Ohjelmiston suojausstrategia sähköajoneuvoissa käytettäville sähkökompressoreille
Sähkökompressoreiden suojausstrategiat esitellään sähkökompressoreiden yleisten vikatilojen perusteella. Kaikkien suojausstrategioiden tarkoituksena on suojata kompressoria vähentämällä käyttötehoa tai sammuttamalla se ajoissa, kun kompressori toimii epänormaalisti, ja suojata kompressoria vakavammilta vaurioilta. Sähkökompressorien suojausstrategiat sisältävät pääasiassa LIN/CAN-tiedonsiirtosuojauksen, lämpötilasuojan, ylivirtasuojauksen, ylijännitesuojan ja matalan lämpötilan esilämmityksen.
1. LIN/CAN-tiedonsiirron suojaus
LIN/CAN-tiedonsiirtosuojaus tarkoittaa, että kun kompressorin ja ajoneuvon välisessä tiedonsiirrossa on bittivirhe, PID-virhe, ei vastausvirhe, kehysvirhe, fyysinen väylävirhe jne., kun kompressorin ECU havaitsee virheen kauemmin kuin Tietyn ajan kuluttua kompressori lakkaa toimimasta välittömästi. Kun yhteys palautuu normaaliksi, kompressori jatkaa normaalia toimintaansa.
2. Ylikuumenemissuoja
Ylikuumenemissuoja tarkoittaa, että kun kompressorin säädin havaitsee, että IGBT-lämpötila-arvo on liian korkea tai liian alhainen (yli asetetun lämpötila-arvon), säädin ilmoittaa välittömästi IGBT-lämpötilavioista ja kompressori sammuu vastauksena. Kun lämpötila palaa alle asetetun lämpötilan ja sammutusaika on pitempi kuin asetettu aika, kompressori vastaa jälleen ajoneuvon tarpeeseen. Tämän suojauksen tarkoituksena on välttää IGBT:n vauriot, jotka aiheutuvat sen toiminnasta sen lämpötila-alueen ulkopuolella. Jotta lämpötila-anturi ei pysty havaitsemaan IGBT-lämpötilaa, säätimen sisään sijoitetaan yleensä kaksi lämpötila-anturia samanaikaisesti. ECU käyttää mitattua korkeampaa lämpötila-anturin arvoa arviointilämpötilana. Samalla kahden lämpötila-anturin lämpötila-arvoja verrataan reaaliajassa. Kun näiden kahden välinen absoluuttisen arvon ero ylittää asetetun lämpötilan, kompressori ilmoittaa lämpötila-anturin rationaalisuusvian.
3. Ylivirtasuoja
Ylivirtasuojan tarkoituksena on estää kompressorin sisäisten sähkökomponenttien vaurioituminen ylivirrasta. Ylivirtasuoja sisältää väylävirta- ja vaihevirtasuojan. Väylävirtasuojaus tarkoittaa tulovirran rajoittamista tiettyyn arvoon. Kun se ylittää asetetun arvon, kompressori pysähtyy. Vaihevirtasuojaus estää IGBT:n vaurioitumisen. Sähkökompressoreissa vaihevirta on suoraan verrannollinen kompressorin kuormaan. Mitä suurempi kuorma, sitä suurempi vaihevirta, joten vaihevirtaa voidaan käyttää myös ylikuormitussuojauksen parametrina. Samanaikaisesti IGBT:n suojaamiseksi paremmin ja sen estämiseksi toimimasta korkeassa virrassa ja korkeassa lämpötilassa pitkään, vaihevirtasuoja liitetään lämpötilasuojaukseen. Kun IGBT-lämpötila on alhainen, vaihevirran lämpötilaraja ei muutu. Kun IGBT-lämpötila Korkeammilla arvoilla vaihevirran raja pienenee lineaarisesti IGBT-lämpötilan kanssa, kunnes IGBT ylikuumenemissuoja.
4. Ylijännitesuoja
Ylijännitesuojalla tarkoitetaan suojaa, jossa jännite ylittää toiminta-alueen ja rajoittaa kompressorin nopeutta tai sammuu. Ylijännitesuoja on jaettu suurjännitesuojaan ja pienjännitesuojaan. Pienjännitesuojaus on jaettu 12 V jännitesuojaan ja 15 V ajojännitesuojaukseen. Suurjännitesuojaus on tarkoitettu estämään säätimen sisäisiä komponentteja rikkoutumasta liiallisesta tulojännitteestä. Samaan aikaan kun tulojännite on liian alhainen, kompressorin tehovaatimuksia ei voida täyttää ja kompressori toimii rajoitetulla teholla. Tällä hetkellä markkinoilla olevien latauspaalujen latausjännite ei ole vakaa, ja niissä on hetkellisiä korkeita jännitteitä. Siksi kompressorin ylijännitesuoja sisältää yleensä ohjelmistosuojauksen ja laitteistosuojauksen. Ohjelmistosuojaus suojaa ms-tason hetkellisiä korkeajännitteitä, kun taas laitteistosuojaus voi havaita meille hetkellisen korkeajännitteen, ohjelmiston ja laitteiston suojauksen yhdistelmä voi tehokkaasti suojata kompressoria korkean jännitteen aiheuttamalta IGBT-häiriöltä. Korkeapaineanturin vian estämiseksi säätimen sisään on yleensä järjestetty kaksi korkeapaineanturia. Kompressoriohjain vertaa säännöllisesti kahden korkeapaineanturin välistä eroa. Kun ero ylittää asetetun arvon, kompressori lakkaa toimimasta. Kun säädin havaitsee, että suurjänniteväylän jännite vaihtelee suuresti, esimerkiksi kun se havaitsee, että kahden jännitearvon välinen ero ylittää asetetun arvon näytteenottojakson sisällä, kompressori käy pienemmällä teholla. Kun jännitteen vaihtelu palaa raja-arvoon, kompressori jatkaa toimintaansa tavoitenopeudella.
