Tiga Teknologi Inti Kendaraan Energi Baru
Dalam arsitektur platform kendaraan energi baru, VCU, MCU, dan BMS tidak diragukan lagi memainkan peran penting, dan bersama-sama membentuk inti tenaga kendaraan dan manajemen energi.
1. VCU
VCU, atau pengontrol kendaraan, adalah unit kendali inti pada kendaraan energi baru, dan kepentingannya setara dengan pengontrol mesin pada kendaraan berbahan bakar. Pada kendaraan listrik murni dan beberapa kendaraan hibrida plug-in, VCU memainkan peran penting.
Pertama, VCU bertanggung jawab atas kendali mengemudi. Perlu dilakukan pengontrolan keluaran tenaga motor sesuai dengan keinginan pengemudi, seperti sejauh mana pedal akselerator atau pedal rem ditekan, untuk memastikan kendaraan dapat melaju sesuai harapan pengemudi. Pada saat yang sama, kendaraan juga perlu menerima dan memproses informasi umpan balik dari berbagai subsistem kendaraan untuk memberikan dukungan keputusan yang diperlukan kepada pengemudi.
Kedua, VCU bertanggung jawab atas manajemen lampiran. Hal ini mencakup pengendalian dan pengelolaan komponen-komponen utama seperti DCDC, pengisi daya terpasang, pompa air, dan kompresor AC untuk memastikan bahwa komponen-komponen tersebut dapat beroperasi secara efisien sesuai kebutuhan.
Selain itu, pengelolaan energi juga menjadi tanggung jawab penting VCU. Pada kendaraan listrik murni, VCU perlu mengoordinasikan pasokan daya baterai ke motor listrik dan aksesori listrik untuk memaksimalkan pemanfaatan energi. Ketika daya baterai hampir habis, VCU akan dengan cerdas membatasi daya keluaran beberapa aksesori listrik, sehingga memperluas jangkauan berkendara kendaraan.
Regenerasi energi pengereman adalah fungsi utama VCU lainnya. Saat kendaraan direm, motor listrik dapat berperan sebagai generator untuk memulihkan energi pengereman dan menyimpannya dalam alat penyimpan energi. VCU akan menentukan kapan harus meregenerasi energi pengereman berdasarkan pembukaan pedal akselerator dan pedal rem serta nilai SOC baterai untuk mencapai efisiensi penggunaan energi.
Penanganan kesalahan juga merupakan fungsi VCU yang sangat diperlukan. Ini mendeteksi status kendaraan dan informasi status setiap subsistem secara real time melalui sensor dan bus CAN, dan menampilkan informasi ini di dashboard. Pada saat yang sama, VCU juga akan melakukan diagnosis kesalahan dan proses perlindungan keselamatan untuk memastikan bahwa kendaraan dapat berkendara dengan aman ke stasiun perbaikan ketika terjadi kesalahan.
Terakhir, VCU juga bertanggung jawab atas interaksi informasi dengan komponen penting lainnya. Ini mengirimkan data utama dan status kesalahan sistem tenaga, motor, baterai, sistem tegangan tinggi, AC, dll. ke panel instrumen dan menerima informasi kontrol pengemudi. Selain itu, beberapa perusahaan mobil akan mengintegrasikan fungsi manajemen termal ke dalam VCU untuk mencapai kontrol cerdas terhadap pompa air, kipas angin, katup kontrol AC, penukar panas, dll.
Sebagai pengontrol "tingkat otak" kendaraan energi baru, VCU memainkan peran penting dalam kontrol mengemudi, manajemen aksesori, manajemen energi, umpan balik energi pengereman, penanganan kesalahan, dan interaksi informasi. Penting untuk memastikan pengoperasian kendaraan yang aman dan efisien. Kunci.
2.BMS
Sistem manajemen baterai, yang disebut BMS, adalah sistem cerdas yang memantau dan mengelola baterai secara komprehensif. Memiliki fungsi yang kuat untuk memastikan baterai selalu dalam kondisi terbaik saat digunakan.
