《電動車控制器》PPT課件

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1、電 動 車, 控制器及四大件,電動車控制器,隨著社會的發(fā)展，電動車以其安全、 快捷、方便、易于操作、易于維修、價格低廉、適用人群廣泛等優(yōu)勢，被越來越多的人們所青睞。其電動車的工作穩(wěn)定性及安全是生產(chǎn)廠家一直在關(guān)心的。而控制器則是整個車子的核心。,目錄,,控制器工作原理,控制器種類,2,控制器常用功能和保護功能,3,控制器常見故障分析與建議,4,控制器的技術(shù)要求,5,電動車四大件及相互間的關(guān)系,6,小結(jié),7,1,一、控制器的工作原理,控制器(MCU),驅(qū)動,電機繞組及霍兒位置傳感器：,控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu),,,控制器功率管,,,控制器單片機（MCU）,控制器功率管 鋁合金散熱片,二、控制器的種類,現(xiàn)市場

2、常用的5種智能控制器和一種新型的控制器 方波控制器：采用霍爾傳感器采集轉(zhuǎn)子位置，以此為基準信號控制繞組強制換相而達到讓電機轉(zhuǎn)動，因為它的技術(shù)成熟，也是市場上普遍使用的控制器。缺點是：方波控制器對于整個電動車來說，電機換相導致電流突變而導致轉(zhuǎn)矩脈動較大，使車子啟動噪音大且不平穩(wěn)，起步扭矩小，效率不高。 零功耗控制器：把電源鎖鑰匙關(guān)掉，然后按一下車把上的防盜鍵?？刂破鬟M入防盜預警狀態(tài)，強行推動電機時，觸發(fā)控制器里單片機工作，喇叭會發(fā)出 報警聲并鎖死電機。,3.無霍爾控制器：因為沒有霍爾傳感器件，所以采用的是一種反向電壓的模糊計算方式而達到換相，這種控制器一般用在維修市場，特點是：免去了配對相位的麻

3、煩，裝上就能使用。缺點是：因沒有霍爾傳感器件，所以起步有死角，效率比方波控制器還低。此類型控制器也逐漸被市場所淘汰。 4.智能雙?？刂破鳎弘p模，顧名思義就是兩種工作模式，普通方波控制+無霍爾控制，在普通狀態(tài)下，控制器可自動識別電動車電機的換相角度，霍爾相位和電機輸出相位，當電動車在正常行駛時，出現(xiàn)霍爾故障或者霍爾器件壞掉時，可以自動檢測到并平滑的過渡到無霍爾模式，方便用戶將車騎到維修店，維修好后又能自動切換回有霍爾狀態(tài)。這種控制器擠掉了老的單純的無霍爾控制器，成為二級維修市場的主要產(chǎn)品。有部分整車公司也在使用這種控制器。,5.正弦波控制器：正弦控制器是理想的控制器模式，基于空間矢量變頻控制算法

4、，控制器轉(zhuǎn)換效率高，能有效減少控制器溫升和延長電池續(xù)航里程，解決了車子在起步時出現(xiàn)的抖動和不平穩(wěn)而且起步扭矩大，效率高，但溫升較快，對控制器本身的器件都是考驗，要配合正弦電機才能達到最佳的效果。 6.總線控制器：一種新型的控制方式，內(nèi)部同樣是采用方波橋式開關(guān)電路，整車的儀表和控制器是配合使用，車身前后電路連接，中間只有三根線，一根電源正，一根電源負，一根通訊線，采用的是汽車總線技術(shù)。因其線束少了，節(jié)點少了，故障點也就少了。,三、控制器常用功能,3.1常用功能： 1、自檢功能：控制器只要在上電狀態(tài)，就會自動檢測與之相關(guān)的接口狀態(tài)，如轉(zhuǎn)把，剎把或其它外部開關(guān)等等，一旦出現(xiàn)故障，控制器自動實施保護，

