Die motorposisiesensor is 'n toestel wat die posisie van die rotor (roterende deel) in die motor relatief tot die stator (vaste deel) bespeur. Dit skakel die meganiese posisie om in 'n elektriese sein vir gebruik deur die motorbeheerder om te besluit wanneer die motor se stroomrigting en sterkte verander moet word, en sodoende die motor se rotasiespoed en wringkrag beheer.
In nuwe energievoertuie is die presiese beheer van die motor direk verwant aan die bestuursveiligheid en stabiliteit van die voertuig, en die akkurate werk van die posisie sensor resolver kan die korrekte reaksie van die motor verseker op kritieke oomblikke soos noodrem, versnelling of stuur. Dit is veral belangrik vir permanente magneet-sinchrone motors (PMSM), wat nie fisiese kontakkommutators het nie en dus staatmaak op die posisie-inligting wat deur die sensor verskaf word om te besluit wanneer om die rigting van stroom te verander en gladde werking van die motor te verseker.
Tans is daar twee soorte motorposisiesensors wat algemeen in nuwe energievoertuie gebruik word, werwelstroomsensors en roterende transformators (roterende sensors).
01.
Die verskil tussen warrel- en wervelstrome spruit uit hul basiese beginsel
Alhoewel wervelstroomsensors en roterende transformators goed aan die vereistes van motorposisie-opsporing kan voldoen, sal daar verskille in spesifieke produktoepassings wees volgens verskillende vereistes, as gevolg van hul verskillende seinopwekkingsmasjiene en seinverwerkingsmetodes.
Die keuse van die tipe motorposisiesensor moet ook ander faktore in ag neem, soos koste, akkuraatheidsvereistes, omgewingsaanpasbaarheid, betroubaarheid en stelselintegrasie-kompleksiteit, wat nou verband hou met die basiese seingenerering en verwerkingsmeganisme.
Neem die mees algemeen gebruikte roterende sensor as 'n voorbeeld, sy werksbeginsel is gebaseer op die beginsel van elektromagnetiese induksie. Die beginsel van seingenerering is dat die motorbeheerder 'n konstante frekwensie AC-opwekkingsein aan die opwekkingspoel (spoel A) verskaf, en hierdie opwekkingsein genereer 'n afwisselende magnetiese veld binne die roterende sensor. Soos die rotor roteer, word die magnetiese veld wat deur die opwekkingsspoel gegenereer word gesny, wat lei tot die induksie van WS-spanning in die sinusvormige spoel B en die cosinusspoel C. Deur die faseverskil en amplitude van hierdie twee seine te meet, kan die absolute posisie en rotasierigting van die motorrotor akkuraat bereken word.
◎ In seinverwerking ontvang en ontleed die motorbeheerder die sinus- en cosinusseine van die roterende sensor, en bereken die presiese Hoek-inligting deur middel van 'n sagteware-algoritme (gewoonlik die roterende enkodeerder-analise-algoritme). Om beter seinverwerking te verkry, is dit gewoonlik nodig om 'n spesiale dekoderingskyfie toe te pas, wat in die motorbeheerder geïnstalleer is, en dit kan natuurlik ook deur sagteware-dekodering bereik word.
Daarom, in die spesifieke vorm van die rotasiesensor, is dit gewoonlik saamgestel uit 'n opwindende spoel (primêre spoel, spoel A), twee uitsetspoele (sinusspoel B en cosinusspoel C) en 'n onreëlmatige gevormde metaalrotor. Die rotor is koaksiaal met die rotor van die motor en roteer met die rotasie van die motor.
Die wervelstroomsensor gebruik die elektromagnetiese induksiebeginsel om die geïnduseerde AC-sein met die ooreenstemmende spoel aan die uitsaaikant en die ontvangkant uit te stuur en te ontvang, om sodoende die posisie van die teikenwiel te bereken. Die teikenwiel is op die roterende as vasgemaak en draai saam met die rotor. Die relatiewe posisie van die motorrotor en stator kan gemeet word deur die posisie van die teikenwiel op te spoor.
