第一篇：電動(dòng)車(chē)控制器設(shè)計(jì)方案

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

電動(dòng)自行車(chē)控制器方案

2012/11/5

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

目錄

第一章 概述-------------3

第二章 系統(tǒng)需求分析-------4

第三章 控制器分析---------6

一、電動(dòng)車(chē)控制器框圖------6

二、控制器關(guān)鍵功能分析-----7

第四章 控制器設(shè)計(jì)----------9

一、硬件設(shè)計(jì)---------9

二、軟件設(shè)計(jì)----------12

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

第一章 概述

近年來(lái)，隨著改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益深刻，人民生活水平日漸提高，出行交通工具也發(fā)生前所未有的變化。老百姓出行不僅考慮快捷、方便，還追求時(shí)尚環(huán)保，因此近年來(lái)電動(dòng)自動(dòng)自行車(chē)日益受老百姓喜愛(ài)。作為電動(dòng)自行車(chē)，其核心控制器則是電動(dòng)自行車(chē)的關(guān)鍵，控制的好壞決定車(chē)子的平穩(wěn)、安全、舒適，因此一個(gè)功能全面、可靠性強(qiáng)、符合要求的控制器決定了電動(dòng)自行車(chē)的質(zhì)量。為了使得電動(dòng)自行車(chē)有良好的體驗(yàn)和可靠的質(zhì)量保證，因此本文介紹一種控制器的設(shè)計(jì)方案。

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

第二章 系統(tǒng)需求分析

1、具有安全檢測(cè)功能，檢測(cè)電池電壓，電流

需要檢測(cè)電池中電流，電池電流不能過(guò)大，防止損傷電池；

需要檢查電機(jī)中的電流，并且識(shí)別是否是電機(jī)堵轉(zhuǎn)還是車(chē)子上坡或者負(fù)載過(guò)大，并且限制電機(jī)電流17A以下，在15～17A間切換，防止大電流長(zhǎng)時(shí)間燒壞電機(jī)；

檢測(cè)電池電壓，電池電壓大于電機(jī)額定電壓120%時(shí)，發(fā)出報(bào)警鈴聲，提醒電壓過(guò)大，不能驅(qū)動(dòng)電機(jī)；

2、顯示速度和里程數(shù)

利用三位數(shù)碼管顯示里程數(shù)，范圍0～999Km，保證每分鐘更新一次；

用5個(gè)發(fā)光二極管顯示速度，表示5個(gè)檔位，每個(gè)檔位間隔速度為10Km/h，即表示的速度為10Km/h、20Km/h、30Km/h、40Km/h、50Km/h，速度在哪個(gè)檔位，對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管閃亮。

3、具有轉(zhuǎn)向燈控制電路

當(dāng)打開(kāi)轉(zhuǎn)向燈開(kāi)關(guān)時(shí)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向燈每隔0.5秒閃一次，每次持續(xù)0.5秒

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4、照明燈控制電路

當(dāng)打開(kāi)照明燈時(shí)，在儀表盤(pán)上顯示照明打開(kāi)，用一個(gè)發(fā)光二極管。

5、具有報(bào)警功能

當(dāng)鑰匙開(kāi)關(guān)不再車(chē)上時(shí)，若輪子速度有變化，即發(fā)出報(bào)警聲音。

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第三章 系統(tǒng)分析

一、電動(dòng)車(chē)控制器框圖

上圖是整車(chē)的控制系統(tǒng)框圖，主要有電源、電機(jī)、控制器等，其中控制器位于核心地位，是整個(gè)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，也是負(fù)責(zé)組織各個(gè)部分協(xié)調(diào)工作的中心。其具體的控制框圖如下圖所示：

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

電源降壓模塊燈管驅(qū)動(dòng)電路照控速盤(pán)電壓信號(hào)剎車(chē)信號(hào)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路WM燈P向、轉(zhuǎn)明燈轉(zhuǎn)向燈、照明燈信號(hào)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路PIC芯片信號(hào)轉(zhuǎn)換電路MOS驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)電源輸出電路電機(jī)電路電流、電機(jī)電壓蜂鳴器P信號(hào)轉(zhuǎn)換電路WM三極管驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)霍爾信號(hào)電壓、里程顯示輸出數(shù)碼管顯示電路電源

從圖中可以看出，控制器由單片機(jī)及其外圍電路構(gòu)成，包括輸入信號(hào)處理電路、輸出信號(hào)處理電路、電源電路等。

二、控制器關(guān)鍵功能分析 控制器功能：

1、改變電機(jī)速度

即調(diào)速功能，檢測(cè)車(chē)把電壓，根據(jù)車(chē)把設(shè)定速度來(lái)進(jìn)行速度設(shè)定。同時(shí)檢測(cè)霍爾傳感器計(jì)數(shù)值，作為當(dāng)前速度，通過(guò)PID調(diào)節(jié)來(lái)計(jì)算應(yīng)該輸出的PWM波。

2、剎車(chē)功能

檢測(cè)剎車(chē)信號(hào)，當(dāng)剎車(chē)有效時(shí)，將速度設(shè)定值強(qiáng)制變?yōu)榱?，輸出PWM也變?yōu)榱恪?/p>

