Pumbaa電気自動車モーターコントローラーユニット（MCU）PMC10A

MCUの主要な機能

モーターコントロールユニットは、電気自動車モーターの中央コントロールハブであり、スムーズで効率的な運転を確保するために多くの重要な機能を実行します。その主な機能はですバッテリーから供給されたDC（直流）を3相電力（AC）に変換するには それはモーターを駆動します。

さらに、MCUは、温度、電流、電圧などの重要なパラメーターを監視し、モーター性能を最適化し、潜在的な故障を防ぎます。また、モーターの速度、トルク、方向、およびドライバーまたは車両制御システムの入力に従ってモーターの対応する出力電力を正確に制御できます。

motorモーターコントロールユニット（MCU）の主な機能は、コントロールモータートルクと速度です

motorモーターを開始/停止します

Prevent電気障害

▎過負荷保護を促進します

モーター回転の方向を変更します

regenerative regenerativeブレーキ

MCUは典型的なハードウェアアーキテクチャです

次の図は、MCUの典型的なハードウェアアーキテクチャ図を示しています。主に電源、電流検出回路、インバーター回路（VSI）、CANトランシーバー、MCUで構成されています。

Microcontroller MCU：マイクロコントローラー自体のメインコントロール入力は、ドライバーが制御できるスイッチ信号から来ています。スイッチ信号は、PWMパルスのデューティサイクルがどのように変化して必要な速度とトルクを得るかを決定します。高効率と高速制御を実現するために、マイクロコントローラーはFOCコントロールを実装できます。

▎VSI（電圧ソースインバーター）：VSIの主な機能は、モーターの位置フィードバックを介してDCをACに変換することです。一般に、VSIは6つのIGBTを使用しています。ただし、インバーターの現在の機能を改善するために、IGBTの並列組み合わせも使用されます。低電圧モーター（通常は100V未満）はMOSFET（金属酸化物半導体フィールド効果トランジスタ）を使用し、高電圧モーターはGAN電源スイッチと炭化シリコン（SIC）断熱ゲート双極トランジスタ（IGBT）ドライバーを使用します。

▎電流検出回路：誘導モーター相電流の場合、HOULE効果に基づく電流センサーが使用されます。一般に、2つの電流センサーが2相電流を感知するために使用され、第三相電流はこれら2つのセンサーから派生します。

Power：電源マイクロコントローラー、モーター温度センサー、および位置センサーには、さまざまなレベルの電力が必要です。さらに、マイクロコントローラーには現在のセンサーが組み込まれているため、これらのセンサーに適切なバイアス電圧を提供するために電力が必要です。これらの要件を満たすために、電源パーツは、必要に応じてバッテリーのDC電圧を異なる電圧に変換します。

GATEドライバー：ゲートドライバー回路は、Microcontrollerによって生成されたPWMパルス電圧レベルを増幅してIGBTを駆動します。

CANトランシーバー：CANトランシーバーの機能は、缶バスに関するデータを送信および受信することです。 MCUと車両の他のモジュール間の通信が実現されます。

MCUの仕組み

マイクロコントローラーMCUは、複雑な制御アルゴリズムを実行し、モーターの全体的な動作を管理する責任があります。また、システム内の他のECUと通信し、VCUから制御情報を取得できる外部通信インターフェイス（主にCAN）を提供します。 MCUによって生成されたPWM信号は、ゲートドライバーによって増幅され、電力スイッチIGBTを制御するために使用されます。インバーターVSIは、DCとAC間の変換を実現できます。通常、この変換を実現するために3つのハーフブリッジを備えた6つのIGBTが使用され、モーターの現在の要件を満たすために並列接続の数が増加します。さまざまな検出およびサンプリング回路は、正確な制御のために、位置、位相電流、温度などのモーターパラメーターのフィードバックを提供します。

BLDC/PMSM DCモーターやACモーターなど、多くの種類のモーターがあります。したがって、電気自動車で使用されるモーターコントロールアルゴリズムは、モーターと制御の種類（オープンループまたは閉ループ）に依存します。

対応する関係は次のとおりです。

MCUの未来

▎複数のモーターを制御します。電気自動車産業の開発により、モーター制御装置は大きな進歩を遂げました。新たな傾向は、複数のモーターを同時に制御できるモーター制御デバイスの開発です。

モーターでは、ハブ駆動型の2つのモードとミッドドライブのモードを探索します。

MCUの統合と効率の改善により、半導体材料の第3世代リストは、通常SICとGANで広く使用されます。従来のシリコンベースのスイッチと比較して、GAN電源スイッチは、スイッチング速度が高く、電力損失が低く、熱性能が向上するという利点があります。したがって、モーター制御デバイスは、効率が高く、エネルギー消費量が少なく、電力密度が高くなります。 SICおよびIGBTドライバーは、より高い動作温度と電圧機能を提供して、要求の厳しいEVアプリケーションのパフォーマンスと信頼性を向上させることができます。

MCUの知的化。 MCUの機械学習と人工知能は、データの整合性を保護し、人為的エラーを減らすことができます。

電気自動車（EV）の普及により、EVパフォーマンスの向上におけるモーターコントロールユニット（MCU）の役割がますます重要になります。 MCUの建築と技術の継続的な進歩により、電気自動車の未来はより効率的で、強力で持続可能になると考えています。