Salah satu tugas inti BMS adalah memantau tegangan, arus, dan suhu baterai secara real time. Dengan cara ini, baterai dapat segera mendeteksi dan mencegah pengosongan baterai yang berlebihan, pengisian daya yang berlebihan, suhu yang berlebihan, dan kondisi abnormal lainnya, sehingga melindungi baterai dari kerusakan.
Selain fungsi pemantauan dasar, BMS juga memiliki fungsi lanjutan seperti deteksi kebocoran, manajemen termal, manajemen keseimbangan baterai, dan pengingat alarm. Ini juga dapat menghitung sisa kapasitas baterai (SOC) dan daya pengosongan, serta melaporkan tingkat kerusakan baterai (SOH) dan status kapasitas tersisa. Informasi ini sangat penting bagi pengemudi untuk memahami tingkat baterai dan jangkauan mengemudi mereka saat ini sehingga mereka dapat merencanakan perjalanan mereka dengan lebih baik.
Salah satu teknologi inti BMS adalah estimasi SOC. Teknologi ini dapat secara akurat memperkirakan sisa daya baterai dan memastikan bahwa SOC dipertahankan dalam kisaran yang wajar, sehingga mencegah baterai dari pengisian daya yang berlebihan atau pengosongan yang berlebihan. Estimasi SOC presisi tinggi tidak hanya meningkatkan jangkauan berkendara mobil, tetapi juga mengurangi biaya baterai yang dibutuhkan.
Selain itu, BMS juga memiliki fungsi pengatur keseimbangan. Ini menyeimbangkan perbedaan kapasitas atau voltase antara sel baterai untuk memastikan bahwa setiap sel dalam paket baterai mencapai keadaan seimbang dan konsisten. Ini membantu meningkatkan kinerja dan keamanan baterai secara keseluruhan.
Selain itu, fungsi manajemen termal dalam sistem manajemen baterai (BMS) sangat penting untuk memastikan baterai beroperasi dalam kisaran suhu yang sesuai dan mengurangi perbedaan suhu antara masing-masing modul baterai. Hal ini karena performa, masa pakai, dan keamanan baterai berkaitan erat dengan suhu. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat menyebabkan kerusakan pada baterai dan mempengaruhi pengoperasian normalnya.
Untuk mencapai manajemen termal yang efektif, BMS pertama-tama akan menentukan kisaran suhu pengoperasian baterai yang optimal. Kisaran ini biasanya berada dalam kisaran suhu di mana baterai memiliki kinerja terbaik, masa pakai paling lama, dan keamanan tertinggi. Setelah kisaran ini ditentukan, BMS akan memantau suhu baterai secara real time dan mengambil tindakan yang tepat untuk menyesuaikan suhu sesuai kebutuhan.
Perhitungan medan termal baterai dan prediksi suhu merupakan tautan penting lainnya dalam manajemen termal. Dengan menghitung medan termal baterai, BMS dapat memahami distribusi suhu di dalam baterai dan memprediksi tren perubahan suhu baterai di masa depan. Dengan cara ini, BMS dapat mengambil tindakan yang sesuai terlebih dahulu untuk mencegah suhu baterai menjadi terlalu tinggi atau terlalu rendah.
Pemilihan media perpindahan panas juga merupakan langkah penting dalam manajemen termal. Fungsi media perpindahan panas adalah untuk secara efektif mentransfer panas yang dihasilkan oleh baterai ke sistem pembuangan panas, sehingga menjaga suhu baterai dalam kisaran yang wajar. Media perpindahan panas yang umum mencakup cairan dan gas, dan pilihan media mana yang bergantung pada skenario aplikasi dan kebutuhan spesifik.