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3、有防過(guò)壓、過(guò)流檢測(cè)電路

檢測(cè)電源電壓，低壓報(bào)警，防止損傷電池； 檢測(cè)電源電流，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)適當(dāng)降速，限制電流在合理區(qū)間，防止燒壞電機(jī)、電源。

4、顯示電池電壓、車(chē)速、里程數(shù)

將車(chē)子的速度用數(shù)碼管顯示在儀表盤(pán)上，將電池電壓通過(guò)發(fā)光二極管顯示在儀表盤(pán)上。

5、防盜

當(dāng)車(chē)子鎖上時(shí)，車(chē)輪子有轉(zhuǎn)動(dòng)則報(bào)警。

6、照明燈控制開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)向燈控制開(kāi)關(guān)

可以采用雙刀雙擲開(kāi)關(guān)，一個(gè)可控制強(qiáng)電信號(hào)，另一個(gè)給單片機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。

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第四章 控制器設(shè)計(jì)

控制器是電動(dòng)自行車(chē)的核心，要實(shí)現(xiàn)的功能有：

1、可以改變電機(jī)速度

2、可以剎車(chē)

3、有防過(guò)壓、過(guò)流檢測(cè)電路

4、顯示電池電壓、車(chē)速、里程數(shù)

5、防盜

控制器不僅要具有所有功能并且引出相關(guān)信號(hào)線，而且要有合適的外觀尺寸，并且可以對(duì)內(nèi)部電路進(jìn)行保護(hù)。

一、硬件設(shè)計(jì)

1、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

由V1～V6六只功率管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)全橋可以控制繞組的通電狀態(tài)。按照功率管的通電方式，可以分為兩兩導(dǎo)通和三三導(dǎo)通兩種控制方式。由于兩兩導(dǎo)通方式提 供了更大的電磁轉(zhuǎn)矩而被廣泛采用。在兩兩導(dǎo)通方式下，每一瞬間有兩個(gè)功率管導(dǎo)通，每隔1／6周期即60°電角度換相一次，每只功率管持續(xù)導(dǎo)通 120°電角度，對(duì)應(yīng)每相繞組持續(xù)導(dǎo)通120°，在此期間相電流方向保持不變。

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為保證產(chǎn)生最大的電磁轉(zhuǎn)矩，通常需要使繞組合成磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子 磁場(chǎng)保持垂直。由于采用換相控制方式，其定子繞組產(chǎn)生的是跳變的磁場(chǎng)，使得該磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的位置保持在60°～120°相對(duì)垂直的范圍 區(qū)間。

2、照明燈、轉(zhuǎn)向燈、速度顯示儀表

單片機(jī)檢測(cè)到照明燈亮暗，轉(zhuǎn)向燈亮暗及方向，將其顯示在儀表盤(pán)上，燈的亮暗是通過(guò)三個(gè)發(fā)光二極管來(lái)顯示的。由于一般的發(fā)光二極管20mA的電流就可以驅(qū)動(dòng)，因此可以用單片機(jī)I/O引腳直接驅(qū)動(dòng)。

至于速度顯示，可以通過(guò)數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管可以用三個(gè)，顯示范圍是0.0 ～99.9KM/h，可以用三極管控制選擇端，每次選擇一個(gè)數(shù)碼管，進(jìn)行給值，單片機(jī)輸出的是四位信號(hào)，可以顯示0～9的BCD碼，通過(guò)數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的7段碼，則選中的數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)字，通過(guò)不斷給數(shù)碼管寫(xiě)值則可以達(dá)到看起來(lái)連續(xù)的效果。

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

或者要節(jié)省成本，其實(shí)速度顯示可以僅顯示檔位，比如0～5km/h、5～10km/h、10～15km/h、15～20km/h、20～25km/h 分為5檔，每檔對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管，當(dāng)速度在對(duì)應(yīng)的檔位時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管亮，其他的不亮。

3、電池電壓檢測(cè)電路

檢測(cè)電池電壓需要對(duì)電池電壓進(jìn)行采樣，采樣電路的作用是強(qiáng)弱分離，對(duì)單片機(jī)引腳進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)對(duì)電池電壓進(jìn)行變換，變到適合單片機(jī)A/D引腳采樣的范圍。

采樣電路可以先用電容進(jìn)行濾波，然后接上一個(gè)輸入電阻很大的變換電路，可以通過(guò)741等放大器實(shí)現(xiàn)，然后對(duì)比較后的電壓進(jìn)行電阻分壓轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換到0～3.3V，適合單片機(jī)采樣。

4、電機(jī)電流檢測(cè)、電池電流檢測(cè)、漏電檢測(cè)

