension de fonctionnement plus élevées pour améliorer les performances et la fiabilité dans les applications EV exigeantes.

▎La intellectualisation du MCU. L'apprentissage automatique et l'intelligence artificielle dans MCU peuvent protéger l'intégrité des données et réduire l'erreur humaine.

Avec la vulgarisation du véhicule électrique (EV), le rôle de l'unité de commande moteur (MCU) dans l'amélioration des performances EV devient de plus en plus important. Nous pensons qu'avec le progrès continu de l'architecture et de la technologie MCU, l'avenir des véhicules électriques sera plus efficace, puissant et durable.