Tre kjerneteknologier for nye energikjøretøyer
I plattformarkitekturen til nye energikjøretøyer spiller VCU, MCU og BMS utvilsomt en viktig rolle, og sammen utgjør de kjernen i kjøretøykraft og energistyring.
1.VCU
VCU, eller kjøretøykontroller, er kjernekontrollenheten i nye energikjøretøyer, og dens betydning tilsvarer motorkontrolleren i drivstoffkjøretøyer. I rene elektriske kjøretøy og noen plug-in hybridbiler spiller VCU en viktig rolle.
For det første er VCU ansvarlig for kjørekontroll. Den må kontrollere ytelsen til kraftmotoren i henhold til førerens intensjon, for eksempel i hvilken grad gasspedalen eller bremsepedalen trykkes ned, for å sikre at kjøretøyet kan kjøre i henhold til førerens forventninger. Samtidig må den også motta og behandle tilbakemeldingsinformasjon fra ulike delsystemer i kjøretøyet for å gi føreren nødvendig beslutningsstøtte.
For det andre er VCU ansvarlig for vedleggshåndtering. Dette inkluderer kontroll og styring av nøkkelkomponenter som DCDC, innebygde ladere, vannpumper og klimaanleggkompressorer for å sikre at de kan fungere effektivt etter behov.
I tillegg er energiledelse også et viktig ansvar for VCU. I rene elektriske kjøretøyer må VCU-en koordinere batteriets strømforsyning til strømmotoren og elektrisk tilbehør for å maksimere energiutnyttelsen. Når batteristrømmen er lav, vil VCU-en intelligent begrense utgangseffekten til noe elektrisk tilbehør, og dermed utvide kjøretøyets rekkevidde.
Regenerering av bremseenergi er en annen nøkkelfunksjon til VCU. Når kjøretøyet bremser, kan den elektriske motoren fungere som en generator for å gjenvinne bremseenergi og lagre den i en energilagringsenhet. VCU vil bestemme når bremseenergien skal regenereres basert på åpningen av gasspedalen og bremsepedalen og SOC-verdien til batteriet for å oppnå effektiv bruk av energi.
Feilhåndtering er også en uunnværlig funksjon til VCU. Den oppdager kjøretøystatus og statusinformasjon for hvert delsystem i sanntid gjennom sensorer og CAN-buss, og viser denne informasjonen på dashbordet. Samtidig vil VCU også utføre feildiagnose og sikkerhetsbeskyttelsesbehandling for å sikre at kjøretøyet trygt kan kjøre til reparasjonsstasjonen når en feil oppstår.
Til slutt er VCU også ansvarlig for informasjonsinteraksjon med andre nøkkelkomponenter. Den overfører hoveddata og feilstatus for strømsystemet, motoren, batteriet, høyspentsystemet, klimaanlegget osv. til instrumentpanelet og mottar førerens kontrollinformasjon. I tillegg vil noen bilselskaper integrere termiske styringsfunksjoner i VCU for å oppnå intelligent styring av vannpumper, vifter, reguleringsventiler for klimaanlegg, varmevekslere, etc.
Som kontroller på "hjernenivå" for nye energikjøretøyer, spiller VCU en viktig rolle i kjørekontroll, tilbehørshåndtering, energistyring, tilbakemelding av bremseenergi, feilhåndtering og informasjonsinteraksjon. Det er viktig å sikre sikker og effektiv drift av kjøretøyet. Nøkkelen.
2.BMS
Batteristyringssystemet, referert til som BMS, er et intelligent system som omfattende overvåker og administrerer batterier. Den har kraftige funksjoner for å sikre at batteriet alltid er i beste stand under bruk.
En av kjerneoppgavene til BMS er å overvåke batterispenning, strøm og temperatur i sanntid. På denne måten kan den umiddelbart oppdage og forhindre batterioverlading, overlading, overtemperatur og andre unormale forhold, og dermed beskytte batteriet mot skade.
I tillegg til grunnleggende overvåkingsfunksjoner har BMS også avanserte funksjoner som lekkasjedeteksjon, termisk styring, batteribalanseringsstyring og alarmpåminnelser. Den kan også beregne batteriets gjenværende kapasitet (SOC) og lade ut strøm, og rapportere batteriets grad av forringelse (SOH) og gjenværende kapasitetsstatus. Denne informasjonen er avgjørende for at sjåfører skal forstå deres nåværende batterinivå og rekkevidde, slik at de bedre kan planlegge reisen.
En av kjerneteknologiene til BMS er SOC-estimering. Denne teknologien kan nøyaktig estimere gjenværende strøm til batteriet og sikre at SOC holdes innenfor et rimelig område, og dermed forhindre at batteriet overlades eller overlades. Høypresisjon SOC-estimering kan ikke bare forbedre rekkevidden til bilen, men også redusere de nødvendige batterikostnadene.
I tillegg har BMS også en balansekontrollfunksjon. Den balanserer kapasiteten eller spenningsforskjellene mellom battericellene for å sikre at hver celle i batteripakken når en balansert og konsistent tilstand. Dette bidrar til å forbedre den generelle ytelsen og sikkerheten til batteripakken.