在待檢測(cè)的電路中串入阻值很小的電阻（注意大電流電路中電阻必須要有較大的功率），然后對(duì)電阻兩側(cè)的電壓取樣，經(jīng)過(guò)后級(jí)差值比較電路得出壓差。差值轉(zhuǎn)換可以采用741，然后在進(jìn)行放大縮小變化，轉(zhuǎn)換成0～3.3V的范圍，可以接入單片機(jī)A/D引腳進(jìn)行電壓檢測(cè)，然后除以電阻及變比等即可得到對(duì)應(yīng)線路的電流。通過(guò)和每個(gè)線路設(shè)定電流閾值及車(chē)狀態(tài)檢測(cè)，即可得到是否過(guò)流、是否漏電等信息。

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5、報(bào)警電路

單片機(jī)通過(guò)I/O引腳輸出報(bào)警信號(hào)開(kāi)關(guān)，然后通過(guò)三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴喇叭來(lái)提示是否有緊急情況。通過(guò)不同頻率的信號(hào)分辨不同的報(bào)警信息。

6、防盜電路

防盜檢測(cè)其實(shí)是檢測(cè)輪子是否轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即利用霍爾器件檢測(cè)速度，若速度大于某個(gè)去掉干擾后的閾值就認(rèn)為有被盜的可能，就驅(qū)動(dòng)蜂鳴喇叭報(bào)警。

二、軟件設(shè)計(jì)

1、軟件流程圖設(shè)計(jì)

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

上電檢查進(jìn)入主循環(huán)檢測(cè)速度輸入，設(shè)定速度輸入，剎車(chē)信號(hào)輸入，電源電壓檢測(cè)輸入速度PID計(jì)算，將PWM控制信號(hào)輸出儀表盤(pán)顯示速度

程序流程圖 1，主要流程圖，包括初始化、主循環(huán)。

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

檢測(cè)速度設(shè)定值，用單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換功能將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，低通濾波讀出單片機(jī)光碼盤(pán)計(jì)數(shù)器值，低通濾波增量式PID計(jì)算輸出值，并且進(jìn)行限速處理PWM輸出設(shè)定

程序流程圖 2，速度調(diào)整程序流程圖

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

已經(jīng)檢測(cè)到實(shí)際速度值，并且進(jìn)行低通濾波處理將速度信號(hào)分成三位，分別是十位，個(gè)位，小數(shù)位計(jì)算三位數(shù)字轉(zhuǎn)換成數(shù)碼管設(shè)定值，并且進(jìn)行輸出時(shí)序設(shè)置調(diào)用顯示子函數(shù)

程序流程圖 3，顯示子函數(shù)程序流程圖

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

速度PID計(jì)算剎車(chē)信號(hào)是否有效否進(jìn)行增量式PID計(jì)算，設(shè)定是將設(shè)定速度設(shè)為零，進(jìn)行PID計(jì)算，輸出PWM設(shè)定子函數(shù)

程序流程圖 4，速度調(diào)控流程圖

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

安全檢測(cè)子函數(shù)電源電流是否過(guò)大是否否進(jìn)行正常處理，顯示電壓是電流過(guò)大，進(jìn)行漏電判斷或者速度限制下一程序

程序流程圖 5，安全檢測(cè)程序流程圖

2、軟件功能設(shè)計(jì)

速度PID設(shè)計(jì)：

1）可以采用增量式PID，在不同電壓、不同速度下比例積分微分系數(shù)有所不同；

2）帶剎車(chē)檢測(cè)，剎車(chē)時(shí)將設(shè)定速度設(shè)為0，電機(jī)PWM輸出為零；

3）超速限制，當(dāng)速度超過(guò)20Km/h時(shí)，進(jìn)行適當(dāng)減速，限制在20Km/h以下；

電動(dòng)自行車(chē)控制器設(shè)計(jì)

4）起步限速，開(kāi)始時(shí)速度慢慢上升，防止突然啟動(dòng)。

安全檢測(cè)設(shè)計(jì)：

1）檢測(cè)電壓電流，當(dāng)電壓較低時(shí)報(bào)警，以免損壞電池； 2）電流檢測(cè)，防止超過(guò)限制電流燒壞電機(jī)、電源或者電線，當(dāng)電流大于最大電流時(shí)，減速是電流在最大電流值以下附近一個(gè)區(qū)間內(nèi)波動(dòng)；

3）上電檢測(cè)，當(dāng)電機(jī)未開(kāi)動(dòng)時(shí)，若有較大電流則可能漏電進(jìn)行報(bào)警；

4）當(dāng)車(chē)鑰匙拔出來(lái)，并且開(kāi)啟報(bào)警功能后，若車(chē)輪子光碼盤(pán)有讀數(shù)說(shuō)明車(chē)子可能被盜，要進(jìn)行報(bào)警。

顯示設(shè)計(jì)：

1）速度顯示設(shè)計(jì)，用三段數(shù)碼管顯示速度的十位、個(gè)位和小數(shù)位，采用共陰極數(shù)碼管，LM373鎖存數(shù)字，三個(gè)IO口選通數(shù)碼管，一次顯示一位，每個(gè)循環(huán)周期控制一次； 2）照明燈顯示，主控電路用開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)僅檢測(cè)開(kāi)關(guān)是否開(kāi)啟，并用一個(gè)IO口來(lái)控制三極管電路驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管來(lái)顯示是否開(kāi)啟照明燈，左右的轉(zhuǎn)向燈采用相同的設(shè)計(jì)； 3）電源電壓顯示，將檢測(cè)到的電壓用多個(gè)發(fā)光二極管顯示，亮的越多電壓越高，當(dāng)電壓低于報(bào)警電壓時(shí)，所有二極管熄滅，驅(qū)動(dòng)電路采用三極管驅(qū)動(dòng)，每個(gè)循環(huán)周期進(jìn)行一次顯示。

