ชุดควบคุมยานยนต์ (VCU) สำหรับยานยนต์พลังงานใหม่
แม้ว่ารถยนต์ไฟฟ้า (EV) และรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบดั้งเดิม (ICEV) จะมีส่วนประกอบของระบบส่งกำลังที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง แต่ก็ยังสามารถแบ่งได้เป็นสองส่วน ได้แก่ หน่วยจัดเก็บพลังงานและหน่วยขับเคลื่อนจากมุมมองของสถาปัตยกรรมระบบส่งกำลัง รถยนต์ไฟฟ้าใช้ระบบแบตเตอรี่พลังงานแทนถังเชื้อเพลิงเพื่อจัดเก็บพลังงาน จึงได้เพิ่มระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) เข้าไป ในขณะเดียวกัน รถยนต์ไฟฟ้าใช้มอเตอร์แทนเครื่องยนต์สันดาปภายในเพื่อขับเคลื่อนรถยนต์ จึงได้เปลี่ยนตัวควบคุมมอเตอร์ (MCU) มาใช้แทนหน่วยควบคุมเครื่องยนต์ (ECU) แล้วทำไมรถยนต์ไฟฟ้าจึงต้องเพิ่มหน่วยควบคุมรถยนต์ (VCU) มากกว่ารถยนต์ไฟฟ้า ICEV บทความนี้จึงกล่าวถึงบทบาทของ VCU ในรถยนต์ไฟฟ้าเป็นหลัก
หน่วยควบคุมยานยนต์ (VCU) หรือตัวควบคุมระบบส่งกำลังเป็นส่วนประกอบควบคุมหลักของยานยนต์พลังงานใหม่ ต้องมีความน่าเชื่อถือสูง ทนทานต่อความผิดพลาดได้ดี เข้ากันได้กับแม่เหล็กไฟฟ้า และปรับตัวตามสภาพแวดล้อมได้ เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยและเสถียรของยานยนต์พลังงานใหม่
หน่วยควบคุมยานพาหนะสามารถรวบรวมสัญญาณตำแหน่งคันเร่ง สัญญาณแป้นเบรก และสัญญาณส่วนประกอบอื่นๆ และตัดสินใจตามความเหมาะสม ควบคุมการทำงานของหน่วยควบคุมของส่วนประกอบด้านล่าง จากนั้นจึงดำเนินการตามฟังก์ชันที่เกี่ยวข้อง ในเวลาเดียวกัน ตัวควบคุมยานพาหนะยังสามารถจัดการและส่งต่อสถานะการทำงานของยานพาหนะผ่านบัส CAN ได้อีกด้วย
องค์ประกอบและหลักการ
แบ่งออกเป็น 2 รูปแบบหลักๆ คือ การควบคุมแบบรวมศูนย์และการควบคุมแบบกระจาย
แนวคิดพื้นฐานของระบบควบคุมแบบรวมศูนย์คือ ตัวควบคุมยานพาหนะจะทำการรับสัญญาณอินพุตเพียงอย่างเดียว วิเคราะห์และประมวลผลข้อมูลตามกลยุทธ์การควบคุม จากนั้นจึงออกคำสั่งควบคุมโดยตรงไปยังตัวกระตุ้นแต่ละตัวเพื่อขับเคลื่อนการขับขี่ปกติของรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์
ข้อดีของระบบควบคุมแบบรวมศูนย์คือ การประมวลผลแบบรวมศูนย์ การตอบสนองที่รวดเร็ว และต้นทุนต่ำ ข้อเสียคือ วงจรที่ซับซ้อนและกระจายความร้อนได้ยาก
แนวคิดพื้นฐานของระบบควบคุมแบบกระจายคือตัวควบคุมรถจะรวบรวมสัญญาณของคนขับและสื่อสารกับตัวควบคุมมอเตอร์และระบบจัดการแบตเตอรี่ผ่านบัส CAN ตัวควบคุมมอเตอร์และระบบจัดการแบตเตอรี่จะส่งสัญญาณที่รวบรวมของรถไปยังตัวควบคุมรถผ่านบัส CAN ตัวควบคุมรถจะวิเคราะห์และประมวลผลข้อมูลตามข้อมูลของรถและรวมกับกลยุทธ์การควบคุม หลังจากได้รับคำสั่งควบคุมแล้ว ตัวควบคุมมอเตอร์และระบบจัดการแบตเตอรี่จะควบคุมการทำงานของมอเตอร์และการคายประจุแบตเตอรี่ตามข้อมูลสถานะปัจจุบันของมอเตอร์และแบตเตอรี่
ข้อดีของระบบควบคุมแบบกระจายคือการสร้างโมดูลและความซับซ้อนต่ำ ข้อเสียคือมีต้นทุนที่ค่อนข้างสูง