5、充分保證騎行的安全，當故障排除后控制器的保護狀態(tài)會自動恢復。 2、啟動方式：軟啟動和硬啟動。軟件啟動：可以保護電池，保護電機，起步平緩。硬啟動：在起步時的電流是不可控的過載電流，起步生猛，對電池同電機傷害極大 3、防盜功能：針對控制器而言分兩種，一種是分體式的，和一體式的。車子在防盜狀態(tài)下，電機在受到外力轉(zhuǎn)動或者車身受到外界的震動時，車子均可發(fā)出報警，同時鎖死電機。 4、電子剎車：控制器使電機產(chǎn)生和電機運行方向相反的機械能，起到縮小制動距離、保護機械制動裝置的效果。,5、反充電功能：在剎車、減速或下坡滑行時控制器將電機產(chǎn)生的能量反饋給電池，起到充電的效果，延長電池壽命，增加了續(xù)航里程。 6、防

6、飛車功能：電動車控制器不會因轉(zhuǎn)把或線路故障引起飛車現(xiàn)象。提高了系統(tǒng)的安全性。 7、1+1助力功能：能自動檢測中軸轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了在騎行中輔以動力，讓騎行者感覺輕松。 8、巡航功能：分自動巡航和手動巡航，能根據(jù)需要自行選擇，進入巡航的時間，穩(wěn)定行駛速度，無須手柄控制。 9、限速功能：按下限速開關(guān)，電動車只能以不超過20km/h的速度行使。,3.2保護功能： 1、過流保護：控制器時刻在對電源線，電機相線，內(nèi)部功率器件和MOS管進行檢測，出現(xiàn)電源短路、電機相線短路或有MOS管燒壞時能及時停止輸出，防止控制器燒壞或擊穿更多MOS管。有效的保護控制器和電池。 2、欠壓保護：當電池電壓低于控制器設(shè)定的電壓值時

7、，控制器停止輸出，進入欠壓保護狀態(tài)，保護電池，防止電池過放而減少使用壽命或損壞。,3、堵轉(zhuǎn)保護：控制器能自動判斷電機在過流時是處于完全堵轉(zhuǎn)狀態(tài)還是在運行狀態(tài)或電機短路狀態(tài)，如果過流時是處于運行狀態(tài)，控制器將限流值設(shè)定在固定值，以保持整車的驅(qū)動能力；如電機處于純堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，則控制器2秒后將限流值控制在10A以下，起到保護電機和電池，節(jié)省電能；確保控制器及電池的安全。,四、控制器常見故障分析,影響控制器性能的因素從表現(xiàn)形式來看，一般有以下四種： 1、控制器功率管損壞：一般有以下幾種可能：電機損壞引起的；功率管本身的質(zhì)量差或選用等級不夠引起的；安裝或振動松動引起的；電機過載引起的；功率管驅(qū)動電路損壞或

8、參數(shù)設(shè)計不合理引起的。應(yīng)改進驅(qū)動電路設(shè)計，選用匹配的功率器件。 2、控制器內(nèi)部供電電路損壞：一般有以下幾種可能：控制器內(nèi)部電路短路；外圍控制部件短路；外部引線短路。出現(xiàn)這種情況應(yīng)改進電源電路的布局，設(shè)計單獨的供電電路，與大電流工作區(qū)域分開。各引出線做短路保護并附接線說明。,3、控制器工作時斷時續(xù)：一般有以下幾種可能：器件本身在高溫或低溫環(huán)境下參數(shù)發(fā)生漂移；控制器總體設(shè)計功耗大，導致某些器件局部溫度過高而使器件本身進入保護狀態(tài)；接觸不良。出現(xiàn)這種現(xiàn)象應(yīng)選用耐溫適合的元件，降低控制器整體功耗，控制溫升。 4、控制器連接線老化磨損及接插件接觸不良或脫落引起控制信號丟失：一般有以下幾種可能：線材選擇不