◎ In terme van seinverwerking, wanneer die werwelstroomsensor aangeskakel word, genereer die sensor wat spoel 'n opwindende magnetiese veld, en die teikenplaat volg die motor om die opwindende magneetveld te draai en sny, sodat die ontvangspoel spoelspanning genereer, en die sensormodule gedemoduleer en verwerk spoelspanning om die posisiesein van die ooreenstemmende spanning te verkry. Anders as die roterende sensor, is die seinverwerkingskyfie van die wervelstroomsensor geïntegreer met die sensor, en die digitale sein kan direk uitgestuur word.
Daarom bestaan die werwelstroomsensor gewoonlik uit 'n aantal teikenlobbe wat ooreenstem met die aantal poolpare van die motor. Die spoelgroep bestaan uit 'n transmissiespoel en 'n ontvangspoel, wat op die motorstator vasgemaak is, en die wervelstroomsensor word gewoonlik direk in die PCB gerangskik, en die seinverwerkingskyfie is geïntegreer.
02.
Verskillende beginsels lei tot verskillende tegniese fokus
Daar kan gesien word dat die hoofverskille tussen die rotasiesensor en die werwelstroomsensor in beginsel in die opwekkingsmodus, die seingenereringsmeganisme en die kompleksiteit van seinverwerking lê. Die voordele van die roterende sensor is hoofsaaklik in die stabiliteit van die opwekkingsein en die verdraagsaamheid van die werksomgewing, maar die nadele is dat die invloed van die verandering van die motorskema groter is, en die platformversoenbaarheid is swak. Die voordeel van wervelstroomsensor is die hoë mate van elektronisering, maklik om aan die behoeftes van die platform te voldoen, en sterk anti-EMC-vermoë. Die nadeel is dat dit effens swakker is as die roterende sensor in terme van omgewingsverdraagsaamheid, en die koste is hoër as die roterende sensor in sommige tonele.
Platformversoenbaarheid word eers weerspieël in die spoedvlak, die 'energiebesparing en nuwe energievoertuigtegnologie Padkaart 2.0' wat deur die China Society of Automotive Engineering voorberei is, het daarop gewys dat die maksimum werkspoed van die posisiesensor teen 2025 20 000 r/min is, en die dekodeerderbandwydte >2.5kHz is. Teen 2030 is die maksimum werkspoed van die posisiesensor 25 000 r/min, en die dekodeerderbandwydte is >3.0kHz. Dit kan gesien word dat daar sekere uitdagings in die roterende sensor teen hoë spoed is.
Dit is omdat die opwekkingsfrekwensie van die roterende sensor nou verwant is aan die spoedtoestand wat oorweeg word wanneer dit ontwerp is, en gewoonlik ooreenstem met die huidige spoedtoestand. Soos die spoed toeneem, word 'n hoër frekwensie van opwekking benodig vir akkurate meting, wat 'n verandering in die ontwerp van die roterende sensor vereis.
Wervelstroomsensors het nie hierdie probleem nie. Effie Automotive het aan NE Time gesê dat die ontwerp van die werwelstroomsensor beter kan aanpas by die ontwikkelingstendens van hierdie hoë spoed. Sy wye verskeidenheid ondersteuning, vinnige reaksie en beter werkverrigting in hoëfrekwensie seinverwerking beteken dat wervelstroomsensors 'opwaarts versoenbaar' vir toekomstige toepassings teen hoër snelhede kan wees. Daarom kan die platformoplossing beter gerealiseer word in die motorprodukte met verskillende snelhede. Trouens, dit is een van die faktore waarom huidige motorkliënte wervelstroomoplossings kies,
Daarbenewens, as gevolg van die verskeidenheid van werwelstroomsensors, soos die tipe as, is die aseinde soortgelyk, en die as kan in O-tipe en C-tipe verdeel word (sommige word ook volle sirkel en halfsirkel genoem). Daarom is dit relatief meer buigsaam om klante se motorontwerpskemas aan te pas.
03.
Verskillende beginsels lei tot verskillende uitdagings vir kostevermindering
Die koste van roterende sensors kom hoofsaaklik van materiale en hardeware, insluitend magnetiese materiale (soos silikonstaalplate), spoele, ensovoorts. Daarom word die algehele koste volgens die grootte daarvan bepaal, gewoonlik hoe groter die grootte, hoe hoër is die koste.
