Řídící jednotky pro elektrické trakční motory

Řízení pohonných motorů pro bezpilotní letadla, elektrokola, elektrické skůtry, motorky a další EV. Rodina našich regulátorů ESC3 nabízí nejširší možnosti využití, ať už je Vaší prioritou extrémní dynamika, maximální efektivita, plynulost rozjezdu, rekuperace či cenová optimalizace.

Posledních více než 5 let jsme se věnovali intenzivnímu vývoji s cílem představit exkluzivní produktovou řadu regulátorů. Vývojem jsme prošli od samého začátku. Veškere použité technologie, algoritmy, zapojení jsou naše vlastní a vyvinuli jsme je s cílem posunout hranice elektrických pohonných systémů.

Vlastnosti

  • Extrémní dynamika.
  • Extrémní účinnost a kroutící moment.
  • Malé rozměry.
  • Bezsenzorové řízení. Od nulových otáček.
  • Uživatelská přívětivost.
  • Flexibilita.

 

Technologie

 

Přímé řízení momentu. Od samého začátku jsme se zaměřovali spíše na co možná nejpřesnější hardware, který by toho umožňoval více, než pouze implementaci klasických metod, jako je například FOC. Používáme proprietární analogové obvody pro precizní měření a fázovych proudu a napětí. Díky šířce pásma v řádu několika MHz, nízkému šumu a DSP je reakční doba pouze několik desítek nanosekund. Oproti klasickému řízení v uzavřené smyčce nám DTC umožňuje zcela eliminovat proudový překmit. Výsledkem je extrémní dynamika motoru bez rizika přetěžování řídící jednotky/kabelů/motoru.

 

Hybridní bezsenzorové řízení. Jste přesvědčeni, že bezsenzorové řízení se nedá použít tam, kde je potřeba velmi rychlá odezva motoru? Rodina ESC3 řídí dechberoucí krosovou motorku bez jakýchkoliv motorových senzorů, a to od nulových otáček. I v případě, že jsou senzory používány pro rozběh, řídící jednotka vždy nakonec přepne do bezsenzorového režimu. Díky tomu se eliminují statické chyby polohování senzorů i dynamické chyby z indukované magnetizace. Časování komutace je tak vždy přesné a v ten správný moment. Tento přístup typicky zlepšuje účinnost až o 40%, navíc eliminuje potřebu nespolehlivých senzorů. V režimu vektorového řízení kontrolér dokáže např. rozpoznat polohu rotoru v nulových otáčkách díky magnetické nesymetrii a měřit teplotu motoru bez tepelného senzoru díky změnám odporu vinutí.

Více řídicích algoritmů. Jednotka je určena nejen pro motory s permanentními magnety PMSM v režimu BLDC či BLAC, ale stejně tak pro indukční stroje.

  • Vektorový režim s FOC a DTC pro velmi hladký a tichý chod v celém spektru. Ideální pro denně používané elektrické skůtry, lodě, motorky, auta...
  • Trapézový režim s aktivním volnoběhem, DTC a hybridním bezsenzorovým řízením pro agresivní dynamiku a masivní výkon. Ideální pro elektrické závodní stroje všeho druhu.

 

Maximální účinnost. I v tom nejjednodušším režimu, kontrolér vždy optimalizuje proudové cesty tak, aby docházelo k co nejmenším tepelným ztrátám. Synchronní usměrnění a rekuperace je samozřejmostí. Dosahujeme více než 99.5% účinnosti s použitím moderních výkonových polovodičů. Většina kontrolérů nevyžaduje žádné přídavné chlazení.

 

Velmi malé rozměry. Díky DTC a vysoké účinnosti, koncový stupeň nemusí být předimenzován. Vždy vyvíjíme značné úsilí abychom navrhli každý kontrolér tak prostorově efektivní, jak je to jenom možné. Pro příklad, náš kontrolér pro  2kW nábojový motor má přibližné rozměry 50 x 30 mm. Naše kontroléry obvykle dosahují asi třetinových rozměrů ve srovnání s konkurencí stejné kategorie.