I tillegg er den termiske styringsfunksjonen i batteristyringssystemet (BMS) avgjørende for å sikre at batteriet fungerer innenfor riktig temperaturområde og reduserer temperaturforskjellen mellom individuelle batterimoduler. Dette er fordi batteriytelse, levetid og sikkerhet er nært knyttet til temperatur. For høy eller for lav temperatur kan forårsake skade på batteriet og påvirke dets normale drift.
For å oppnå effektiv termisk styring, vil BMS først bestemme det optimale driftstemperaturområdet for batteriet. Dette området er vanligvis innenfor temperaturområdet der batteriet har best ytelse, lengst levetid og høyest sikkerhet. Når dette området er bestemt, vil BMS overvåke temperaturen på batteriet i sanntid og iverksette passende tiltak for å justere temperaturen etter behov.
Termisk feltberegning av batteri og temperaturprediksjon er et annet viktig ledd i termisk styring. Ved å beregne batteriets termiske felt, kan BMS forstå temperaturfordelingen inne i batteriet og forutsi fremtidens temperaturendringstrend for batteriet. På denne måten kan BMS gjøre tilsvarende tiltak på forhånd for å hindre at batteritemperaturen blir for høy eller for lav.
Valget av varmeoverføringsmedier er også et nøkkeltrinn i termisk styring. Funksjonen til varmeoverføringsmediet er å effektivt overføre varmen som genereres av batteriet til varmeavledningssystemet, og dermed holde batteritemperaturen innenfor et rimelig område. Vanlige varmeoverføringsmedier inkluderer væsker og gasser, og valget av hvilke medier avhenger av det spesifikke bruksscenarioet og behovene.
Utformingen av varmeavledningsstrukturen til det termiske styringssystemet og valget av viftens forutsagte stabile punkt er også nøkkelledd i termisk styring. Utformingen av varmeavledningsstrukturen må ta hensyn til faktorer som varmeavledningseffektivitet, vekt og kostnader for å sikre optimal varmeavledningsytelse. Valget av stabilt punkt for vifteprediksjon innebærer optimering av viftehastighet, luftvolum og andre parametere for å sikre best mulig varmeavledningseffekt og lavest energiforbruk.
Ved å implementere disse termiske styringstiltakene, kan BMS effektivt kontrollere temperaturen på batteriet, forbedre ytelsen og levetiden til batteriet, samtidig som det sikrer sikker drift av batteriet. Dette er avgjørende for enheter som elektriske kjøretøyer som er avhengige av batteristrøm, og bidrar til å forbedre ytelsen og påliteligheten til hele kjøretøyet.
3.MCU
MCU, eller motorkontroller, er nervesenteret som forbinder motorer og batterier. Den tar på seg den viktige oppgaven med å justere ytelsen til hele kjøretøyet. Med sine intelligente funksjoner sikrer den ikke bare grunnleggende sikkerhet og presis kontroll av kjøretøyet, men gjør det også mulig for batteriet og motoren å yte sitt beste.
Kjernefunksjonen til MCU er å effektivt konvertere DC-kraften til strømbatteriet til nødvendig høyspent vekselstrøm, og drive motorkroppen til å gi ut mekanisk energi. Samtidig har den også motorsystemfeildiagnose, beskyttelse og lagringsfunksjoner, som gir en solid garanti for driften av hele kjøretøyet.
Strukturelt sett er MCU sammensatt av nøkkelkomponenter som hus og kjølesystem, kraftelektronikk, kontrollkrets, underliggende programvare og programvare for kontrollalgoritmer. Maskinvarekretsen vedtar modulære og plattformdesignkonsepter, og drivmotordelen er designet med flere diagnose- og beskyttelsesfunksjonskretser for å sikre stabil og pålitelig drift. Strømsløyfedelen bruker parallellkoblingsteknologi for IGBT-moduler i bilindustrien, tilpassede busskondensatorer og integrert samleskinnedesign for å forbedre ytelsen ytterligere.
Når det gjelder programvare, følger den underliggende programvaren til MCU AUTOSAR åpen systemarkitekturstandard for å oppnå målet om en felles plattform for ECU-utvikling. Programvaren for applikasjonslag er delt inn i flere moduler som tilstandskontroll, vektoralgoritme, beregning av behovsmoment og diagnosemodul i henhold til funksjonell design. Vektoralgoritmemodulen er videre delt inn i MTPA-kontroll og feltsvekkelseskontroll for å sikre nøyaktigheten og nøyaktigheten til kontrollstrategien. Effektiv.
I tillegg er de viktigste tekniske løsningene til MCU også ganske enestående, inkludert basert på 32-bits høyytelses dual-core hovedprosessor, parallell IGBT-teknologi i bilindustrien, tilpassede filmbusskondensatorer og integrert strømkretsdesign. Samtidig sikrer det høye beskyttelsesnivået og den integrerte vannkjølende varmeavledningsdesignen stabil drift av MCU.
Under den fremtidige trenden med smarte biler er sikkerhetsytelsen til MCU spesielt viktig. En smart bil trenger å forstå folk som en partner, men sikkerhet er alltid grunnlaget. I en tid med intelligente tilkoblede biler er sikkerhetsproblemer overalt, inkludert deler, kjøretøy, systemer, maskinvare, programvare, data, kommunikasjon og nettverk. Derfor er sikkerhetsytelsen til MCU også nøkkelen til å sikre at den kan utføre sin beste funksjon.
