Detección de posición rotacional en lugar de resolver para BEV...

Jun 28, 2023

Las soluciones existentes para la medición de la rotación a menudo se basan en el principio del resolver, un tipo de transformador eléctrico giratorio. Este sistema es complejo y debe adaptarse especialmente a cada diseño de motor síncrono. El nuevo sensor de posición de rotación de motor electrónico inductivo de alta velocidad (eRPS) de Continental, por otro lado, es un componente estandarizado que es adecuado para cualquier motor, independientemente del número de pares de polos. Los sensores de esta tecnología se pueden transferir fácilmente de un motor a otro, promete Continental. En comparación con los sensores de resolución, el eRPS es más compacto, un 40 por ciento más liviano y más robusto, dice Continental.

"La creciente electrificación de los vehículos está dando lugar a más motores síncronos. Esto va desde motores grandes y potentes, como motores de tracción, hasta motores más pequeños, como bombas eléctricas. Nuestra tecnología eRPS estandarizada ofrece una amplia gama de aplicaciones en vehículos eléctricos", dijo Laurent Fabre, director del segmento de Seguridad Pasiva y Sensórica en Continental. "La precisión de la medición, las dimensiones compactas y el concepto de sensor todo en uno que combina múltiples funciones contribuyen a un alto nivel de integración en el automóvil. Continental es ahora uno de los principales proveedores de sensores de posición del motor. Con la introducción del eRPS, también estamos bien posicionados para convertirnos en uno de los proveedores líderes en sensores de posición de motores eléctricos".

El eRPS está diseñado específicamente para controlar motores síncronos en los que el rotor gira a la misma velocidad que el campo giratorio de la máquina. Para lograr la máxima eficiencia del motor, el controlador del motor necesita conocer la posición exacta del rotor, lo que hace que el diseño de este sensor sea una parte esencial de las aplicaciones de motores síncronos. Mientras que el resolver es un sensor comparativamente masivo, el eRPS es muy plano y admite diseños de motores compactos con una longitud total corta. El diseño del sensor se basa en el principio de corrientes de Foucault y está optimizado para aumentar la robustez frente a las tolerancias mecánicas. Los circuitos integrados modernos se utilizan para el procesamiento de señales. Estos han sido desarrollados de acuerdo con la norma ISO 26262 para la seguridad funcional en el sector de la automoción con el fin de alcanzar ASIL C. Opcionalmente, se pueden embeber dos circuitos integrados en el eRPS para garantizar la redundancia, que es una parte esencial de la seguridad funcional de el sistema general.

Diseñado para motores síncronos: eRPS de Continental.

Aunque el motor de tracción es un caso de uso destacado, existen otros motores síncronos en vehículos electrificados. Los sistemas de frenos secos, por ejemplo, también funcionan eléctricamente y requieren sensores de posición. Al desarrollar el eRPS, Continental se basó en el conocimiento existente con métodos de medición inductivos. Por ejemplo, el sistema de freno por cable MK C2 utiliza un sensor de posición de motor inductivo y fue la base para desarrollar conceptos de sensor con mayor velocidad y precisión, como es el caso del eRPS.

Como sensor de posición rotacional inductivo, el eRPS cubre varias configuraciones de integración. El sensor se puede montar a través del eje del rotor o al final del eje. El módulo contiene bobinas de excitación y recepción integradas con uno o dos circuitos integrados que detectan directamente la posición angular eléctrica del codificador metálico en el eje del rotor. Esta solución proporciona una señal que requiere un procesamiento posterior mínimo. Los datos de posición angular eléctrica son necesarios para un control eficiente del par de la máquina eléctrica y para lograr la mayor vida útil posible del motor.

"El patrón de señal del eRPS es más fácil de manejar que el de un resolutor. El principio de medición es rápido, robusto y adecuado para altas velocidades y aceleraciones del motor. Es muy compacto y requiere una cantidad mínima de piezas", dice Ronan LeRoy, Jefe del Centro de Producto de Sensores y Subsistemas en el segmento de Seguridad Pasiva y Sensorica en Continental.

Con un consumo de corriente máximo de 15 mA, el eRPS proporciona una precisión eléctrica de ±0,5° para un motor con cuatro pares de polos. Está diseñado para cubrir las velocidades requeridas para futuras plataformas de vehículos eléctricos (~24.000 rpm). El inicio de la producción del eRPS está previsto para finales de 2025.

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