Konektivita. Kontroléry jsou vybaveny průmyslově standardními rozhraními, jako je CAN, RS232, RS485 pro propojování s ostatními řídícími jednotkami, také spoustou analogových/digitálních vstupů/výstupů pro komunikaci s uživatelem, připojení senzorů na vozidle či řízení kontaktorů apod. Navíc, většina z těchto rozhraní je galvanicky izolovaná (se separátním zemním potenciálem) od silových napájecích terminálů. Toto umožňuje nerušenou spolupráci několika kontrolérů v rámci jednoho vozidla a eliminuje parazitické zemní smyčky. Každý kontrolér má vestavěné USB rozhraní pro parametrizaci, real-time monitorování a update firmware. Není k tomu potřeba žádný speciální adaptér. Pouze zapojte jednotku do Vašeho PC a získejte okamžitý přístup ke všemu uvnitř. Některé kontroléry mají dokonce vestavěné WIFI / BLUETOOTH přímo v kontroléru včetně antény. Pouze připojte svůj smartphone!

Příklady sériově vyráběných kontrolérů z rodiny ESC3

Naše jednotky najdete v nejrůznějších aplikacích, od profesionálních dronů přes elektrokola, elektrické skůtry až po elektrické dirt-biky.

Shrnutí marignálních parametrů rodiny ESC3 pro třífázové elektrické trakční motory

 

  •     nominální napětí zdroje 16 - 80 V DC
  •     trvalý fázový proud až 400 A
  •     precizní měření fázových proudů a napětí, DSP procesor s FPU pro pokročilé metody řízení
  •     proudová, napěťová a tepelná ochrana
  •     auto diagnostika kontroléru/motoru/baterie, fail-safe režim
  •     výbava pro řízení synchronních PMSM (BLDC/BLAC) nebo indukčních strojů
  •     výbava pro DTC/FOC (Direct Torque Control, Field Oriented Control)
  •     výbava pro nejmodernější metody beszenzorového řízení s matematickým modelem motoru, určení polohy rotoru v nulových otáčkách na základě magnetické nesymetrie
  •     výbava pro identifikaci parametrů motoru (měření nelineární indukčnosti, odporu apod.)
  •     výbava pro měření a řízení otáček, momentu, napětí, plynule řiditelná rekuperace
  •     výbava pro měření kapacity baterie, výkonu, dojezdu apod.
  •     servisní logování celkových kilometrů, motohodin, celkové přenesené energie apod.
  •     možnost samovypínání při nečinnosti, pozitivní/negativní logika zapínání/vypínání
  •     bezproblémová kooperace několika kontrolérů v rámci jednoho EV (díky galvanickému oddělení)
  •     interface pro senzory v motoru: halovy sondy / resolver / magnetický enkodér / SSI / BiSS / optický enkodér
  •     až 5x analogový/digitální vstup/výstup s galvanickým oddělením
  •     až 8x analogový/digitální vstup/výstup
  •     až 3x výstup pro řízení kontaktoru
  •     ochrana proti zkratu fází a vstupně výstupních svorek za běhu
  •     vestavěné USB rozhraní pro uživatelskou parametrizaci, ladění, zobrazování a firmware upgrade
  •     slot pro kartu micoSD pro logování velkého množství provozních dat
  •     možnost role BMS - měření vybíjecího i nabíjecího proudu, napětí, kapacity, odpojení/připojení nabíječky, management baterie
  •     CAN, UART a RS485 rozhraní s galvanickým oddělením pro parametrizaci, výměnu stavů či komunikaci s ostatními jednotkami
  •     vestavěný Bluetooth či WIFI modul s interní anténou pro komunikaci s koncovým uživatelem

Pokud máte zájem, prosím kontaktujte nás. Můžeme vám nabídnout specifické řešení pro vaše potřeby. Můžeme rovněž nabídnout brandování, výrobu zákázkových pouzder, či dokonce vývoj celého řídící jednotky, pokud jsou vaše potřeby mimo uvedené specifikace.