•  Sterowanie silnikiem z najwyższą wydajnością – szybki czujnik położenia wirnika wykorzystuje technologię indukcyjną do wykrywania położenia wirnika w synchronicznej maszynie elektrycznej
•  Zalety w porównaniu z istniejącymi czujnikami typu resolwera – wysoce wydajny, lekki, bardziej kompaktowy i znormalizowany do użytku w szerokiej gamie silników
•  Continental dąży do tego, aby stać się jednym z głównych dostawców czujników położenia silnika elektrycznego

W porównaniu z istniejącymi czujnikami resolwera, eRPS jest bardziej kompaktowy i o 40% lżejszy. Istniejące rozwiązania do pomiaru obrotów są często oparte na zasadzie resolwera, co jest skomplikowane i wymaga dostosowania do każdego typu silników synchronicznych. Natomiast eRPS jest jednak elementem znormalizowanym dla każdego silnika, niezależnie od liczby par biegunów. Nowy czujnik można łatwo przenieść z jednego silnika do drugiego, co czyni  atrakcyjną opcją dla samochodów elektrycznych. Rozpoczęcie produkcji planowane jest na koniec 2025 r.

– Wzrost elektryfikacji pojazdów przekłada się na większą liczbę silników synchronicznych w samochodach. Obejmuje to zarówno duże i mocne silniki trakcyjne, jak i mniejsze pompy elektryczne. Nasza ustandaryzowana technologia eRPS ma szeroki zakres potencjalnych zastosowań w pojazdach elektrycznych – powiedział Laurent Fabre, szef Segmentu Bezpieczeństwa Pasywnego i Czujników w firmie Continental. – Precyzja pomiaru, kompaktowe wymiary i koncepcja czujnika „wszystko w jednym”, łącząca kilka funkcji, zapewniają wysoki poziom integracji w samochodzie. Continental jest obecnie jednym z liderów w dostarczaniu czujników położenia silnika. Wraz z wprowadzeniem eRPS jesteśmy teraz dobrze przygotowani, aby stać się jednym z głownych dostawców czujników położenia silników elektrycznych.

Idealny wybór dla mobilności elektrycznej

Czujnik eRPS został opracowany specjalnie do sterowania silnikami synchronicznymi, w których wirnik obraca się z taką samą prędkością co wirujące pole w maszynie. Aby osiągnąć maksymalną wydajność silnika, jednostka sterująca silnikiem musi znać dokładne położenie wirnika, co sprawia, że ten typ czujnika jest istotnym elementem aplikacji z silnikami synchronicznymi. Podczas gdy resolwer jest stosunkowo masywnym czujnikiem, eRPS jest bardzo płaski i wpiera kompaktowe konstrukcje silników o niewielkiej długości całkowitej.

Continental

Konstrukcja czujnika opiera się na zasadzie prądów wirowych i jest zoptymalizowana pod kątem zwiększenia odporności na mechaniczne tolerancje. Do przetwarzania sygnałów zastosowano najnowocześniejsze układy scalone, które zostały zaprojektowane zgodnie z normami motoryzacyjnymi bezpieczeństwa funkcjonalnego ISO 26262. Opcjonalnie w eRPS mogą być wbudowane dwa układy scalone, aby zapewnić redundancję, która jest integralną częścią bezpieczeństwa funkcjonalnego.

Chociaż silnik trakcyjny pojazdu elektrycznego lub hybrydowego jest szczególnym przypadkiem zastosowania, w pojazdach zelektryfikowanych jest znacznie więcej silników synchronicznych. Na przykład przyszłe systemy hamulców suchych (bez hydrauliki) również będą uruchamiane elektrycznie i będą wymagały czujników obrotu. Podczas opracowania czujników eRPS, firma Continental wykorzystała istniejącą wiedzę i doświadczenie w zakresie technologii indukcyjnej. Przykładowo system brake-by-wire MK C2 wykorzystuje indukcyjny czujnik położenia silnika i stanowi punkt odniesienia dla rozwoju koncepcji wykrywania o zwiększonej szybkości i dokładności, podobnie jak w przypadku eRPS.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Silnik i układ napędowy

Czy koło dwumasowe musi pozostać kołem dwumasowym?

Dwumasowe koło zamachowe jest integralną częścią układu napędowego i nie powinno być wymieniane na zamiennik pozbawiony tłumika drgań. Zdania w tej sprawie są jednak podzielone. Część ekspertów z branży motoryzacyjnej ostrzega, że zastosowanie niewłaściwego elementu może spowodować uszkodzenie innych podzespołów układu napędowego.

Precyzyjne wykrywanie ruchu

Nowy eRPS to indukcyjny czujnik położenia wirnika obejmujący kilka konfiguracji integracji. Czujnik może być montowany przy wałku lub może być zintegrowany na końcu wałku wirnika. Moduł zawiera cewki wzbudzające i odbiorcze, w których znajduje się jeden lub dwa układy scalone, które bezpośrednio wykrywają elektryczne położenie kątowe enkodera na wale wirnika. To proste i wydajne rozwiązanie dostarcza dane wyjściowe w formacie, który wymaga minimalnego przetwarzania sygnału. Dane położenia kątowego są wymagane do skutecznego sterowania momentem obrotowym e-maszyny i osiągnięcia maksymalnej żywotności silnika. 

– Wzorzec sygnału eRPS jest znacznie łatwiejszy w obsłudze niż w przypadku resolwera. Zasada pomiaru jest bardzo szybka, wyjątkowo solidna i dostosowana do dużych prędkości i przyspieszeń silnika. Jest bardzo kompaktowy i pracuje z minimalną liczbą części – powiedział Ronan LeRoy, szef Centrum Produktów Czujników i Podsystemów w Segmencie Bezpieczeństwa Pasywnego i Czujników w firmie Continental.

Przy maksymalnym poborze prądu 15mA, eRPS oferuje dokładność elektryczną ±0,5^o dla silnika z czterema parami biegunów. Został zaprojektowany z myślą spełnienia wymagań dotyczących prędkości obrotowej, potrzebnych dla przyszłych platform pojazdów elektrycznych (ok. 24.000 rpm). Zakres temperatur pracy czujnika jest bardzo szeroki i mieści się w przedziale od -40 ^oC do 140 ^oC, max. do 155 ^oC.

Czujniki do silnika i akumulatora 

eRPS rozszerza portfolio czujników Continental zaprojektowanych specjalnie dla elektromobilności, aby wspierać zarówno bezpieczeństwo na drogach, jak i elektryfikację. Wraz z modułem czujnika prądu (Current Sensor Module) i systemem wykrywania uderzeń akumulatora (Battery Impact Detection), firma wprowadziła już w 2022 r. dwa nowe rozwiązania koncentrujące się na ochronie akumulatora w pojazdach elektrycznych.

Źródło: Continental