Tres tecnologies bàsiques dels vehicles de nova energia
A l'arquitectura de la plataforma dels vehicles d'energia nova, VCU, MCU i BMS tenen, sens dubte, un paper vital, i junts formen el nucli de la gestió de l'energia i la potència del vehicle.
1.VCU
El VCU, o controlador de vehicle, és la unitat de control bàsica dels vehicles d'energia nova i la seva importància és equivalent al controlador del motor dels vehicles de combustible. En els vehicles elèctrics purs i en alguns vehicles híbrids endollables, el VCU té un paper vital.
En primer lloc, la VCU és responsable del control de la conducció. Ha de controlar la sortida del motor de potència segons la intenció del conductor, com ara el grau en què el pedal de l'accelerador o el pedal del fre està premut, per garantir que el vehicle pugui conduir segons les expectatives del conductor. Al mateix temps, també necessita rebre i processar informació de retroalimentació de diversos subsistemes del vehicle per proporcionar al conductor el suport necessari per prendre decisions.
En segon lloc, VCU és responsable de la gestió dels fitxers adjunts. Això inclou el control i la gestió de components clau com ara DCDC, carregadors a bord, bombes d'aigua i compressors d'aire condicionat per garantir que puguin funcionar de manera eficient segons sigui necessari.
A més, la gestió energètica també és una responsabilitat important de VCU. En els vehicles elèctrics purs, la VCU ha de coordinar la font d'alimentació de la bateria amb el motor d'alimentació i els accessoris elèctrics per maximitzar la utilització d'energia. Quan la bateria és baixa, la VCU limitarà intel·ligentment la potència de sortida d'alguns accessoris elèctrics, ampliant així l'autonomia del vehicle.
La regeneració d'energia de frenada és una altra funció clau de la VCU. Quan el vehicle frena, el motor elèctric pot actuar com a generador per recuperar l'energia de frenada i emmagatzemar-la en un dispositiu d'emmagatzematge d'energia. La VCU determinarà quan regenerar l'energia de frenada en funció de l'obertura del pedal de l'accelerador i del pedal del fre i el valor SOC de la bateria per aconseguir un ús eficient de l'energia.
La gestió d'errors també és una funció indispensable de VCU. Detecta l'estat del vehicle i la informació d'estat de cada subsistema en temps real mitjançant sensors i bus CAN, i mostra aquesta informació al quadre de comandament. Al mateix temps, VCU també realitzarà un diagnòstic d'errors i un processament de protecció de seguretat per garantir que el vehicle pugui conduir amb seguretat a l'estació de reparació quan es produeixi una avaria.
Finalment, VCU també és responsable de la interacció de la informació amb altres components clau. Transmet les dades principals i l'estat d'avaries del sistema d'alimentació, motor, bateria, sistema d'alta tensió, aire condicionat, etc. al quadre d'instruments i rep la informació de control del conductor. A més, algunes empreses automobilístiques integraran funcions de gestió tèrmica a la VCU per aconseguir un control intel·ligent de bombes d'aigua, ventiladors, vàlvules de control d'aire condicionat, intercanviadors de calor, etc.
Com a controlador "a nivell cerebral" de vehicles d'energia nova, VCU té un paper vital en el control de la conducció, la gestió d'accessoris, la gestió de l'energia, la retroalimentació de l'energia de frenada, la gestió de fallades i la interacció de la informació. És important garantir el funcionament segur i eficient del vehicle. La clau.
2.BMS
El sistema de gestió de bateries, conegut com a BMS, és un sistema intel·ligent que controla i gestiona de manera integral les bateries. Té funcions potents per garantir que la bateria estigui sempre en les millors condicions durant l'ús.
Una de les tasques bàsiques de BMS és controlar la tensió, el corrent i la temperatura de la bateria en temps real. D'aquesta manera, pot detectar i prevenir ràpidament la sobredescàrrega, la sobrecàrrega, la sobretemperatura i altres condicions anormals, protegint així la bateria dels danys.
A més de les funcions bàsiques de monitorització, BMS també té funcions avançades com ara la detecció de fuites, la gestió tèrmica, la gestió de l'equilibri de la bateria i els recordatoris d'alarma. També pot calcular la capacitat restant de la bateria (SOC) i la potència de descàrrega, i informar del grau de deteriorament (SOH) de la bateria i l'estat de la capacitat restant. Aquesta informació és crucial perquè els conductors entenguin el seu nivell de bateria actual i l'autonomia de conducció perquè puguin planificar millor els seus viatges.
Una de les tecnologies bàsiques de BMS és l'estimació de SOC. Aquesta tecnologia pot estimar amb precisió la potència restant de la bateria i garantir que el SOC es manté dins d'un rang raonable, evitant així que la bateria es carregui o es descarregui excessivament. L'estimació de SOC d'alta precisió no només pot millorar l'autonomia de conducció del cotxe, sinó que també pot reduir el cost de la bateria requerit.
A més, BMS també té una funció de control de l'equilibri. Equilibra la capacitat o les diferències de tensió entre les cèl·lules de la bateria per assegurar-se que cada cel·la del paquet de bateria assoleix un estat equilibrat i coherent. Això ajuda a millorar el rendiment general i la seguretat de la bateria.
A més, la funció de gestió tèrmica del sistema de gestió de la bateria (BMS) és crucial per garantir que la bateria funcioni dins del rang de temperatura adequat i redueixi la diferència de temperatura entre mòduls de bateria individuals. Això es deu al fet que el rendiment, la vida i la seguretat de la bateria estan estretament relacionats amb la temperatura. Una temperatura massa alta o massa baixa pot danyar la bateria i afectar el seu funcionament normal.
