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1. 系統總覽

1. 系統總覽

1.1 電控在整車中的角色

先建立一個概念：電控不只是「讓車子動起來」的工具，它是整車安全的最後守門員。

FSAE EV 的電控系統要處理兩件事：

  • 功能面：讓駕駛踩油門，車子加速；處理再生制動；管理動力輸出。
  • 安全面：在任何異常狀態下，確保系統能安全斷電，保護人員與設備。

在整車設計中，電控工程師需要跨部門溝通：

  • 與機械組：驅動系統介面（馬達安裝、冷卻）
  • 與電池組：Accumulator 介面、BMS/AMS 通訊
  • 與底盤組：感測器佈線、接地設計
  • 與車手：人機介面（儀表、按鈕邏輯）

💡 學長心得：很多新人以為電控就是寫 code。其實你有一半時間在畫電路圖、拉線、debug 硬體，另一半時間在跟規則書搏鬥。先把規則讀懂，比先去寫程式重要得多。

1.2 高壓 / 低壓系統關係

FSAE EV 的電氣系統分為兩個電壓域：

高壓系統（Tractive System, TS）

  • 電壓範圍：通常 300V–600V DC（依 Accumulator 設計而定）
  • 包含：Accumulator、Motor Controller（Inverter）、馬達、HV 線束
  • ⚠️ 關鍵規則：TS 在正常操作下與車架（Grounded Low Voltage, GLV）必須電氣隔離

低壓系統（Grounded Low Voltage, GLV）

  • 電壓範圍：通常 12V 或 24V
  • 包含：VCU、感測器、CAN Bus、繼電器控制線圈、Shutdown Circuit 邏輯
  • 車架接地，作為 GLV 參考電位

兩者關係的設計關鍵：

  • TS 與 GLV 的隔離由 IMD（Insulation Monitoring Device） 持續監測
  • 控制訊號（如 Contactor 控制）需透過隔離驅動（isolated gate driver）或繼電器跨越電壓域
  • 所有控制邏輯跑在 GLV 側；HV 側只有動力路徑

1.3 系統方塊圖（文字描述）

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│                    高壓系統 (TS)                       │
│                                                       │
│  [Accumulator] ──→ [AIR+] ──→ [Precharge] ──→        │
│                 ──→ [AIR-] ──→ [Motor Controller]     │
│                                    ↓                  │
│                               [AC Motor]              │
│                                                       │
│  TS 內部：AMS、IMD（量測 TS 絕緣）                      │
└─────────────────────────────────────────────────────┘
         ↑ AIR 控制訊號（隔離）    ↑ IMD 錯誤訊號
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│                    低壓系統 (GLV)                      │
│                                                       │
│  [GLV Battery] → [Shutdown Circuit] ──→ [SDC OK]     │
│       ↓                ↑                             │
│  [VCU / ECU]    [BSPD, IMD, AMS, BOTS, TSMS,        │
│       ↓          HVD, Inertia Switch, etc.]          │
│  [CAN Bus]                                            │
│   ├── Motor Controller                                │
│   ├── AMS / BMS                                       │
│   └── Dashboard / 儀表                                 │
│                                                       │
│  [TSAL 控制]  [RTDS 控制]  [Brake Light]              │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

💡 整個設計思路：GLV 控制 HV，但 GLV 本身受 Shutdown Circuit 保護。一旦 SDC 開路，HV 就必須斷開。

小結

電控系統的核心邏輯是：安全優先，功能其次。先確保在任何故障狀態下系統能安全斷電，再去優化性能。這不只是規則要求，也是工程師的基本責任。

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