Pumbaa 전기 자동차 모터 컨트롤러 장치 (MCU) PMC10A

MCU의 주요 기능

모터 제어 장치는 전기 자동차 모터의 중앙 제어 허브로, 매끄럽고 효율적인 주행을 보장하기 위해 많은 중요한 기능을 수행합니다. 주요 기능입니다배터리로 제공되는 DC (직류)를 배터리로 변환하려면 3 상 전력 (AC)으로 변환 모터를 구동합니다.

또한 MCU는 온도, 전류 및 전압과 같은 주요 매개 변수를 모터 성능을 최적화하고 잠재적 인 고장을 방지합니다. 또한 운전자 또는 차량 제어 시스템의 입력에 따라 모터의 속도, 토크 및 방향 및 모터의 해당 출력 전력을 정확하게 제어 할 수 있습니다.

MCU (Motor Control Unit)의 주요 기능은 다음과 같습니다. 제어 모터 토크 및 속도

▎ 모터를 시작/중지하십시오

전기 고장을 예약합니다

provide 과부하 보호

motor 모터 회전 방향을 교환하십시오

재생 브레이크

MCU는 전형적인 하드웨어 아키텍처입니다

다음 그림은 MCU의 일반적인 하드웨어 아키텍처 다이어그램을 보여줍니다. 주로 전원 공급 장치, 전류 감지 회로, 인버터 회로 (VSI), 할 수있는 트랜시버 및 MCU로 구성됩니다.

MICROCONTROLLER MCU : 마이크로 컨트롤러 자체의 기본 제어 입력은 드라이버가 제어 할 수있는 스위치 신호에서 비롯됩니다. 스위치 신호는 PWM 펄스의 듀티 사이클이 필요한 속도와 토크를 얻는 방법을 결정합니다. 고효율과 빠른 제어를 실현하기 위해 마이크로 컨트롤러는 초점 제어를 구현할 수 있습니다.

▎VSI (전압 소스 인버터) : VSI의 주요 기능은 모터의 위치 피드백을 통해 DC를 AC로 변환하는 것입니다. 일반적으로 VSI는 6 개의 IGBT를 사용합니다. 그러나 인버터의 현재 기능을 향상시키기 위해 IGBT의 병렬 조합이 또한 사용될 것이다. 저전압 모터 (일반적으로 100V 미만) MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)를 사용하는 반면 고전압 모터는 GAN 전원 스위치와 실리콘 카바이드 (SIC) 절연 게이트 양극 트랜지스터 (IGBT) 드라이버를 사용합니다.

Current Detection Circuit : 유도 모터 상 전류의 경우 Houle 효과에 기초한 전류 센서가 사용됩니다. 일반적으로, 2 개의 전류 센서는 2 상 전류를 감지하는 데 사용되며, 3 상 전류는이 두 센서에서 파생됩니다.

전원 : 마이크로 컨트롤러, 모터 온도 센서 및 위치 센서에 전원을 공급하려면 다양한 수준의 전력이 필요합니다. 또한 마이크로 컨트롤러에는 현재 센서가 내장되어 있으므로 전원은 이러한 센서에 적절한 바이어스 전압을 제공해야합니다. 이러한 요구 사항을 충족시키기 위해 전력 부품은 배터리의 DC 전압을 필요에 따라 다른 전압으로 변환합니다.

Gate Driver : 게이트 드라이버 회로는 마이크로 컨트롤러가 생성 한 PWM 펄스 전압 레벨을 증폭하여 IGBT를 구동합니다.

cancan transceiver : CAN Transceiver의 기능은 CAN 버스에서 데이터를 전송하고받는 것입니다. MCU와 차량의 다른 모듈 간의 통신이 실현됩니다.

MCU의 작동 방식

마이크로 컨트롤러 MCU는 복잡한 제어 알고리즘을 실행하고 모터의 전반적인 작동을 관리합니다. 또한 시스템의 다른 ECU와 통신하고 VCU로부터 제어 정보를 얻을 수있는 외부 통신 인터페이스 (주로 CAN)를 제공합니다. MCU에 의해 생성 된 PWM 신호는 게이트 드라이버에 의해 증폭되고 전원 스위치 IGBT를 제어하는 ​​데 사용됩니다. 인버터 VSI는 DC와 AC 사이의 전환을 실현할 수 있습니다. 일반적으로, 3 개의 반 브리지가있는 6 개의 IGBT 가이 변환을 실현하는 데 사용되며, 모터의 현재 요구 사항을 충족시키기 위해 병렬 연결의 수가 증가합니다. 다양한 감지 및 샘플링 회로는 정확한 제어를 위해 위치, 위상 전류, 온도 등과 같은 모터 파라미터의 피드백을 제공합니다.

BLDC/PMSM DC 모터 및 AC 모터와 같은 많은 유형의 모터가 있습니다. 따라서 전기 자동차에 사용되는 모터 제어 알고리즘은 모터와 제어 유형 (오픈 루프 또는 폐 루프)에 따라 다릅니다.

해당 관계는 다음과 같습니다.

MCU의 미래

다중 모터를 제어하십시오. 전기 자동차 산업의 개발로 인해 모터 제어 장치는 큰 진전을 이루었습니다. 새로운 추세는 여러 모터를 동시에 제어 할 수있는 모터 제어 장치의 개발입니다.

motor에서 허브 구동 및 중간 드라이브 두 모드를 탐색하십시오.

MCU의 통합 및 효율성이 향상되면, 3 세대 반도체 재료의 목록은 MCU, 일반적으로 SIC 및 GAN에서 널리 사용될 것입니다. 기존의 실리콘 기반 스위치와 비교할 때 GAN 전원 스위치는 스위칭 속도가 높고 전력 손실 감소 및 열 성능 향상의 장점이 있습니다. 따라서 모터 제어 장치는 효율이 높고 에너지 소비가 높으며 전력 밀도가 높아집니다. SIC 및 IGBT 드라이버는 더 높은 작동 온도 및 전압 기능을 제공하여 까다로운 EV 응용 분야의 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.

MCU의 지적화. MCU의 기계 학습 및 인공 지능은 데이터 무결성을 보호하고 인간 오류를 줄일 수 있습니다.

전기 자동차 (EV)의 대중화로 인해 EV 성능을 향상시키는 데있어 모터 제어 장치 (MCU)의 역할이 점점 더 중요해집니다. 우리는 MCU 아키텍처 및 기술의 지속적인 발전으로 전기 자동차의 미래가보다 효율적이고 강력하며 지속 가능할 것이라고 믿습니다.