9、合理；對線材的保護不完善；接插件的選型不好；線束與接插件的壓接不牢。線束與接插件之間，接插件與接插件之間應(yīng)連接可靠，應(yīng)做到耐高溫、防水、抗震，防氧化，防磨損。,五、控制器的技術(shù)要求,1.外觀要求 控制器外觀應(yīng)光潔、平整、無裂痕、毛刺飛邊、銹蝕等工藝缺陷、連接緊固、引出線應(yīng)完整無損、標簽字跡和內(nèi)容應(yīng)清晰無誤，且不得脫落。 2.標志 應(yīng)具有制造廠標志或廠家代理、標志、產(chǎn)品型號或規(guī)格、額定電壓、限流值、欠壓值、轉(zhuǎn)把電壓、相位角、剎車方式、特殊功能標注及相關(guān)內(nèi)容標注。,3.控制器引出線長度要求： 3.1控制器引出線要求：應(yīng)露出控制器長150mm(不含插件尺寸)。 3.2 控制器出線要求：線位及

10、線色應(yīng)符合個型號控制器出線圖要求。 3.3線徑要求：相線與主電源線采用耐高溫線，截面積應(yīng)不小于2.5mm、電門鎖線截面積不應(yīng)小于0.75mm、其余功能線截面積不應(yīng)小于0.3mm。 3.4各功能接插件護套需全部采用阻燃耐高溫材料，接插件需全部采用標準磷銅鍍鎳材料接插件。 3.5各接插件拉脫力應(yīng)大于50N。,4.絕緣介電強度 控制器電源輸入線與機殼之間應(yīng)能承受50HZ或60HZ實際正弦波形電壓500V，5MA,歷時1分鐘，無擊穿現(xiàn)象。 5.絕緣電阻 控制器導電部分對外殼之間的常態(tài)絕緣電阻應(yīng)大于等于100M。 6.耐高溫性能 溫度在602，額定負載條件下，控制器持續(xù)運行2小時后應(yīng)能正常工

11、作，其絕緣電阻不小于2 M。,7.低溫性能 當恒溫-101時，不通電持續(xù)2小時后，絕緣電阻應(yīng)大于等于20 M，控制器應(yīng)能正常工作。 8.調(diào)速功能 當控制器接受1.2V4.1V調(diào)速信號或等效數(shù)字信號時，應(yīng)能對所控電機進行連續(xù)平穩(wěn)的無級調(diào)速。 9.制動斷電功能 當制動器進行制動動作時，控制器應(yīng)能接受制動信號，并立即切斷電機的供電電源。,10.電機轉(zhuǎn)速信號 在額定電壓情況下電機轉(zhuǎn)速由低到高時控制器同時輸出相線信號轉(zhuǎn)速電壓：36V控制器013V。 11.欠壓保護功能 控制器應(yīng)具有欠壓保護功能，36V控制器欠壓點：32.5V。 12.防盜功能 控制器應(yīng)具有智能選擇鎖電機模式的防盜功能，及由控

12、制器內(nèi)部智能識別鎖電機模式，要求不同型號廠家電機都能智能識別并鎖住電機。,13.相線短路功能 電機在運行過程中任意短路電機相線，控制器應(yīng)無損壞。 14.反充電保護 電動車正常運行后關(guān)閉電門鎖，控制器不會受到反電勢的沖擊而損壞功率管。 15.溫升要求 在常溫、額定負載條件下，運行30分鐘，控制器性能正常，外殼溫升不得超過50度 。,16.疲勞實驗 將電機加載到最大輸出功率時，連續(xù)工作4小時控制器應(yīng)無損壞； 將電機加栽到100轉(zhuǎn)/分時，連續(xù)工作15分鐘，控制器應(yīng)無損壞。（允許控制器內(nèi)部保護） 17.堵轉(zhuǎn)保護功能 在電機加載停止轉(zhuǎn)動后3-5秒鐘起到保護作用。 18.限流值 最大輸出限流

