电动车控制器设计方案
一、电动车控制器的组成部分
电动车控制器是电动车整车中的核心部分,其技术性能的优劣直接影响电动车的正常使用。目前电动车用有刷无刷控制器普遍采用PWM方式,控制器内部必须具有PWM发生器电路,另外还有电源电路、功率器件、功率器件驱动电路、控制部件(转把、制动把、电动机霍尔元件等)信号的采集与处理电路、过电流与欠电压等保护电路。
二、电动车控制器的结构原理
普通有刷控制器内部结构框图如下图所示。电源电路为控制器内部电子元器件提供工作电压;PWM芯片根据转把的输入电压输出相应脉冲宽度的方波给MOS管驱动电路;MOS管驱动电路将PWM信号整形提供给MOS管;MOS管为大功率开关管,其导通时间与关闭时间,受导通信号与PWM信号和成的混合信号控制;欠电压保护电路是当蓄电池电压降低到控制器设定值以下时,PWM芯片停止了PWM信号输出,以保护蓄电池不至于在低电压情况下放电;限电流保护(或过电流保护)电路是对控制器输出的最大电流进行限制,以保护蓄电池、控制器、电动机等不会出现允许范围以上的大电流。 汽车倒车技巧
三、电动机控制器的接线
1、无刷电动机控制器接线
无刷电动机控制器接线有多有少,一般有以下几条(线的颜根据常用类型总结,不能代表所有线的颜都一样):电源线两条(红线、黑线)、转把线三条(红线、蓝线、黑线)、制动断电线两条(黄线、黑线)、电子制动线两条(灰线、黑线)、电动机线两条(绿线、蓝线)、霍尔输入线四条(蓝线、绿线、红线、黑线)、倒车线一条(黄线)、助力信号线三条(红线、绿线、黑线)。
2、有刷电动机控制接线
有刷电动机控制接线一般有以下几条:电源线两条、转把线三条、电动机线两条、制动断电线两条、限速线两条等。
四、控制器接线示意图
在电动车控制器中广泛应用,方波驱动最大的缺点在于换相时的电流突变引起的转矩脉动,导致噪声较大,但好的控制策略可以大大改善换相噪声。电动车控制器设计的难点在于电流控制,本文就电动车控制器设计的一些关键地方加以描述。
五、电动自行车控制器设计方案电路图
1.概述
电动自行车上使用的电机普遍采用永磁直流电机。所谓永磁电机,是指电机线圈采用永磁体激磁,不采用线圈激磁的方式。这样就省去了激磁线圈工作时消耗的电能,提高了电机机电转换效率,这对使用车载有限能源的电动车来讲,可以降低行驶电流,延长续行里程。
永磁直流电机按照电机的通电形式来分,可分为有刷电机和无刷电机两大类,有刷电机由
于采用机械换相装置导致可靠性和寿命降低,因此逐渐退出电动车市场。
无刷电机又可分为有传感器和无传感器两类,对于无位置传感器的无刷电机,必须要先将车用脚蹬起来,等电机具有一定的旋转速度以后,控制器才能识别到无刷电机的相位,然后控制器才能对电机供电。由于无位置传感器无刷电机不能实现零速度启动,所以现在生产的电动车上用得较少。目前电动车行业内使用的无刷电机,普遍采用有位置传感器无刷电机。
有位置传感器永磁直流无刷电机按照内部传感器的安装位置不同,又可分为60度电机和120度电机。在120°的霍尔信号中,不可能出现二进制000和111的编码,所以在一定程度上避免了因霍尔零件故障而导致的误操作。因为霍尔组件是开漏输出,高电平依靠电路上的上拉电阻提供,一旦霍尔零件断电,霍尔信号输出就是111.一旦霍尔零件短路,霍尔信号输出就是000,而60°的霍尔信号在正常工作时这两种信号均会出现,所以一定程度上影响了软件判断故障的准确率。因此目前市面马达已经逐渐舍弃60°相位的霍尔排列。
2.永磁直流电机基本原理
2.1.主回路电路
图中ABC表示电机的3相绕组,采用星形接法,V1~V6表示功率场效应管,如果将V1~V6用如下的时序波形驱动,则3相绕组会按照AB-AC-BC-BA-CA-CB顺序通电(AB表示电流由A相流向B相),产生一个旋转的磁场,牵引外转子(永磁体)旋转。
导通顺序
3.电动车控制器功能要求
*功能性要求:1.电子换相2.无级调速3.刹车断电4.附加功能A.限速B.1+1助力C.EBS柔性电磁刹车D.定速巡航E.其它功能(消除换相噪音,倒车等)