Green Team Twente – FCCU és ECU vezérlőegységek

Green Team Twente

Az Eurocircuits az elmúlt években a Green Team Twente fontos partnere volt. Miután a Green Team Twente tavaly áttért a Formula Student versenyekre, a partnerségünk még fontosabbá vált. 2022-ig a Shell Eco Marathon (SEM) versenyen vettünk részt, melynek célja a leghatékonyabb hidrogénüzemű autó megépítése volt. Ezzel szemben a Formula Student versenyeken inkább a sebesség és a teljesítmény áll a középpontban. Mivel mi vagyunk az egyetlen hidrogénüzemű csapat a Formula Studentben, a hidrogénrendszerhez speciálisabb elektronikára van szükségünk. Ebben a blogbejegyzésben két nyomtatott áramköri lapot fogunk bemutatni: az üzemanyagcella vezérlőegységet (FCCU) és az elektronikus vezérlőegységet (ECU).

Üzemanyagcella vezérlőegység (FCCU)

A hidrogénrendszer szívében az üzemanyagcella áll. Az üzemanyagcella energiát termel, ha levegővel (oxigénnel) és hidrogénnel látják el. Néhány dolognak azonban meg kell történnie, mielőtt a levegő és a hidrogén beléphet az üzemanyagcellába. Mindkét gáznak egy meghatározott nyomásra, áramlásra, hőmérsékletre és páratartalomra van szüksége. Mivel ez egy nagyon dinamikus folyamat, egy kifinomult vezérlőrendszerre van szükség ahhoz, hogy az egész rendszer rendeltetésszerűen működjön. Erre a célra terveztük meg az üzemanyagcella vezérlőegységet, ami a hőmérséklet, a nyomás, a páratartalom és más érzékelők ellenőrzését látja el. Ennek megfelelően vezérli a működtető elemeket, például szolenoidokat, jelfogókat és szelepeket, illetve az alrendszereket is, mint a kompresszor, a DC/DC konverter és a nyomásszabályozó. Mindezek megvalósításához az FCCU számos I/O-t támogat. Például 16 analóg bemenettel, 10 digitális bemenettel/kimenettel és 6 12/24V-os kimenettel rendelkezik, továbbá tartozik hozzá 2 nagyáramú kimeneti vezérlő 2 CAN busz, SPI, I2C és még sok más. Jelenleg az összes I/O több mint 80%-a használatban van, míg a nem használt I/O meglehetősen hasznos ideiglenes érzékelők vagy rendszerek számára.

Elektronikus vezérlőegység (ECU)

Az ECU sok szempontból az FCCU ikertestvére. Ugyanazt a mikrokontrollert használja, mint az FCCU, ami azt jelenti, hogy nagyon hasonló szoftvercsomaggal rendelkezik. Az I/O tekintetében azonban különbözik. Míg az FCCU-t a rugalmasság és a bővíthetőség jegyében építették, az ECU-t célzottabban lett tervezve. Az ECU I/O-ja tartalmaz digitális csapokat a pilótafülke műszerfalához, egy Ready-To-Drive hangjelzőt, és még sok mást. Az ECU az autó teljes hűtőrendszeréért is felelős. A hidrogén üzemanyagcella nagy hűtést igényel, ezért az ECU 5 szivattyút és ventilátort, valamint több mint 5 áramlás- és hőmérsékletérzékelőt támogat.

Az adatok nyomon követése érdekében van egy CANota (CAN Over The Air) nevű rendszerünk. Ez az egyik olyan rendszer, amelyet a Green Team Twente SEM versenyein is használtunk. A CANota részét képezi egy szerver, amely az üzenetek fogadásáért, elemzéséért és tárolásáért felelős, valamint egy kliens az autóban, amely a CAN-üzeneteket gyűjti és továbbítja. A CANota segítségével képesek vagyunk a teljes CAN-busz valós idejű naplózására és felügyeletére. Idén teljesen újraterveztük a klienst, így az integrálva van az ECU-ba, és támogatja a 4G-t. Ez lehetőséget ad arra, hogy bárhol is vezethessünk, amíg van mobilszolgáltatás, addig élő telemetriát kapunk.