در حمل و نقل شهری امروزی، وسایل نقلیه برقی به دلیل راحتی و سازگاری با محیط زیست به وسیله ای مطلوب برای سفر روزانه بسیاری از مردم تبدیل شده اند. با این حال، دلیل اینکه وسایل نقلیه الکتریکی می توانند عملکردهای مختلف را به دقت تنظیم کنند و به طور پایدار و کارآمد عمل کنند، به دلیل برد مدار کنترل کننده خودروی الکتریکی است.
موقعیت اصلی و نقش کلیدی
برد مدار کنترل کننده خودروی الکتریکی دستگاه کنترل هسته ای است که برای کنترل راه اندازی، دویدن، پیشروی و عقب نشینی، سرعت، توقف و سایر اجزای الکترونیکی موتور خودروی الکتریکی استفاده می شود. با در نظر گرفتن خودروهای الکتریکی دو چرخ معمولی ما، هنگامی که سوار فرمان را می چرخاند و فرمان شتاب یا کاهش سرعت را صادر می کند، این سیگنال ابتدا به برد مدار کنترل منتقل می شود. برد مدار به سرعت و با دقت بزرگی و جهت جریان خروجی به موتور را بر اساس سیگنال دریافتی تنظیم می کند. اگر فرمان شتاب باشد، برد مدار جریان خروجی را افزایش می‌دهد و باعث افزایش سرعت موتور می‌شود و در نتیجه خودروی الکتریکی را شتاب می‌دهد. اگر دستور کاهش سرعت داده شود، جریان کاهش می یابد و سرعت موتور کاهش می یابد تا به کاهش سرعت برسد. در این فرآیند، برد مدار مانند یک فرمانده پاسخگو است و اطمینان حاصل می کند که موتور مطابق با قصد سوار کار می کند و سواری نرم و ایمن را تضمین می کند.
در برخی از{0}خودروهای الکتریکی سطح بالا، نقش برد مدار کنترل کننده مهم تر است. به عنوان مثال، برخی از خودروهای الکتریکی با عملکردهای ضد سرقت هوشمند، هنگامی که خودرو وارد حالت هشدار می شود، هنگامی که لرزش یا جابجایی غیرعادی تشخیص داده شود، برد مدار کنترل به سرعت سیستم هشدار را فعال می کند و به طور خودکار موتور را قفل می کند تا از سرقت خودرو جلوگیری شود. علاوه بر این، برد مدار می‌تواند پارامترهای{4}زمان واقعی مانند سطح باتری، ولتاژ و جریان را کنترل کند و به طور موثر از باتری محافظت و مدیریت کند و عمر مفید آن را افزایش دهد.
اصل کار پیچیده و پیچیده
اصل کار برد مدار کنترل کننده خودروی الکتریکی نسبتاً پیچیده است و شامل کار مشترک چندین قطعه الکترونیکی است. به عبارت ساده تر، عمدتاً با کنترل دقیق جریان و ولتاژ موتور، تنظیم سرعت و گشتاور موتور را به دست می آورد.
میکروکنترلر جزء اصلی روی برد مدار، مانند "مرکز فرمان" کل سیستم، مسئول دریافت سیگنال‌ها از سنسورهای مختلف است، مانند سیگنال تقاضای سرعت سوار از سنسور فرمان، سیگنال ترمز از سنسور ترمز، و سیگنال سطح باتری از سنسور سطح باتری. این سیگنال ها را بر اساس الگوریتم های از پیش تعیین شده تجزیه و تحلیل و پردازش می کند و سپس دستورالعمل های کنترلی را به مدار درایو ترانزیستور قدرت ارسال می کند. پس از دریافت فرمان، مدار درایو ترانزیستور قدرت هدایت و قطع ترانزیستور قدرت را کنترل می کند و در نتیجه مقدار و جهت جریان خروجی به موتور را تنظیم می کند. به عنوان مثال، هنگامی که میکروکنترلر تشخیص می دهد که راکب باید شتاب بگیرد، سیگنالی را به مدار درایو ترانزیستور قدرت می فرستد که باعث می شود زمان هدایت ترانزیستور قدرت افزایش یابد، جریان خروجی به موتور افزایش یابد و سرعت موتور متناسب با آن افزایش یابد.