13、：標稱的限流值1A。 19.控制器防水性能 在水深30CM水里，浸泡30分鐘應(yīng)無進水現(xiàn)象。,控制器測功曲線圖：,六、電動車四大件,1、控制器：控制器是控制電機轉(zhuǎn)速的部件，也是電動車電氣系統(tǒng)的核心，具有欠壓、限流、過流保護、多種騎行模式和整車電氣部件自檢功能?？刂破魇请妱榆嚹芰抗芾砼c各種控制信號處理的核心部件。 2、充電器：給蓄電池充電，將市電轉(zhuǎn)換成直流電并控制其電流和電壓充入蓄電池貯存起來。當前電動車所配置的充電器多屬于傳統(tǒng)的三段式充電器：恒流-恒壓-涓流（浮充）。充電開始時，先恒流充電，迅速給電池補充能量；等電池電壓上升以后，轉(zhuǎn)為恒壓充電，此時電池能量緩慢補充，電池電壓繼續(xù)上升；,達到充電

14、器的充電終止電壓值時，轉(zhuǎn)為涓流充電，小電流充電以保養(yǎng)電池和供給電池的自放電電流。但是沒能解決溫度變化導致電池最高充電電壓值隨著變化的問題，正是因為如此，電池夏季過充，冬季欠充造成鉛酸電池缺水和硫酸鹽化，使得電池壽命受到嚴重損害。為了讓這一現(xiàn)象不發(fā)生，應(yīng)該給充電器加溫度檢測。,充電電壓分析圖：,3、電池：是電動車動力來源，用于供給電機電能?，F(xiàn)常用的有鉛酸電池和鋰離子電池。 鉛酸電池：傳統(tǒng)的鉛酸電池憑借成熟的技術(shù)和較低的價格占據(jù)了市場上的主流，在5年內(nèi)這種格局難以改變。 鉛酸電池的兩大“殺手”： 失水：電池因長期處于過充電狀態(tài)，電解液中的水被電解成H2（氫氣）和O2（氧氣），導致電池因電解液干涸而

15、失效！ 硫化：長期充電不足使得PbSO4（硫酸鉛）結(jié)晶附著在極板上，導電性差的結(jié)晶阻礙了極板活性物質(zhì)和電解液的反應(yīng)，使電池容量下降、內(nèi)阻增大。,鋰離子電池：鋰離子電池易攜帶、充電時間短、循環(huán)壽命長、對環(huán)境無污染，但在過充和過放狀態(tài)下蓄電池會發(fā)生爆炸，手機鋰電池使用的都是單體電池，并與良好的保護電路配合使用，基本上杜絕了爆炸問題，在電動自行車上必須使用串聯(lián)電池組，這使得保護電路大大復雜化加鋰電池的制造成本偏高，這也阻礙了鋰電池在電動車行業(yè)的應(yīng)用。 4、電機：將蓄電池化學能轉(zhuǎn)換成機械能，使車輪轉(zhuǎn)動。常用的兩輪電動車電機有永磁無刷電機，齒輪無刷電機。,四大件相互關(guān)系 電池是電動車的核心部件，接受充電器的電能，貯存起來最終通過電機將電能輸出，輸出受控于控制器。充電器是直接與蓄電池聯(lián)系的設(shè)備，充電器質(zhì)量參數(shù)的好壞直接影響蓄電池的電氣性能和使用壽命，必須要求“配套”?？刂破骺刂齐姵仉娏麟妷狠敵?，有欠壓保護功能，“欠壓保護點”的高低影響電池放電深度，因此，影響行駛里程，過低會造成過放電，損傷蓄電池。,七、小結(jié)：,控制器從早期的全硬件方案到現(xiàn)在的全軟件方案又從方波控制到現(xiàn)在的正弦波控制，技術(shù)越來越成熟化。更偏向了功能多樣化、操作簡單、性能穩(wěn)定。,