9 kW BLDC motor driver

2026-09-08

Het Project

Dit SPC-project is een samenwerking tussen de opleidingen Automotive en Elektrotechniek. Het doel van het project is om een lichtgewicht, zelfstabiliserend eenpersoonsvoertuig te ontwikkelen dat als een testplatform kan dienen. Door het voertuig lichter te maken in gewicht, zorgt dit voor een kleinere, milieuvriendelijke manier van persoonlijk transport dan een 'gewone' auto.

Dit project bouwt voort op eerdere inspanningen van voorgaande projectgroepen en richt zich op het verder verfijnen en implementeren van cruciale systemen zoals de aandrijving, het stuurmechanisme en de Digital Twin-technologie.

De Stabilisatie

Samen met Tijn, een automotive ingenieur, hebben we gewerkt aan de actieve stabilisatie van het voertuig. De voorgaande projectgroepen hebben bepaald dat dit gedaan wordt met een reactiewiel. Tijn heeft berekend dat er een 4,5 kW, 45 Nm motor nodig is met een maximale snelheid van 1000 RPM.

Hieruit is een motor gekomen van 72 V en 50 A, met piekvermogen is dit voldoende. We hebben geen motordriver kunnen vinden die geschikt is. Drivers met dit vermogen hebben geen FOC, zonder kan het vermogen niet geleverd worden als die stilstaat. Ik heb hierom zelf een motordriver ontworpen.

De Motor driver

Om 50 A te schakelen op hoge snelheid heb ik gekozen om GaN FET's te gebruiken, deze zijn efficiënter en schakelen ook een stuk sneller. Om deze FET's aan te sturen is het FOC-algoritme gebruikt, dat op een microcontroller in software draait.

Het was de bedoeling dat ik dit onderdeel samen met een andere elektro-ingenieur uit de projectgroep zou krijgen, maar die is wegens persoonlijke redenen gestopt met het project. Dus de motordriver inclusief firmware heb ik alleen gemaakt. Dit heeft wat vertraging veroorzaakt, en er zijn geen testen gedaan op hoger vermogen, maar de motordriver werkt op lager vermogen met een FOC-regelloop.

Het schema en de PCB zijn ontworpen in KiCAD ( git.gay/LailaTheElf/SPC_GaN_motor_driver) en de firmware is in Rust geschreven ( git.gay/LailaTheElf/SPC_stabilisatie_firmware), omdat ik geen goede reden kon bedenken waarom niet en het graag beter wilde leren.