علاوه بر این، برای اطمینان از پایداری و قابلیت اطمینان سیستم، برد مدار کنترل کننده نیز به مدارهای حفاظتی مختلف مجهز شده است. مدار حفاظت از اضافه جریان می تواند به سرعت مدار را زمانی که جریان موتور خیلی زیاد است قطع کند و از آسیب دیدن موتور و برد مدار به دلیل گرمای بیش از حد جلوگیری کند. مدار حفاظت از افت ولتاژ به طور خودکار خروجی توان موتور را زمانی که ولتاژ باتری خیلی کم است محدود می کند و از تخلیه بیش از حد باتری جلوگیری می کند و از طول عمر آن محافظت می کند.
ویژگی های تکنولوژیکی پیشرفته و برجسته
الگوریتم کنترل هوشمند
با پیشرفت مداوم فناوری، بردهای مدار کنترل کننده وسایل نقلیه الکتریکی مدرن از الگوریتم های کنترل هوشمند پیشرفته استفاده می کنند. برای مثال، برخی از بردهای مدار کنترل‌کننده سطح بالا از الگوریتم‌های کنترل فازی برای تنظیم خودکار استراتژی‌های کنترل بر اساس وضعیت{2} زمان واقعی خودروهای الکتریکی مانند سرعت خودرو، بار، سطح باتری و غیره استفاده می‌کنند تا موتور همیشه در محدوده بازدهی بهینه کار کند. این نه تنها عملکرد برق خودروهای الکتریکی را بهبود می بخشد، بلکه به طور موثر مصرف انرژی را کاهش می دهد و برد را افزایش می دهد.
قابلیت اطمینان و پایداری بالا
وسایل نقلیه الکتریکی معمولاً نیاز به کار در محیط‌های پیچیده مختلفی دارند، مانند دمای بالا، دمای پایین، رطوبت، ضربه‌ها و غیره، که باعث می‌شود قابلیت اطمینان و پایداری برد مدار کنترل‌کننده بسیار بالا باشد. به منظور برآورده ساختن این الزامات، برد مدار مجموعه ای از فناوری ها و فرآیندهای پیشرفته را در فرآیند طراحی و ساخت به کار می گیرد. به عنوان مثال، انتخاب قطعات الکترونیکی با کیفیت-که تحت غربالگری و آزمایش دقیق قرار گرفته اند و از مقاومت و پایداری خوبی در آب و هوا برخوردارند. اتخاذ طراحی صفحه مدار چند لایه، افزایش فضای طرح مدارها، کاهش تداخل بین مدارها و بهبود دقت انتقال سیگنال. از نظر فناوری تولید، از فناوری پیشرفته نصب سطحی برای ایمن‌تر کردن اتصال بین قطعات الکترونیکی و بردهای مدار استفاده می‌شود و خطر شل شدن یا جدا شدن قطعات در اثر لرزش و سایر عوامل را کاهش می‌دهد.
یکپارچه سازی و کوچک سازی
به منظور انطباق با روند سبک وزن و کوچک سازی وسایل نقلیه الکتریکی، بردهای مدار کنترل کننده به طور مداوم در حال توسعه به سمت یکپارچه سازی و کوچک سازی هستند. با ادغام چندین ماژول کاربردی بر روی یک برد مدار، اتصالات و رابط های خارجی کاهش می یابد که نه تنها قابلیت اطمینان سیستم را بهبود می بخشد بلکه باعث صرفه جویی در فضای نصب می شود.
به عنوان جزء اصلی وسایل نقلیه الکتریکی، برد مدار کنترل‌کننده‌های وسایل نقلیه الکتریکی با پیشرفت و نوآوری مداوم فناوری خود، به ارتقای توسعه صنعت خودروهای الکتریکی به سمت عملکرد بالاتر، هوشمندی و سازگاری با محیط‌زیست ادامه خواهد داد.