第二篇：電動(dòng)車(chē)控制器介紹

電動(dòng)車(chē)控制器介紹

電動(dòng)車(chē)控制器是用來(lái)控制電動(dòng)車(chē)電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、進(jìn)退、速度、停止以及電動(dòng)車(chē)的其它電子器件的核心控制器件，它就象是電動(dòng)車(chē)的大腦，是電動(dòng)車(chē)上重要的部件。

我們開(kāi)發(fā)的智能型無(wú)刷電動(dòng)車(chē)控制器采用了美國(guó)cypress公司的方案，采用性能非常優(yōu)異單片機(jī)作為主控芯片，來(lái)實(shí)現(xiàn)控制和保護(hù)電動(dòng)車(chē)的電機(jī)、電池，使電動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)，從而提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命；采用霍爾電子無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，具有欠壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)等保護(hù)功能，可靠的對(duì)電動(dòng)車(chē)電機(jī)和電池進(jìn)行保護(hù)，確保電動(dòng)車(chē)使用及安全；加入了全新的無(wú)刷電機(jī)控制器理論，具有反充電/EABS剎車(chē)功能，用戶在關(guān)掉電源的情況下可把電機(jī)鎖死，使車(chē)子很難推行，另外還加入1+1助力系統(tǒng)，具有巡航功能，模式切換功能，實(shí)現(xiàn)了真正的智能型控制。

一、控制器功能：

1、工作電壓： DC 48V；

2、功率： 350W 450W 500W；

3、欠壓保護(hù)： DC 41.5V ±1V（也可根據(jù)用戶要求設(shè)定）；

4、電動(dòng)模式：霍爾電子無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)速范圍 0～100%，1.1~4.2V；

5、限流電流：≤17A（平均值），最大脈沖電流35A（根據(jù)用戶要求設(shè)定）；

6、限速功能：最高車(chē)速可達(dá)35km/h～45km/h（根據(jù)電機(jī)而定），限速行駛速度控制在20km/h以內(nèi)；

7、啟動(dòng)方式：手柄控制啟動(dòng)快慢，控制靈活；

8、剎車(chē)：EABS+機(jī)械剎，高/低電平；

9、巡航模式：具有自動(dòng)巡航和手動(dòng)巡航兩種功能可選，8秒進(jìn)入巡航，穩(wěn)定行駛速度，無(wú)須手柄控制；

10、1+1助力功能：控制器根據(jù)騎車(chē)者腳踏力的大小(速度快慢)，給出相應(yīng)比例的電機(jī)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了在騎行中輔以動(dòng)力，讓騎行者感覺(jué)更輕松，中軸轉(zhuǎn)速智能型；

11、堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能：自動(dòng)判斷電機(jī)在過(guò)流時(shí)是處于完全堵轉(zhuǎn)狀態(tài)還是在運(yùn)行狀態(tài)

或電機(jī)短路狀態(tài)，如過(guò)流時(shí)是處于運(yùn)行狀態(tài)，控制器將限流值設(shè)定在固定值，以保持整車(chē)的驅(qū)動(dòng)能力；如電機(jī)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(hù)電機(jī)和電池，節(jié)省電能；如電機(jī)處于短路狀態(tài)，控制器則使輸出電流控制在2A以下，以確?？刂破骷半姵氐陌踩?。

12、防飛車(chē)功能：解決了無(wú)刷控制器由于轉(zhuǎn)把或線路故障引起的飛車(chē)現(xiàn)象，同時(shí)

具有啟動(dòng)防飛車(chē)功能，提高了系統(tǒng)的安全性。

13、電機(jī)鎖功能：在關(guān)閉電門(mén)鎖的情況下，控制器能自動(dòng)將電機(jī)鎖死，實(shí)現(xiàn)了部

件級(jí)的防盜功能，解決了防盜型控制器在警戒狀態(tài)下控制器還必須工作，工作電流大的不利因素。

14、遙控功能：在關(guān)閉電門(mén)鎖的情況下，控制器通過(guò)遙控報(bào)警器自動(dòng)在將電機(jī)鎖

死的同時(shí)具有報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)了遙控與部件級(jí)的雙重防盜功能，解決了防盜型控制器在警戒狀態(tài)下控制器還必須工作，工作電流大的不利因素。并可在車(chē)場(chǎng)中通過(guò)遙控器尋車(chē)。

15、反充電功能：滑行時(shí)可對(duì)電池進(jìn)行反充電，在延長(zhǎng)了電池的行駛時(shí)間的同時(shí)