Desain struktur pembuangan panas dari sistem manajemen termal dan pemilihan titik stabil prediksi kipas juga merupakan penghubung utama dalam manajemen termal. Desain struktur pembuangan panas perlu mempertimbangkan faktor-faktor seperti efisiensi pembuangan panas, berat, dan biaya untuk memastikan kinerja pembuangan panas yang optimal. Pemilihan titik stabil prediksi kipas melibatkan optimalisasi kecepatan kipas, volume udara, dan parameter lainnya untuk memastikan efek pembuangan panas terbaik dan konsumsi energi terendah.
Dengan menerapkan langkah-langkah manajemen termal ini, BMS dapat mengontrol suhu baterai secara efektif, meningkatkan kinerja dan masa pakai baterai, sekaligus memastikan pengoperasian baterai yang aman. Hal ini penting untuk perangkat seperti kendaraan listrik yang mengandalkan daya baterai, membantu meningkatkan kinerja dan keandalan seluruh kendaraan.
3. MCU
MCU, atau pengontrol motor, adalah pusat saraf yang menghubungkan motor dan baterai. Ini memikul tugas penting untuk menyesuaikan kinerja seluruh kendaraan. Dengan fitur-fitur cerdasnya, tidak hanya menjamin keselamatan dasar dan pengendalian kendaraan secara presisi, namun juga memungkinkan baterai dan motor bekerja sebaik mungkin.
Fungsi inti MCU adalah untuk secara efisien mengubah daya DC dari baterai menjadi daya AC tegangan tinggi yang diperlukan, dan menggerakkan bodi motor untuk menghasilkan energi mekanik. Pada saat yang sama, ia juga memiliki diagnosis kesalahan sistem motor, fungsi perlindungan dan penyimpanan, memberikan jaminan yang kuat untuk pengoperasian seluruh kendaraan.
Secara struktural, MCU terdiri dari komponen-komponen utama seperti housing dan sistem pendingin, unit elektronik daya, sirkuit kontrol, perangkat lunak yang mendasarinya, dan perangkat lunak algoritma kontrol. Sirkuit perangkat kerasnya mengadopsi konsep desain modular dan platform, dan bagian penggerak daya dirancang dengan beberapa sirkuit fungsi diagnostik dan perlindungan untuk memastikan pengoperasian yang stabil dan andal. Bagian power loop menggunakan teknologi koneksi paralel modul IGBT tingkat otomotif, kapasitor bus yang disesuaikan, dan desain busbar terintegrasi untuk lebih meningkatkan kinerja.
Dalam hal perangkat lunak, perangkat lunak yang mendasari MCU mengikuti standar arsitektur sistem terbuka AUTOSAR untuk mencapai tujuan platform umum untuk pengembangan ECU. Perangkat lunak lapisan aplikasi dibagi menjadi beberapa modul seperti kontrol keadaan, algoritma vektor, perhitungan torsi permintaan dan modul diagnostik sesuai dengan desain fungsional. Modul algoritma vektor dibagi lagi menjadi kontrol MTPA dan kontrol pelemahan lapangan untuk memastikan keakuratan dan keakuratan strategi kontrol. Efisien.
Selain itu, solusi teknis utama MCU juga cukup luar biasa, termasuk berdasarkan 32-prosesor utama inti ganda berperforma tinggi, teknologi IGBT paralel tingkat otomotif, kapasitor bus film khusus, dan desain sirkuit daya terintegrasi. Pada saat yang sama, housing tingkat perlindungan tinggi dan desain pembuangan panas pendingin air terintegrasi juga memastikan pengoperasian MCU yang stabil.
Di bawah tren mobil pintar di masa depan, kinerja keselamatan MCU sangatlah penting. Mobil pintar perlu memahami orang seperti pasangannya, namun keselamatan selalu menjadi fondasinya. Di era mobil yang terhubung dengan cerdas, masalah keamanan ada di mana-mana, termasuk suku cadang, kendaraan, sistem, perangkat keras, perangkat lunak, data, komunikasi, dan jaringan. Oleh karena itu, kinerja keselamatan MCU juga menjadi kunci untuk memastikan dapat menjalankan fungsi terbaiknya.