Die kernkoste van wervelstroomsensor lê hoofsaaklik in sy elektroniese komponente, verwerkingskyfies, ens., die koste van elektroniese onderdele is relatief vas, so die kernkoste van wervelstroomsensor styg nie lineêr met die grootte nie.
Daarom is die koste van wervelstroomsensors laer as dié van roterende sensors vir grootskaalse toepassings. In klein-grootte motorskemas het roterende sensors egter sekere kostevoordele. Natuurlik, wanneer dit by die spesifieke toepassingskema kom, omdat die seinverwerkingskyfie van die roterende sensor dikwels nie by die kosteberekening ingesluit is nie, het die spesifieke kostevergelyking ook 'n paar verskille.
Benewens die huidige kostevergelyking, is dit ook nodig om aandag te gee aan die toekomstige kosteverminderingsruimte. Op die oomblik, omdat die meeste van die wervelstroomsensorskyfies van buitelandse ondernemings kom, kan die koste verder verminder word met die uitbreiding van die skaal en die volwassenheid van binnelandse skyfieondernemings in die latere stadium. Die dalende spasie van die roterende sensor is egter relatief beperk.
Daarom, wanneer toekomstige kostevereistes in die gesig gestaar word, is wervelstroomsensors natuurlik meer voordelig. In onlangse jare het die markaandeel van wervelstroomsensors aansienlik gestyg, en in die binnelandse mark het voertuigmaatskappye, insluitend Geely en 'n aantal nuwe kragte, die wervelstroomsensorskema gekies.
04.
Die werwelstroomsensorbedryf moet nog groei
Alhoewel die gewildheid van werwelstroomsensortoepassings toeneem, is die mees algemene sensors steeds roterende sensors, insluitend verkoopsleiers BYD en Tesla. Die rede hiervoor is dat enersyds werwelstroomsensors laat in die motorbedryf toegepas word, en andersyds is daar nie baie verskaffers wat werwelstroomsensors kan verskaf nie, en 'n paar maatskappye soos Effie en Sensata kan dit in die bedryf verskaf.
Vir wervelstroomsensors is daar drie hoofuitdagings:
Trouens, werwelstroomsensors is in die industriële veld toegepas, maar in die motorbedryf is die eerste ding waaraan voldoen moet word die vereistes van die voertuigmetervlak, veral die vereistes van funksionele veiligheid. Neem Effie Automobile as 'n voorbeeld, om die stabiele toepassing van die wervelstroomsensor te verseker, is die ontwikkelingsproses streng in ooreenstemming met die ISO26262-proses om die vereistes van funksionele veiligheidsvlak te verseker.
◎ Die uitdaging van die skyfie, die skyfie moet nie net aan die funksionele vereistes voldoen nie, maar ook aan die motormetervlak voldoen. As 'n werwelstroomsensoronderneming is dit nodig om 'n skyfieverifikasiestandaard daar te stel om die beskikbaarheid van die skyfie te evalueer, wat ook deurslaggewend is vir die daaropvolgende toepassing van huishoudelike skyfies. Deur jare se samewerking met wêreldwye skyfievervaardigers om 'n volledige verifikasieproses daar te stel, het Effie Automotive onthul dat die bekendstelling van huishoudelike skyfies beplan is, natuurlik is die uitgangspunt om aan die standaarde te voldoen.
Betroubaarheidsuitdagings, wervelstroomsensor as gevolg van die installasieposisie, die werksproses is geneig tot termiese skok in die motor, verkoelingsolie-sputtering en ander uitdagings, wat veral groter is vir die skyfie. Effie Automotive se oplossing is om gombehandeling op die skyfieplek toe te pas, terwyl die temperatuurvereistes van die skyfie self verhoog word. Om aanpasbaarheid by die omgewing te verbeter en betroubaarheid te verbeter.
In die toekoms is dit nog onbekend of die werwelstroom die draaisensor heeltemal kan vervang. Roterende sensors het ook hul eie produkopgraderingspad om aan die nuwe behoeftes van die motor te voldoen. Die groeimomentum van werwelstroomsensors is egter vinniger as dié van roterende sensors, en natuurlik is die basis van werwelstroomsensors laag.