增加了電池的使用壽命，解決了電池在行駛時(shí)的行駛時(shí)間短和使用壽命不長(zhǎng)的問(wèn)題。

16、電機(jī)選擇：解決了正、反相繞阻電機(jī)之間不兼容的現(xiàn)象，方便了用戶的使用。17、120o/60o選擇：120o與60o電機(jī)可相互切換。

18、指示燈顯示代碼：

1、指示燈常滅：控制器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)；

2、指示燈亮0.5滅0.5秒閃爍一次，滅1秒：控制器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

3、指示燈亮0.5滅0.5秒閃爍二次，滅1秒：剎車(chē)信號(hào)；

4、指示燈亮0.5滅0.5秒閃爍三次，滅1秒：MOS損壞；

5、指示燈亮0.5滅0.5秒閃爍四次，滅1秒：飛車(chē)保護(hù)；

6、指示燈亮0.5滅0.5秒閃爍五次，滅1秒：電流故障；

7、指示燈亮0.5滅0.5秒閃爍六次，滅1秒：電源電壓低保護(hù)；

8、指示燈亮0.5滅0.5秒閃爍七次，滅1秒：霍爾信號(hào)故障；

9、指示燈亮0.5滅0.5秒閃爍八次，滅1秒：手柄信號(hào)未接。

二、使用方法：

1、在接線前先切斷電源，按接線圖所示連接各根導(dǎo)線；

2、該控制器應(yīng)安裝在通風(fēng)、防水、防震部位；

3、控制器限速控制插頭應(yīng)放置容易操作的地方；

4、控制器接插件應(yīng)接插到位，禁止將控制器電源正負(fù)極反接；

5、測(cè)試后裝進(jìn)鋁殼之前，建議放電。

第三篇：電動(dòng)車(chē)控制器的標(biāo)準(zhǔn)和電動(dòng)車(chē)控制器購(gòu)買(mǎi)需要注意事項(xiàng)

電動(dòng)車(chē)控制器的標(biāo)準(zhǔn)和電動(dòng)車(chē)控制器購(gòu)買(mǎi)需要注意事項(xiàng) 提到電動(dòng)車(chē)最重要的部件，首先想到的就是電動(dòng)車(chē)控制器，而提到電動(dòng)車(chē)控制器品牌，首先想的一定是高標(biāo)科技。

作為一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售為一體的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，高標(biāo)科技目前擁有電動(dòng)車(chē)控制器、摩托車(chē)/電動(dòng)車(chē)防盜器、電動(dòng)車(chē)充電器以及電動(dòng)交通工具解決方案四大產(chǎn)品線，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的電動(dòng)交通工具控制系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商?，F(xiàn)在光高標(biāo)科技一家就占了電動(dòng)車(chē)控制器32%的市場(chǎng)份額，特別威武霸氣啊對(duì)不對(duì)！

我的電動(dòng)車(chē)控制器被偷了之后，打算自己買(mǎi)一個(gè)，然后聽(tīng)了朋友介紹，聽(tīng)說(shuō)高標(biāo)控制器很好，就去網(wǎng)上搜了下。高標(biāo)科技有自己的官方網(wǎng)站，就叫高標(biāo)商城，電動(dòng)車(chē)控制器、電動(dòng)車(chē)充電器、電動(dòng)車(chē)防盜器，在上面都有賣(mài)的。高標(biāo)本來(lái)就是大企業(yè)，他們的合作伙伴都是全國(guó)整車(chē)制造前30強(qiáng)，只生產(chǎn)高端先進(jìn)的產(chǎn)品，質(zhì)量好性能好，特別有保障。他們官網(wǎng)賣(mài)的東西也比較權(quán)威可信，而且不會(huì)出現(xiàn)自己去一般配件店買(mǎi)東西，人家惡意加價(jià)的情況。

正好我買(mǎi)的時(shí)候，高標(biāo)商城搞活動(dòng)，還有折扣呢，感覺(jué)特別劃算。另外就是高標(biāo)控制器有自學(xué)習(xí)功能，能夠自動(dòng)識(shí)別電機(jī)角度、相位、相線，方便消費(fèi)者自己更換電動(dòng)車(chē)控制器。而且高標(biāo)控制器從外觀上甩出其他品牌幾條街啊，就拿我原來(lái)那個(gè)充電器來(lái)說(shuō)，做工真的一般，外觀真的真的很一般。我以前沒(méi)感覺(jué)，結(jié)果這次拿到高標(biāo)控制器，才發(fā)現(xiàn)原來(lái)控制器可以做的那么高大上。整個(gè)控制器都是那種拉絲工藝做成的，顏色很正，用料也很考究。最后就是高標(biāo)控制器的防水性能也特別好，馬上夏天了，會(huì)經(jīng)常下雨，用個(gè)好點(diǎn)的控制器自己也省心啊。

第四篇：純電動(dòng)客車(chē)電機(jī)控制器設(shè)計(jì)方案總結(jié)

