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《電動車控制器》PPT課件.ppt

上傳人:za****8 文檔編號:13262720 上傳時間:2020-06-11 格式:PPT 頁數(shù):30 大?。?08.51KB
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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。控制器進入防盜預警狀態(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煩,裝

3、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,控制器

4、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,充分保證騎行

5、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、防飛車功能:電動車

6、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定的電壓值時,控制器停止輸出,進入欠壓

7、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??刂破骷半姵氐陌踩?。,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)動電路損壞或參數(shù)設計不合理引起

8、的。應改進驅(qū)動電路設計,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)這種情況應改進電源電路的布局,設計單獨的供電電路,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:?線材選擇不合理;?

9、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連接可靠,應做到耐高溫、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、引出線應完整無損、標簽字跡和內(nèi)容應清晰無誤,且不得脫落。2.標志應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:線位及線色應符合個型號控制器

10、出線圖要求。3.3線徑要求:相線與主電源線采用耐高溫線,截面積應不小于2.5mm、電門鎖線截面積不應小于0.75mm、其余功能線截面積不應小于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各接插件拉脫力應大于50N。,4.絕緣介電強度控制器電源輸入線與機殼之間應能承受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)絕緣電阻應大于等于100MΩ。6.耐高溫性能溫度在60℃2℃,額定負載條件下,控制器持續(xù)運行2小時后應能正常工作,其絕緣電阻不小于2MΩ。,7.低溫性能當

11、恒溫-10℃1℃時,不通電持續(xù)2小時后,絕緣電阻應大于等于20MΩ,控制器應能正常工作。8.調(diào)速功能當控制器接受1.2V~4.1V調(diào)速信號或等效數(shù)字信號時,應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0—13V。11.欠壓保護功能控制器應具有欠壓保護功能,36V控制器欠壓點:32.5V。12.防盜功能控制器應具有智能選擇鎖電機模式的防盜功能,及由控制器內(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

12、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:標稱的限流值1A。19.控制器防水性能在水深30CM水里,浸泡30分鐘應無進水現(xiàn)象。,控制器測功曲線圖:

13、,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

14、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”:①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失效?、诹蚧洪L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,

15、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。,

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