淺談車載電控和機器人一體化關節電控區別和聯系

類別車載電機關節電機(伺服電機)
電機PMSM 有軸
永磁體內嵌IPM
PMSM&BLDC
永磁體表貼 SPM,轉速不高,減少體積
關節和推桿用無框力矩電機:只有定子和轉子,無軸,無外殼和端蓋,便于和編碼器減速器等集成
靈巧手空心杯電機:轉子不含鐵芯,轉動慣量很小、動態響應快(機械時間常數小)、齒槽扭矩很小,噪聲和振動小,缺點:散熱
功能/性能低速,最大10000rpm
對控制精度和定位要求更高
轉速高達3-5萬轉
減速器純電無減速器
混動/油車:齒輪箱&離合器

推桿:絲杠&螺母 旋轉運動轉為直線運動
旋轉關節:RV減速器&行星減速器
靈巧手:空心杯高速低扭,需要多級減速器增扭及蝸輪蝸桿把旋轉轉化為線性運動及自鎖

速比:幾十到幾百

冷卻電機和控制器有專門的冷卻回路
油泵(Lin或CAN通信)
無冷卻回路,自然散熱
編碼器旋變模擬器:激勵線圈和正余弦二次線圈,
輸出模擬量正余弦波
位置編碼器:單圈/多圈磁編碼器
輸出:數字信號
接口:BISS C, RS422,SPI,UVW,ABZ
母線電壓逆變器直流電壓
400V平臺&800V平臺
推桿和旋轉關機:48V
靈巧手:12V
系統小電壓控制板輸入電壓:12V無小電壓輸入接口,直接通過母線電壓分壓得到12V
控制器控制板+驅動板
功率板
為減少空間占用,控制板,驅動板,功率板都集成一塊板上
靈巧手空心杯:驅動模塊&功率模塊集&相電流檢測&分壓電路成在1個芯片中
功率模塊IGBT/SiC/GaN
驅動電壓12V-30V
MOSFET
驅動電壓12V
驅動模塊驅動芯片加驅動電路單個驅動芯片,無desat&UVLO故障檢測功能
控制模塊TC3XXX的多核芯片STM32
電控尺寸肉眼基本能看清大部分元器件電子元器件排布很密,或是多層板
集成化高壓/低壓電、控制器,電機、減速器為單獨模塊

電控、減速器、電機高度集成化
直流母線電壓48分壓直接得到12V/3.3V/5V

為電控尺寸小,驅動、逆變、3.3V都由驅動芯片提供

控制實現方式轉速---電流/扭矩控制位置---轉速---電流/扭矩
測試項功能測試、性能測試、DV、PV運控更強調性能測試,動態快速響應
定位精度、力環/位置環帶寬/跟隨測試
通信協議CAN/CANFD: dbc,UDS,XCPCAN/CANFD/RS485/UART/EtherCAT:CANopen(cia 301& cia 402)
測試標準ISO 13849GB/T 4320-2023
運控或整機需求輸入
功能安全ISO26262IEC 62061 和 ISO/TS 15066 急停響應
網絡安全

R155,ISO 21434,通信節點認證,軟件升級認證

英飛凌TC38XX芯片已加密算法

Vector工具集成加密算法

暫無
DV測試ISO 16750,VW8000GB/T 34986-2017
診斷 UDSISO 15765,ISO14229,ISO 13400暫無
開發方法/體系AutoSAR, MBD純手寫代碼
HIL負載建模CarSim和TruckSim針對關節的滾珠絲杠、諧波/RV/行星減速器沒有傳動模型

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