純電動(dòng)客車(chē)電機(jī)控制器設(shè)計(jì)方案

摘要：依思普林產(chǎn)品采用自主開(kāi)發(fā)的1200V/400-800A六單元 IPM模塊，電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)完全針對(duì)電動(dòng)客車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)，具有體積小、重量輕、功率密度高、溫升低（控制器內(nèi)部溫升比市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品低30℃以上）、長(zhǎng)期可靠性高的特點(diǎn)，產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng)客車(chē)；電機(jī)控制器；設(shè)計(jì)方案

早在2010年，我在一次去瑞士考察時(shí)，走在蘇黎世大街上，整潔的大街上幾乎看不到燃油車(chē)，簡(jiǎn)直就是有軌電車(chē)的天下，恍惚間讓我看到八九十年代老北京什剎海的景色，干凈的空氣讓我流連！在回來(lái)不久后我就成立了深圳市依思普林科技有限公司，專(zhuān)注從事新能源汽車(chē)核心部件的研發(fā)。

依思普林目前擁有多名IGBT模塊及電機(jī)控制器開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)技術(shù)人員，團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的電機(jī)控制器，性能覆蓋540V/200kW以內(nèi)所有新能源電動(dòng)客車(chē)車(chē)型，功率范圍在80kw-200kw。產(chǎn)品采用自主開(kāi)發(fā)的1200V/400-800A六單元 IPM模塊，電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)完全針對(duì)電動(dòng)客車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)，具有體積小、重量輕、功率密度高、溫升低（控制器內(nèi)部溫升比市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品低30℃以上）、長(zhǎng)期可靠性高的特點(diǎn)，產(chǎn)品性能?chē)?guó)內(nèi)領(lǐng)先，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

一、控制器外觀結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

圖1-1 電機(jī)控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖1-2 電機(jī)控制器外形圖 電機(jī)控制器技術(shù)參數(shù)如下表：

表1-1 電機(jī)控制器技術(shù)參數(shù)

二、電動(dòng)客車(chē)電控整體解決方案

三、主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：

1、造型新穎

依思普林電機(jī)控制器的箱體是鋁合金一體壓鑄，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67。體積小，重量輕，造型新穎，突出了 “綠色、環(huán)?！钡闹黝}。

2、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)汽車(chē)級(jí)大功率IGBT模塊技術(shù) 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上電機(jī)控制器多采用標(biāo)準(zhǔn)封裝的工業(yè)級(jí)的IGBT模塊，由于模塊不是針對(duì)電動(dòng)客車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)，IGBT模塊采用的材料、結(jié)構(gòu)及長(zhǎng)期可靠性均無(wú)法滿足電動(dòng)客車(chē)的應(yīng)用要求，依思普林自主開(kāi)發(fā)的1200V/400A～800A六單元 IGBT模塊完全針對(duì)電動(dòng)客車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)，具有小體積、高功率密度、低熱阻（熱阻相比傳統(tǒng)模塊降低33%以上）、高長(zhǎng)期可靠性的特點(diǎn)，模塊性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

圖3-1 IGBT模塊（1200V/400A～800A）結(jié)構(gòu)圖(1)為提高模塊抗機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械沖擊能力，模塊內(nèi)部連接均采用鋁線進(jìn)行軟連接，避免了傳統(tǒng)模塊的焊接方式，同時(shí)電極均采用注塑的方式埋入塑料外殼中，保證了模塊內(nèi)部連接的長(zhǎng)期可靠性，滿足電動(dòng)大巴長(zhǎng)期振動(dòng)的應(yīng)用要求；

(2)模塊采用三相全橋設(shè)計(jì)，使模塊更加緊湊，同時(shí)根據(jù)應(yīng)用需求，優(yōu)化安裝和連接方式，便于電容、驅(qū)動(dòng)電路等布置，幫助用戶降低應(yīng)用系統(tǒng)體積。

(3)采用IGBT模塊和電機(jī)控制器散熱器一體化設(shè)計(jì)，直接水冷，有效降低系統(tǒng)熱阻，提高系統(tǒng)功率密度。

3、驅(qū)動(dòng)板結(jié)構(gòu)方案

依思普林不僅自主研發(fā)了汽車(chē)級(jí)IGBT模塊，還開(kāi)發(fā)了與之相匹配的驅(qū)動(dòng)板，兩者結(jié)合形成了真正意義上的IPM。

圖3-2依思普林IGBT驅(qū)動(dòng)電路板

本驅(qū)動(dòng)板是專(zhuān)門(mén)為自主研發(fā)的IGBT模塊配套研發(fā)的一套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（圖3-2）。它具有高可靠性和寬的溫度（-40℃-125℃）適用范圍，其使用器件均為汽車(chē)級(jí)產(chǎn)品，使其非常適合汽車(chē)級(jí)的應(yīng)用；驅(qū)動(dòng)板采用優(yōu)化的EMC設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)芯片采用先進(jìn)的Coreless Transrormer技術(shù)，使其傳輸延遲更短，共模抑制能力更強(qiáng)；可靠的IGBT短路保護(hù)和有源米勒鉗位，具有上下橋互鎖功能，使IGBT工作更加安全；具有兩級(jí)關(guān)斷功能，更好的抑制關(guān)斷時(shí)的dv/dt；直接焊接在自主研發(fā)的IGBT模塊上，結(jié)構(gòu)緊湊，最大限度的節(jié)省了空間，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化。驅(qū)動(dòng)板與IGBT模塊采取PIN-FIN的方式直接安裝，同時(shí)為了提高電路板的EMI性能，在其上面設(shè)計(jì)了接地端，在安裝好IGBT模塊和驅(qū)動(dòng)板后，接地端與散熱箱體進(jìn)行良好的電氣連接。

