E-Motor Rotor Position Sensor เซ็นเซอร์ที่บอกตำแหน่งโรเตอร์ไฟฟ้ารุ่นใหม่จากคอนติเนนทอล
บริษัทเทคโนโลยีคอนติเนนทอลกำลังขยายพอร์ตโฟลิโอเซ็นเซอร์สำหรับตลาดรถยนต์ไฟฟ้าที่เติบโตอย่างรวดเร็วด้วยการเปิดตัวนวัตกรรมใหม่ ที่เป็น e-motor Rotor Position Sensor (eRPS) เซ็นเซอร์ที่บอกตำแหน่งโรเตอร์มอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำความเร็วสูง ที่ตรวจจับตำแหน่งที่แน่นอนของโรเตอร์ในเครื่องจักรไฟฟ้าแบบซิงโครนัส ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและทำให้การทำงานราบรื่นขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับเซ็นเซอร์รีโซลเวอร์ที่มีอยู่ eRPS มีขนาดกะทัดรัดกว่าและน้ำหนักเบากว่าถึง 40 เปอร์เซ็นต์ โซลูชันที่มีอยู่สำหรับการวัดโรเตอร์มักจะใช้หลักการรีโซลเวอร์ (หม้อแปลงไฟฟ้าแบบหมุน) ซึ่งซับซ้อนและจำเป็นต้องปรับให้เข้ากับมอเตอร์ซิงโครนัสแต่ละประเภทโดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม eRPS เป็นส่วนประกอบมาตรฐานสำหรับมอเตอร์ทุกตัวโดยไม่คำนึงถึงจำนวนคู่ขั้ว เซ็นเซอร์ใหม่นี้ง่ายต่อการเคลื่อนย้ายจากมอเตอร์หนึ่งไปยังอีกมอเตอร์หนึ่ง ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ได้มีการวางแผนแล้วว่าจะเริ่มการผลิตในช่วงปลายปี 2568
“การเติบโตของการใช้พลังงานไฟฟ้าในรถยนต์ส่งผลให้มีมอเตอร์ซิงโครนัสมากขึ้นในรถยนต์ ซึ่งมีตั้งแต่ขนาดใหญ่และทรงพลัง เช่น มอเตอร์ลากจูง ไปจนถึงขนาดเล็ก เช่น ปั๊มไฟฟ้า ซึ่งเทคโนโลยี eRPS ที่ได้มาตรฐานของเราก็มีการใช้งานที่หลากหลายในยานยนต์ไฟฟ้า” Laurent Fabre หัวหน้าแผนก Passive Safety and Sensorics Segment ของคอนติเนนทอล กล่าว “ความแม่นยำในการวัด ขนาดกะทัดรัด และแนวคิดเซ็นเซอร์แบบ all-in-one ที่รวมฟังก์ชันต่าง ๆ ไว้ด้วยกันช่วยเพิ่มการผสานรวมในระดับสูงในรถยนต์ คอนติเนนทอลเป็นหนึ่งในผู้นำด้านการจัดหาเซ็นเซอร์ตำแหน่งเครื่องยนต์ในปัจจุบัน ด้วยการเปิดตัว eRPS ตอนนี้เราได้จัดว่าเป็นหนึ่งในซัพพลายเออร์ชั้นนำสำหรับเซ็นเซอร์ตำแหน่งมอเตอร์ไฟฟ้าเช่นกัน”
ความกะทัดรัดและความแม่นยำทำให้ eRPS เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า
eRPS ได้รับการพัฒนาขึ้นเป็นพิเศษเพื่อควบคุมมอเตอร์ซิงโครนัส (โดยที่โรเตอร์หมุนด้วยความเร็วเดียวกับสนามขั้วแม่เหล็กหมุนในเครื่องยนต์) ชุดควบคุมมอเตอร์จำเป็นต้องรู้ตำแหน่งที่แน่นอนของโรเตอร์เพื่อให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งทำให้เซ็นเซอร์ประเภทนี้เป็นส่วนสำคัญในการใช้งานมอเตอร์ซิงโครนัส ในขณะที่ตัวแก้ไขเป็นเซ็นเซอร์ที่ค่อนข้างใหญ่ eRPS นั้นแบนมากและรองรับการออกแบบมอเตอร์ขนาดกะทัดรัดที่มีความยาวโดยรวมเพียงเล็กน้อย การออกแบบเซ็นเซอร์เป็นไปตามหลักการของกระแสไหลวนและได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มความทนทานต่อความคลาดเคลื่อนทางกล วงจรรวม (IC) ที่ล้ำสมัยใช้สำหรับการประมวลผลสัญญาณ IC ได้รับการออกแบบตามมาตรฐานยานยนต์เพื่อความปลอดภัยในการใช้งาน ISO 26262 เพื่อให้เข้าถึง ASIL C เป็นตัวเลือก โดยสามารถฝัง IC สองตัวใน eRPS เพื่อให้แน่ใจว่ามีระบบสำรองซึ่งเป็นส่วนสำคัญเพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการทำงาน
