Три основные технологии транспортных средств на новой энергии
В платформенной архитектуре транспортных средств на новых источниках энергии VCU, MCU и BMS, несомненно, играют жизненно важную роль, и вместе они образуют ядро управления мощностью и энергопотреблением автомобиля.
1.ВКУ
VCU, или контроллер транспортного средства, является основным блоком управления в транспортных средствах на новых источниках энергии, и его значение эквивалентно контроллеру двигателя в транспортных средствах, работающих на топливе. В электромобилях и некоторых гибридных автомобилях VCU играет жизненно важную роль.
Во-первых, VCU отвечает за управление движением. Ему необходимо контролировать мощность силового двигателя в соответствии с намерениями водителя, например, степенью нажатия педали акселератора или тормоза, чтобы гарантировать, что транспортное средство может двигаться в соответствии с ожиданиями водителя. В то же время ему также необходимо получать и обрабатывать информацию обратной связи от различных подсистем автомобиля, чтобы предоставить водителю необходимую поддержку при принятии решений.
Во-вторых, VCU отвечает за управление вложениями. Сюда входит контроль и управление такими ключевыми компонентами, как DCDC, бортовые зарядные устройства, водяные насосы и компрессоры кондиционеров, чтобы гарантировать их эффективную работу по мере необходимости.
Кроме того, управление энергопотреблением также является важной обязанностью VCU. В чисто электрических транспортных средствах VCU должен координировать подачу питания от аккумулятора к силовому двигателю и электрическим аксессуарам, чтобы максимизировать использование энергии. Когда заряд аккумулятора низкий, VCU разумно ограничивает выходную мощность некоторых электрических аксессуаров, тем самым увеличивая запас хода автомобиля.
Рекуперация энергии торможения — еще одна ключевая функция VCU. Когда автомобиль тормозит, электродвигатель может действовать как генератор, восстанавливая энергию торможения и сохраняя ее в устройстве хранения энергии. VCU определит, когда следует регенерировать энергию торможения, на основании открытия педали акселератора и тормоза, а также значения SOC аккумуляторной батареи для достижения эффективного использования энергии.
Обработка неисправностей также является незаменимой функцией VCU. Он определяет состояние автомобиля и информацию о состоянии каждой подсистемы в режиме реального времени через датчики и шину CAN и отображает эту информацию на приборной панели. В то же время VCU также выполнит диагностику неисправностей и обработку мер безопасности, чтобы гарантировать, что автомобиль может безопасно доехать до ремонтной станции в случае возникновения неисправности.
Наконец, VCU также отвечает за информационное взаимодействие с другими ключевыми компонентами. Он передает основные данные и статус неисправностей системы питания, двигателя, аккумулятора, высоковольтной системы, кондиционера и т. д. на приборную панель и получает управляющую информацию водителя. Кроме того, некоторые автомобильные компании интегрируют функции управления температурным режимом в VCU, чтобы обеспечить интеллектуальное управление водяными насосами, вентиляторами, регулирующими клапанами кондиционирования воздуха, теплообменниками и т. д.
В качестве контроллера «мозгового уровня» транспортных средств на новых источниках энергии VCU играет жизненно важную роль в управлении вождением, управлении аксессуарами, управлении энергопотреблением, обратной связи по энергии торможения, устранении неисправностей и взаимодействии информации. Важно обеспечить безопасную и эффективную эксплуатацию автомобиля. Ключ.
2.БМС
Система управления батареями, называемая BMS, представляет собой интеллектуальную систему, которая комплексно контролирует батареи и управляет ими. Он оснащен мощными функциями, которые гарантируют, что аккумулятор всегда будет в наилучшем состоянии во время использования.
Одной из основных задач BMS является мониторинг напряжения, тока и температуры аккумуляторной батареи в режиме реального времени. Таким образом, он может быстро обнаружить и предотвратить чрезмерную разрядку, перезарядку, перегрев и другие ненормальные состояния аккумулятора, тем самым защищая аккумулятор от повреждения.
В дополнение к базовым функциям мониторинга BMS также имеет расширенные функции, такие как обнаружение утечек, управление температурным режимом, управление балансировкой батарей и напоминания о тревогах. Он также может рассчитать оставшуюся емкость аккумулятора (SOC) и мощность разряда, а также сообщить о степени износа аккумулятора (SOH) и состоянии оставшейся емкости. Эта информация имеет решающее значение для водителей, чтобы понять текущий уровень заряда батареи и запас хода, чтобы они могли лучше планировать свои поездки.
Одной из основных технологий BMS является оценка SOC. Эта технология может точно оценить оставшуюся мощность аккумулятора и гарантировать, что SOC поддерживается в разумных пределах, тем самым предотвращая перезарядку или чрезмерную разрядку аккумулятора. Высокоточная оценка SOC может не только увеличить запас хода автомобиля, но и снизить требуемую стоимость аккумулятора.
Кроме того, BMS также имеет функцию контроля баланса. Он уравновешивает разницу в емкости или напряжении между ячейками батареи, чтобы гарантировать, что каждая ячейка в аккумуляторном блоке достигает сбалансированного и стабильного состояния. Это помогает улучшить общую производительность и безопасность аккумуляторной батареи.