4、IPM模塊散熱技術(shù) 4.1 PIN-FIN直接水冷

新能源電動(dòng)客車(chē)需求的驅(qū)動(dòng)功率大，同時(shí)產(chǎn)生的熱損耗也較大，這給控制器中IGBT模塊的散熱提出了新的挑戰(zhàn)。大功率IGBT模塊是電機(jī)控制器中的核心器件，也是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)溫度最高的器件。我們知道，隨著工作結(jié)溫的上升，電子器件的壽命呈指數(shù)下降，而目前國(guó)內(nèi)外在電動(dòng)客車(chē)電機(jī)控制器中普遍采用的大功率IGBT模塊為傳統(tǒng)平基板結(jié)構(gòu)，且為工業(yè)產(chǎn)品，該結(jié)構(gòu)除散熱面積小外，不足之處還在于需在該平基板與散熱器之間涂一層導(dǎo)熱硅脂，這會(huì)大大增加熱阻，而采用我司自行研發(fā)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的汽車(chē)級(jí)pin-fin直接水冷IGBT模塊，該結(jié)構(gòu)不僅大大增加了散熱面積，而且省去了一層導(dǎo)熱硅脂，使用時(shí)IGBT模塊直接泡在冷卻液中，大大減小熱阻。經(jīng)實(shí)際測(cè)試，在低速大扭矩試驗(yàn)中，汽車(chē)級(jí)pin-fin直接水冷IGBT模塊的結(jié)溫要比傳統(tǒng)平基板模塊低將近30℃，Rj-h降低33%，從而保證系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，壽命可長(zhǎng)達(dá)10年。

圖3-3 IPM模塊底板設(shè)計(jì)

圖3-4 依思普林散熱設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)比

4.2 IPM模塊熱匹配設(shè)計(jì)

圖3-5 IPM模塊熱匹配設(shè)計(jì)

采用AlSiC底板，AlN DBC,封裝材料熱膨脹系數(shù)匹配良好，模塊耐溫度循環(huán)能力增強(qiáng)，可達(dá)到1000次循環(huán)以上（-40℃～150℃）。同等測(cè)試條件，工業(yè)模塊低于100次循環(huán)壽命。

5、驅(qū)動(dòng)控制軟硬件技術(shù)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器通過(guò)CAN總線與整車(chē)控制器進(jìn)行通訊，并根據(jù)整車(chē)控制器所發(fā)出的指令決定工作模式以及輸出轉(zhuǎn)矩。

在驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器設(shè)計(jì)方面依思普林研發(fā)團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)突破了以下關(guān)鍵技術(shù)： ■基于DSP的多功能全數(shù)字控制技術(shù)

硬件方面：重點(diǎn)研究DC/DC、母排與電解電容（薄膜電容）模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、電力電子集成控制器的熱管理技術(shù)；

軟件方面：重點(diǎn)研究矢量控制技術(shù)、弱磁調(diào)速控制技術(shù)以及制動(dòng)回饋?zhàn)顑?yōu)控制技術(shù)等。

■驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)的電磁兼容性分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)用數(shù)字建模和仿真技術(shù)，對(duì)電磁噪聲產(chǎn)生與傳播路徑進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析及測(cè)試；并研究電磁波傳導(dǎo)、耦合、輻射干擾的防治技術(shù)。

■驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障診斷及失效控制技術(shù)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)是新能源汽車(chē)行駛的原動(dòng)力，一旦出現(xiàn)故障，輕則使車(chē)輛性能?chē)?yán)重下降或者不能啟動(dòng)，重則導(dǎo)致重大安全事故。驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障診斷及失效控制技術(shù)就是通過(guò)電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并通過(guò)CAN總線將自身工作狀態(tài)實(shí)時(shí)的傳輸給整車(chē)控制器，以便整車(chē)控制器根據(jù)電機(jī)及控制系統(tǒng)所上傳的信息對(duì)車(chē)輛的工作狀態(tài)做出及時(shí)的調(diào)整，或者通過(guò)報(bào)警系統(tǒng)及時(shí)的警告車(chē)輛駕駛?cè)藛T，從而保證車(chē)輛行駛的安全。

5.1、硬件電路設(shè)計(jì)技術(shù) 系統(tǒng)采用：雙電源冗余設(shè)計(jì)、多重隔離、多級(jí)過(guò)流保護(hù)。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果控制電路突然掉電，IGBT模塊柵極就會(huì)失去控制，電池的母線電壓會(huì)將IGBT芯片擊穿，造成嚴(yán)重的損失。本公司系統(tǒng)方案采用雙輔助電源冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)車(chē)載12V/24V電源異常斷電后，電源部分會(huì)不間斷啟用動(dòng)力電池電源，從而避免IGBT模塊擊穿損壞。