Per aconseguir una gestió tèrmica eficaç, BMS determinarà primer el rang de temperatura de funcionament òptim de la bateria. Aquest rang normalment es troba dins del rang de temperatura on la bateria té el millor rendiment, la vida més llarga i la seguretat més alta. Un cop determinat aquest rang, el BMS controlarà la temperatura de la bateria en temps real i prendrà les mesures adequades per ajustar la temperatura segons sigui necessari.
El càlcul del camp tèrmic de la bateria i la predicció de la temperatura són un altre enllaç important en la gestió tèrmica. En calcular el camp tèrmic de la bateria, BMS pot entendre la distribució de la temperatura dins de la bateria i predir la tendència futura del canvi de temperatura de la bateria. D'aquesta manera, BMS pot prendre les mesures corresponents amb antelació per evitar que la temperatura de la bateria sigui massa alta o massa baixa.
La selecció dels mitjans de transferència de calor també és un pas clau en la gestió tèrmica. La funció del mitjà de transferència de calor és transferir eficaçment la calor generada per la bateria al sistema de dissipació de calor, mantenint així la temperatura de la bateria dins d'un rang raonable. Els mitjans de transferència de calor habituals inclouen líquids i gasos, i l'elecció de quins mitjans depèn de l'escenari i les necessitats específiques d'aplicació.
El disseny de l'estructura de dissipació de calor del sistema de gestió tèrmica i la selecció del punt estable previst del ventilador també són enllaços clau en la gestió tèrmica. El disseny de l'estructura de dissipació de calor ha de tenir en compte factors com ara l'eficiència de la dissipació de calor, el pes i el cost per garantir un rendiment òptim de dissipació de calor. La selecció del punt estable de predicció del ventilador implica l'optimització de la velocitat del ventilador, el volum d'aire i altres paràmetres per garantir el millor efecte de dissipació de calor i el menor consum d'energia.
Mitjançant la implementació d'aquestes mesures de gestió tèrmica, BMS pot controlar eficaçment la temperatura de la bateria, millorar el rendiment i la vida útil de la bateria, alhora que garanteix el funcionament segur de la bateria. Això és fonamental per a dispositius com els vehicles elèctrics que depenen de l'energia de la bateria, ajudant a millorar el rendiment i la fiabilitat de tot el vehicle.
3.MCU
MCU, o controlador de motor, és el centre nerviós que connecta els motors i les bateries. Correspon a la tasca important d'ajustar el rendiment de tot el vehicle. Amb les seves funcions intel·ligents, no només garanteix la seguretat bàsica i el control precís del vehicle, sinó que també permet que la bateria i el motor funcionin al màxim.
La funció principal de l'MCU és convertir de manera eficient la potència de CC de la bateria d'alimentació en la potència de CA d'alta tensió necessària i impulsar el cos del motor per generar energia mecànica. Al mateix temps, també disposa de funcions de diagnòstic, protecció i emmagatzematge d'avaries del sistema motor, que ofereixen una sòlida garantia per al funcionament de tot el vehicle.
Estructuralment, l'MCU es compon de components clau com ara el sistema d'habitatge i refrigeració, la unitat electrònica de potència, el circuit de control, el programari subjacent i el programari d'algorisme de control. El seu circuit de maquinari adopta conceptes de disseny modular i de plataforma, i la part de la unitat d'alimentació està dissenyada amb múltiples circuits de funció de diagnòstic i protecció per garantir un funcionament estable i fiable. La part del bucle de potència utilitza la tecnologia de connexió paral·lel de mòduls IGBT de grau d'automoció, condensadors de bus personalitzats i un disseny de barres integrades per millorar encara més el rendiment.
Pel que fa al programari, el programari subjacent de l'MCU segueix l'estàndard d'arquitectura de sistema obert AUTOSAR per aconseguir l'objectiu d'una plataforma comuna per al desenvolupament de l'ECU. El programari de la capa d'aplicació es divideix en diversos mòduls, com ara control d'estat, algorisme vectorial, càlcul de parell de demanda i mòdul de diagnòstic segons el disseny funcional. El mòdul d'algorisme vectorial es subdivideix encara més en control MTPA i control de debilitament del camp per garantir la precisió i la precisió de l'estratègia de control. Eficient.
A més, les solucions tècniques clau de l'MCU també són força destacades, com ara basades en un processador principal de dos nuclis d'alt rendiment de 32-bits, tecnologia IGBT paral·lel de grau d'automoció, condensadors de bus de pel·lícula personalitzats i disseny de circuits d'alimentació integrat. Al mateix temps, la carcassa d'alt nivell de protecció i el disseny integrat de dissipació de calor de refrigeració per aigua també garanteixen el funcionament estable de l'MCU.
Sota la tendència futura dels cotxes intel·ligents, el rendiment de seguretat de l'MCU és especialment important. Un cotxe intel·ligent ha d'entendre la gent com un soci, però la seguretat sempre és la base. A l'era dels cotxes connectats intel·ligents, els problemes de seguretat estan a tot arreu, incloses peces, vehicles, sistemes, maquinari, programari, dades, comunicacions i xarxes. Per tant, el rendiment de seguretat de l'MCU també és la clau per garantir que pugui realitzar la seva millor funció.