แม้ว่ามอเตอร์ขับเคลื่อนของรถยนต์ไฟฟ้าหรือรถยนต์ไฮบริดจะเป็นกรณีการใช้งานที่โดดเด่น แต่ก็มีมอเตอร์แบบซิงโครนัสอีกมากมายในรถยนต์ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ระบบเบรกแห้ง (เบรกที่ไม่มีระบบไฮดรอลิกส์) ในอนาคต จะสั่งงานด้วยไฟฟ้าและต้องใช้เซ็นเซอร์หมุน คอนติเนนทอลได้ใช้ความรู้และประสบการณ์ที่มีอยู่กับเทคโนโลยีอินดักทีฟในการพัฒนา eRPS ตัวอย่างเช่น ระบบเบรกด้วยไฟฟ้า MK C2 ที่ใช้เซ็นเซอร์ตำแหน่งมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำและเป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการพัฒนาแนวคิดการตรวจจับด้วยความเร็วและความแม่นยำที่เพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับในกรณีของ eRPS
การตรวจจับการเคลื่อนไหวที่แม่นยำด้วยเทคโนโลยีอินดักทีฟ
eRPS เป็นเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์แบบเหนี่ยวนำแบบใหม่ซึ่งครอบคลุมการกำหนดค่าหลายอย่าง สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์ผ่านเพลา หรืออาจติดตั้งไว้ที่ส่วนท้ายของเพลาโรเตอร์ รวมถึงในกรณีนี้คือฟังก์ชันการซีล โมดูลประกอบด้วยขดลวดกระตุ้นและขดลวดรับสัญญาณที่ฝัง IC หนึ่งหรือสองตัวที่ตรวจจับตำแหน่งเชิงมุมทางไฟฟ้าของตัวเข้ารหัสโลหะบนเพลาโรเตอร์โดยตรง โซลูชันที่กระทัดรัดและน้ำหนักเบานี้ทำให้การใช้สัญญาณในการประมวลผลลดลง ข้อมูลตำแหน่งเชิงมุมทางไฟฟ้าจำเป็นสำหรับการควบคุมแรงบิดของ e-machine เพื่อให้มอเตอร์มีประสิทธิภาพและอายุการใช้งานสูงสุด
“รูปแบบสัญญาณของ eRPS นั้นง่ายต่อการใช้งานมากกว่าของรีโซลเวอร์ หลักการวัดเร็วกว่า แข็งแกร่งกว่า และเหมาะสำหรับความเร็วและการเร่งกำลังของมอเตอร์สูง มีขนาดกะทัดรัดมากและทำงานได้โดยใช้ชิ้นส่วนจำนวนน้อยที่สุด” Ronan LeRoy หัวหน้าศูนย์ผลิตภัณฑ์เซนเซอร์และระบบย่อย ในส่วนระบบความปลอดภัยเชิงแก้ไขและระบบเซ็นเซอร์ของคอนติเนนทอล กล่าว
ด้วยการใช้กระแสไฟฟ้าสูงสุด 15mA eRPS ให้ความแม่นยำทางไฟฟ้าที่ ±0.5° สำหรับมอเตอร์สี่ขั้วคู่ ออกแบบมาให้ครอบคลุมความต้องการด้านความเร็วรอบที่จำเป็นสำหรับแพลตฟอร์มรถยนต์ไฟฟ้าในอนาคต (~24.000 รอบต่อนาที) ช่วงอุณหภูมิการทำงานของเซ็นเซอร์กว้างมาก ในช่วง -40 °C ถึง 140 °C และรับได้สูงสุดถึง 155 °C
กลุ่มผลิตภัณฑ์เซ็นเซอร์ที่ครอบคลุมสำหรับเครื่องยนต์และแบตเตอรี่ของยานพาหนะไฟฟ้า
eRPS กำลังขยายพอร์ตโฟลิโอเซ็นเซอร์ของคอนติเนนทอลที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า ด้วยโมดูลเซ็นเซอร์ปัจจุบันและการตรวจจับการกระแทกของแบตเตอรี่ เพื่อรองรับทั้งความปลอดภัยบนท้องถนนและการใช้พลังงานไฟฟ้า บริษัทได้เปิดตัวโซลูชันใหม่สองรายการในปี 2565 โดยมุ่งเน้นที่การปกป้องแบตเตอรี่และ/หรือการรักษาแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า