系統(tǒng)工作電源采用獨(dú)立寬范圍開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)，系統(tǒng)電源與車(chē)載12V/24V電源以及高壓蓄電池組電氣隔離，既保證電路絕緣隔離安全要求，降低相互干擾，同時(shí)優(yōu)異的輸入寬范圍特性，讓系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定。

系統(tǒng)工作過(guò)流保護(hù)在常規(guī)的硬件及軟件檢測(cè)上，還配置IGBT飽和導(dǎo)通壓降檢測(cè)保護(hù)，異常狀態(tài)時(shí)快速動(dòng)作，大幅縮短故障響應(yīng)時(shí)間，提高系統(tǒng)可靠性。

圖3-6依思普林雙輔助電源冗余示意圖

5.2電機(jī)控制軟件算法創(chuàng)新設(shè)計(jì)

采用先進(jìn)的電機(jī)矢量控制算法和SVPWM空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，系統(tǒng)最高效率可達(dá)95%以上，具有適合數(shù)字化實(shí)現(xiàn)、諧波少、電壓利用率高等特點(diǎn)，在電機(jī)控制行業(yè)得到大量應(yīng)用。另外，軟件具有智能弱磁控制策略，控制電機(jī)在全轉(zhuǎn)速區(qū)運(yùn)行平穩(wěn)可靠；死區(qū)補(bǔ)償策略可以有效減少三相電流諧波，提高系統(tǒng)效率；過(guò)調(diào)制技術(shù)在最大化利用直流側(cè)電壓的同時(shí)保證電機(jī)控制平穩(wěn)。軟件具有過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等防護(hù)策略，可以有效保證控制器的長(zhǎng)期可靠性。

四、主流產(chǎn)品對(duì)比報(bào)告

圖4-1 國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品對(duì)比報(bào)告分析圖

五、總結(jié)與展望

在2015年4月29日，四部委發(fā)布了關(guān)于2016-2020年新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用財(cái)政支持策的通知，指出將繼續(xù)在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用工作，中央財(cái)政對(duì)購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)給予補(bǔ)助，實(shí)行普惠制。深圳市依思普林科技有限公司一直致力于發(fā)展新能源汽車(chē)，為我國(guó)從汽車(chē)大國(guó)邁向汽車(chē)強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)所有力量。

第五篇：控制器市場(chǎng)分析

控制器市場(chǎng)分析

控制器作為電動(dòng)車(chē)的主要的關(guān)鍵零部件，他們之間是完全互補(bǔ)品的關(guān)系，電動(dòng)車(chē)控制器的需求不僅僅來(lái)自于新增產(chǎn)能的零配件市場(chǎng)，同時(shí)也有來(lái)自與維修市場(chǎng)，根據(jù)慣例，電動(dòng)車(chē)控制器在維修市場(chǎng)的需求大概為存量的5%-10%。因此總的市場(chǎng)需求量考慮到電動(dòng)車(chē)的使用壽命，進(jìn)入維修市場(chǎng)的電動(dòng)車(chē)的存量應(yīng)該為前五年市場(chǎng)銷(xiāo)量之和5%-10%。基于以下幾點(diǎn)我國(guó)的自動(dòng)控制器的裝配自行車(chē)年均增長(zhǎng)10%。

1、根據(jù)我國(guó)2010年的產(chǎn)業(yè)政策規(guī)劃，本將出臺(tái)相關(guān)的行業(yè)政策和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，政策逐步明朗。

2、我國(guó)在2010年將電動(dòng)自行車(chē)列為了家電鄉(xiāng)下的補(bǔ)貼電器之一。因此此舉將大幅促進(jìn)我國(guó)電動(dòng)自行車(chē)在農(nóng)村市場(chǎng)的消費(fèi)。

3、國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)控制器呈兩極分化發(fā)展趨勢(shì)，以高標(biāo)科技為首的品牌化發(fā)展之路，面向中高端市場(chǎng)，推出高質(zhì)量、高科技、高水準(zhǔn)的產(chǎn)品，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中性價(jià)比極高；以一些雜牌為主，價(jià)格低廉，產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有固定標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)成本極低，以低價(jià)格的優(yōu)勢(shì)在市場(chǎng)上占據(jù)一定份額。

3、我國(guó)2010年上半年的數(shù)據(jù)顯示我國(guó)在上半年電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)量同比增長(zhǎng)

8.9%。

4、今后三年內(nèi)電動(dòng)車(chē)由于產(chǎn)品升級(jí)也逐步進(jìn)入更新?lián)Q代期，同時(shí)產(chǎn)業(yè)升級(jí)主要關(guān)鍵部件的升級(jí)如控制器、動(dòng)力電源、電機(jī)的升級(jí)，解決產(chǎn)業(yè)困局，控制器等關(guān)鍵技術(shù)的升級(jí)至關(guān)重要。