MCU是新能源汽車特有的核心功率電子單元,通過接收VCU的車輛行駛控制指令,控制電動機輸出指定的扭矩和轉速,驅動車輛行駛。實現把動力電池的直流電能轉換為所需的高壓交流電、并驅動電機本體輸出機械能。同時,MCU具有電機系統故障診斷保護和存儲功能。

MCU的設定參數較多,每個參數均有一定的選擇范圍,使用中常常遇到因個別參數設置不當(參數設定通過CAN通訊或仿真器進行設定),導致MCU不能正常工作的現象,因此,必須對相關的參數進行正確的設定。
1.控制方式:即速度控制、轉距控制、 PID 控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根據控制精度進行靜態或動態辨識。
2.最低運行頻率:即驅動電機運行的最小轉速,驅動電機在低轉速下運行時,其散熱性能很差(風冷型),電機長時間運行在低轉速下,會導致驅動電機燒毀。而且低速時,其電纜中的電流也會增大,也會導致電纜發熱。
3.最高運行頻率:一般的MCU最大頻率到 60Hz ,有的甚至到 400 Hz ,高頻率將使驅動電機高速運轉,這對普通電機來說,其軸承不能長時間的超額定轉速運行,電機的轉子是否能承受這樣的離心力。
4.載波頻率:載波頻率設置的越高,其高次諧波分量越大,這和電纜的長度,電機發熱,電纜發熱,IGBT發熱等因素是密切相關的。
5.電機參數:MCU在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率,這些參數可以從驅動電機銘牌中直接得到。
6.跳頻:在某個頻率點上,有可能會發生共振現象,特別在整個裝置比較高時;在控制壓縮機時,要避免壓縮機的喘振點(空調壓縮機)。
7.加減速時間加速時間就是輸出頻率從 0 上升到最大頻率所需時間,減速時間是指從最大頻率下降到 0 所需時間。通常用頻率設定信號上升、下降來確定加減速時間。在驅動電機加速時須限制頻率設定的上升率以防止過電流,減速時則限制下降率以防止過電壓。
加速時間設定要求:將加速電流限制在MCU過電流容量以下,不使過流失速而引起高壓系統斷電保護;減速時間設定要點是:防止平滑電路電壓過大,不使再生過壓失速而使高壓系統斷電保護。加減速時間可根據負載計算出來,但在調試中常采取按負載和經驗先設定較長加減速時間,通過起、停驅動電機觀察有無過電流、過電壓報警;然后將加減速設定時間逐漸縮短,以運轉中不發生報警為原則,重復操作幾次,便可確定出最佳加減速時間。
8.轉矩提升又叫轉矩補償,是為補償因電動機定子繞組電阻所引起的低速時轉矩降低,而把低頻率范圍 f/V 增大的方法。設定為自動時,可使加速時的電壓自動提升以補償起動轉矩,使驅動電機加速順利進行。根據負載特性,尤其是負載的起動特性,通過試驗可選出較佳曲線。對于變轉矩負載,如選擇不當會出現低速時的輸出電壓過高,而浪費電能的現象,甚至還會出現驅動電機帶負載起動時電流大,而轉速上不去的現象。
9.電子熱過載保護本功能為保護電動機過熱而設置,它是MCU內 CPU 根據運轉電流值和頻率計算出電動機的溫升,從而進行過熱保護。本功能只適用于 “ 一拖一 ” 場合。
電子熱保護設定值 (%)=[ 電動機額定電流 (A)/ MCU額定輸出電流 (A)]×100% 。
10.頻率限制即MCU輸出頻率的上、下限幅值。頻率限制是為防止誤操作或外接頻率設定信號源出故障,而引起輸出頻率的過高或過低,以防損壞設備的一種保護功能。在應用中按實際情況設定即可。此功能還可作限速使用,將MCU上限頻率設定為某一頻率值,這樣就可使最高車速在一個固定、較低的工作速度上。
11.轉矩限制可為驅動轉矩限制和制動轉矩限制兩種。它是根據MCU輸出電壓和電流值,經 CPU 進行轉矩計算,其可對加減速和恒速運行時的沖擊負載恢復特性有顯著改善。轉矩限制功能可實現自動加速和減速控制。假設加減速時間小于負載慣量時間時,也能保證驅動電機按照轉矩設定值自動加速和減速。
驅動轉矩功能提供了強大的起動轉矩,在穩態運轉時,轉矩功能將控制電動機轉差,而將電動機轉矩限制在最大設定值內,當負載轉矩突然增大時,甚至在加速時間設定過短時,也不會引起高壓系統斷電保護。在加速時間設定過短時,電動機轉矩也不會超過最大設定值。驅動轉矩大對起動有利,以設置為 80 ~ 100% 較妥。
制動轉矩設定數值越小,其制動力越大,適合急加減速的場合,如制動轉矩設定數值設置過大會出現過壓報警現象。如制動轉矩設定為 0% ,可使加到主電容器的再生總量接近于 0 ,從而使驅動電機在減速時,不使用制動電阻也能減速至停轉而不會過壓保護。但在有的負載上,如制動轉矩設定為 0% 時,減速時會出現短暫空轉現象,造成MCU反復起動,電流大幅度波動,嚴重時會使MCU報故障,應引起注意。
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