Кроме того, функция управления температурным режимом в системе управления аккумулятором (BMS) имеет решающее значение для обеспечения работы аккумулятора в соответствующем температурном диапазоне и уменьшения разницы температур между отдельными аккумуляторными модулями. Это связано с тем, что производительность, срок службы и безопасность аккумулятора тесно связаны с температурой. Слишком высокая или слишком низкая температура может привести к повреждению аккумулятора и повлиять на его нормальную работу.
Чтобы добиться эффективного управления температурным режимом, BMS сначала определит оптимальный диапазон рабочих температур аккумулятора. Этот диапазон обычно находится в диапазоне температур, при котором батарея имеет наилучшие характеристики, самый длительный срок службы и максимальную безопасность. Как только этот диапазон будет определен, BMS будет контролировать температуру батареи в режиме реального времени и принимать соответствующие меры для регулировки температуры по мере необходимости.
Расчет теплового поля батареи и прогнозирование температуры являются еще одним важным звеном в управлении температурным режимом. Рассчитывая тепловое поле батареи, BMS может понять распределение температуры внутри батареи и предсказать будущую тенденцию изменения температуры батареи. Таким образом, BMS может заранее принять соответствующие меры, чтобы предотвратить слишком высокую или слишком низкую температуру батареи.
Выбор теплоносителя также является ключевым шагом в управлении температурным режимом. Функция теплоносителя заключается в эффективной передаче тепла, вырабатываемого аккумулятором, в систему рассеивания тепла, тем самым поддерживая температуру аккумулятора в разумном диапазоне. К распространенным средам теплопередачи относятся жидкости и газы, выбор которых зависит от конкретного сценария применения и потребностей.
Проектирование структуры рассеивания тепла системы терморегулирования и выбор прогнозируемой стабильной точки вентилятора также являются ключевыми звеньями в терморегулировании. При проектировании конструкции рассеивания тепла необходимо учитывать такие факторы, как эффективность рассеивания тепла, вес и стоимость, чтобы обеспечить оптимальные характеристики рассеивания тепла. Выбор стабильной точки прогнозирования вентилятора включает оптимизацию скорости вентилятора, объема воздуха и других параметров для обеспечения наилучшего эффекта рассеивания тепла и наименьшего энергопотребления.
Реализуя эти меры по управлению температурным режимом, BMS может эффективно контролировать температуру батареи, улучшать ее производительность и срок службы, обеспечивая при этом безопасную эксплуатацию батареи. Это критически важно для таких устройств, как электромобили, которые работают от аккумулятора, помогая повысить производительность и надежность всего автомобиля.
3.МК
MCU, или контроллер двигателя, — это нервный центр, соединяющий двигатели и аккумуляторы. Он берет на себя важную задачу по настройке производительности всего автомобиля. Благодаря своим интеллектуальным функциям он не только обеспечивает базовую безопасность и точное управление транспортным средством, но также позволяет аккумулятору и двигателю работать максимально эффективно.
Основная функция MCU заключается в эффективном преобразовании мощности постоянного тока аккумуляторной батареи в необходимую высоковольтную мощность переменного тока и приведении в действие корпуса двигателя для вывода механической энергии. В то же время он также имеет функции диагностики неисправностей системы двигателя, защиты и хранения, обеспечивая надежную гарантию работы всего автомобиля.
Структурно MCU состоит из ключевых компонентов, таких как корпус и система охлаждения, силовой электронный блок, схема управления, базовое программное обеспечение и программное обеспечение алгоритма управления. Его аппаратная схема использует концепции модульной и платформенной конструкции, а часть силового привода спроектирована с несколькими схемами функций диагностики и защиты для обеспечения стабильной и надежной работы. В силовой петле используется технология параллельного соединения IGBT-модулей автомобильного класса, специальные конденсаторы шины и встроенная конструкция шины для дальнейшего повышения производительности.
Что касается программного обеспечения, базовое программное обеспечение MCU соответствует стандарту архитектуры открытой системы AUTOSAR для достижения цели создания общей платформы для разработки ECU. Программное обеспечение прикладного уровня разделено на несколько модулей, таких как управление состоянием, векторный алгоритм, расчет крутящего момента и модуль диагностики в соответствии с функциональным дизайном. Модуль векторного алгоритма дополнительно подразделяется на контроль MTPA и контроль ослабления поля для обеспечения точности и точности стратегии управления. Эффективный.
Кроме того, ключевые технические решения MCU также весьма выдающиеся, в том числе на основе 32-битного высокопроизводительного двухъядерного главного процессора, параллельной технологии IGBT автомобильного уровня, индивидуальных пленочных конденсаторов шины и конструкции интегрированной схемы питания. В то же время корпус с высоким уровнем защиты и встроенная конструкция рассеивания тепла с водяным охлаждением также обеспечивают стабильную работу MCU.
В соответствии с будущей тенденцией развития умных автомобилей, показатели безопасности MCU особенно важны. Умный автомобиль должен понимать людей как партнер, но в основе всегда лежит безопасность. В эпоху интеллектуальных подключенных автомобилей проблемы безопасности возникают повсюду, включая детали, транспортные средства, системы, оборудование, программное обеспечение, данные, коммуникации и сети. Таким образом, показатели безопасности MCU также являются ключом к обеспечению наилучшего выполнения им своих функций.
