电动车控制器原理及功能
电动车控制器的基本原理是在电池电压基本恒定的条件下,采用断续供电的方法,改变电机供电电压的平均值,来控制电机速度、电流的大小。使得电机的 运转符合控制要求,目前主要
采取的控制方法是 PWM脉宽调制控制机理,即:在所需的时间内,将直流电压调制成等幅不等宽的系列电压脉冲,以达到控制频率、电压、电流的目的。电动车控制器是借助 PWM 电路来控制电机输出功率的,实现开关调制作用的是高频开关功率器件 MOS 管,用它来做执行高频斩波断续供电的开关,从而有效地解决了电机的速度和电流的操控性。
随着电动车应用的发展,对控制器功能要求越来越高,越来越多元化。电动车中的控制器一般必须具备三大功能:一是速度调节;二是过电流控制;三是欠压保护,具体包括以下一些功能:防飞车功能、欠压保护功能、巡航功能、助力功能、自动识别相位功能、转堵保护功能、短路保护功能、分档式行驶功能、柔性 EABS 刹车功能、反充电功能、零启动功能、低噪声控制功能、短路保护功能、过载保护功能等。
电动车控制器的分类及架构
电动车的控制器按照功率来分大功率控制器、中功率控制器、小功率控制器,按照电机的类型来分类直流有刷控制器和直流无刷控制器,按照在车上的装配位置来分可以分为分离式控制器和一体式控制器。现在很大一部分电动车使用的是无刷控制器。
控制器最基本的功能是驱动控制功能,根据其功能要求最基本的架构是周边器件和主芯片(或单片机)组成。周边器件是一些功能器件,如执行、采样等,它们是电阻、传感器、桥
式开关电路,以及辅助单片机或专用集成电路完成控制过程的器件;单片机也称微控制器,是在一块集成片上把存贮器、有变换信号语言的译码器、锯齿波发生器和脉宽调制功能电路以及能使开关电路功率管导通或截止、通过方波控制功率管的导通时间以控制电机转速的驱动电路、输入输出端口等集成在一起而构成的计算机芯片。
控制器性能主要影响因素 控制器作为电动车的最主要的关键部件,其性能和质量直接关系到电动车的性能和质量,也关系到消费者的直接人身安全,因此对于厂家来说控制器的性能和质量尤其重要。
影响控制器质量和性能的主要因素有以下几点:
1 控制器的元器件的性能和质量,控制器最主要的工作部件是单片机,目 前我国采用的绝大部分的单片机(微处理器)来自于国外进口。其他的 元器件、零配件我国目前基本上能够自主生产,如电感、传感器等。
2 控制器的设计水平,主要是指的是总体结构设计、功率开关电路的布局、 各种周边电子元器件的分布等都关系到控制器的质量。
3 控制器与电机及其他功能部件的兼容程度。控制器作为电动车整车 的控制中枢,直接指挥复杂采集信号的处理和各种指令的发出,因此信号采集部件和指令执行部件的性能对控制器的性能有一定的影响。
电动车控制器的发展方向
电动车控制器作为电动车的“神经中枢”,主要是协调电机和电源正常工作,同时保证驾驶尽可能经济、安全、环保。从以上两个方面决定了电动车控制器的发展方向,电机和电源的发展方向引导控制器的研究与开发的方向。
从电动车控制器企业中占据龙头老大地位的高标科技的发展历程以及他们现在的发展重心可以看出,电动车控制器在未来主要发展方向表现为以下几个方面:
1 智能化。控制器不仅仅进行驱动控制,同时将成为动力和能源管理中心, 通过根据路况和助力的情况,智能的调配动力能源,使得能源利用效率提 高。绿驹电动车怎么样
2 定制化。高端的电动车市场主要是以品牌产品为主,不同的品牌产品其功 能不尽相同,因此对控制器的要求也不一样,因此在控制器高端产品中逐 步走向定制化。
3 强调管理功能。控制器功能越来越强大,逐步成为自行车的管理中心,如 能源管理,通过合理的智能化的能源调配,提高电池的利用率和工作效率; 安全管理,通过欠压、过流等各种保护功能,实现电动车的智能安全 管理功能。
4 人性化、傻瓜化。针对电动车的消费体的广泛性,电动车的控 制必须走向人性化,如引述数字显示技术、甚至声音控制技术等操控更加容易,更加安全舒适。
5 集成化。随着制造工艺的提高,MCU 功能的强大,控制器逐步走向集成化, 原来外部分立元器件较多,任何一个器件损坏都可能导致整个控制器瘫 痪,而集成技术将原来的分立件
集成到 MCU 中实现。保证了控制器的质量、 减少返修率,缩小了控制器体积。另外还可以集成其他的功能如防盗系统功能。
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