Rilevamento della posizione rotazionale invece del risolutore per i BEV...

Jun 28, 2023

Le soluzioni esistenti per la misurazione della rotazione si basano spesso sul principio del risolutore, un tipo di trasformatore elettrico rotante. Questo sistema è complesso e deve essere adattato appositamente per ogni progetto di motore sincrono. Il nuovo sensore di posizione di rotazione del motore elettrico induttivo ad alta velocità (eRPS) di Continental, invece, è un componente standardizzato adatto a qualsiasi motore, indipendentemente dal numero di coppie di poli. I sensori di questa tecnologia possono essere facilmente trasferiti da un motore all’altro, promette Continental. Rispetto ai sensori Resolver, l’eRPS è più compatto, il 40% più leggero e più robusto, afferma Continental.

"La crescente elettrificazione dei veicoli sta portando a motori più sincroni. Si va da motori grandi e potenti come i motori di trazione a quelli più piccoli come le pompe elettriche. La nostra tecnologia eRPS standardizzata offre un'ampia gamma di applicazioni nei veicoli elettrici", ha affermato Laurent Fabre, responsabile del segmento Sicurezza Passiva e Sensoristica di Continental. "La precisione di misurazione, le dimensioni compatte e il concetto di sensore all-in-one che combina molteplici funzioni contribuiscono a un elevato livello di integrazione nell'auto. Continental è ora uno dei principali fornitori di sensori di posizione del motore. Con l'introduzione dell'eRPS, siamo ben posizionati per diventare uno dei fornitori leader anche nel settore dei sensori di posizione per motori elettrici."

L'eRPS è specificamente progettato per controllare motori sincroni in cui il rotore ruota alla stessa velocità del campo rotante nella macchina. Per ottenere la massima efficienza del motore, il controller del motore deve conoscere l'esatta posizione del rotore, rendendo questo design del sensore una parte essenziale delle applicazioni di motori sincroni. Mentre il risolutore è un sensore relativamente massiccio, l'eRPS è molto piatto e supporta motori compatti con una lunghezza complessiva ridotta. Il design del sensore si basa sul principio delle correnti parassite ed è ottimizzato per aumentare la robustezza rispetto alle tolleranze meccaniche. I moderni circuiti integrati vengono utilizzati per l'elaborazione del segnale. Questi sono stati sviluppati in conformità con lo standard ISO 26262 per la sicurezza funzionale nel settore automobilistico per ottenere ASIL C. Opzionalmente, due circuiti integrati possono essere integrati nell'eRPS per garantire la ridondanza, che è una parte essenziale della sicurezza funzionale di il sistema complessivo.

Su misura per i motori sincroni: eRPS di Continental.

Sebbene il motore di trazione sia un caso d’uso importante, esistono altri motori sincroni nei veicoli elettrificati. Anche i sistemi frenanti a secco, ad esempio, sono azionati elettricamente e richiedono sensori di posizione. Nello sviluppo dell’erps, Continental ha attinto alle conoscenze esistenti con metodi di misurazione induttivi. Ad esempio, il sistema Brake-by-Wire MK C2 utilizza un sensore di posizione del motore induttivo ed è stato la base per lo sviluppo di concetti di sensori con maggiore velocità e precisione, come nel caso dell'eRPS.

Come sensore di posizione rotazionale induttivo, l'eRPS copre diverse configurazioni di integrazione. Il sensore può essere montato attraverso l'albero del rotore o all'estremità dell'albero. Il modulo contiene bobine di eccitazione e ricezione integrate con uno o due circuiti integrati che rilevano direttamente la posizione angolare elettrica dell'encoder metallico sull'albero del rotore. Questa soluzione fornisce un segnale che richiede una post-elaborazione minima. I dati elettrici sulla posizione angolare sono necessari per un controllo efficiente della coppia della macchina elettrica e per ottenere la massima durata possibile del motore.

"Il modello del segnale dell'eRPS è più facile da gestire rispetto a quello di un risolutore. Il principio di misurazione è veloce, robusto e adatto a regimi e accelerazioni elevate del motore. È molto compatto e richiede un numero minimo di parti", afferma Ronan LeRoy, Responsabile del Product Center Sensori e Sottosistemi nel segmento Sicurezza Passiva e Sensori presso Continental.

Con un assorbimento di corrente massimo di 15 mA, l'eRPS fornisce una precisione elettrica di ±0,5° per un motore con quattro coppie di poli. È progettato per coprire le velocità richieste per le future piattaforme di veicoli elettrici (~24.000 giri/min). L’avvio della produzione dell’eRPS è previsto per la fine del 2025.