电动车原理

电动车原理Content一，电动车行业二，无刷电机三，无刷电机控制四，具体控制策略五，难点六，维修七，展望一，行业相关1，电动车分类：1.1根据外形分普通型电动车：结构简单，与自行车很相似；豪华型电动车：美观大方轻便，一般配备后备箱，反光镜，前灯等辅助部件；摩托型电动车：即所称的电摩，外形与摩托车相似，但由电机驱动，具有豪华美的外形设计；1.2根据助力形式分为混合动力型电动车即有脚踏板，全电动型1.3根据电动车的电机结构分为有刷电机驱动式，无刷电机驱动式1.2电动车的电气系统轮毂电机，控制器，电池，充电器，调速转把，刹车，显示仪表，闪光器1.3工作原理当准备骑行之前，钥匙打开电源锁，控制器得电进入待机状态；当人旋转调速转把时，调速信号通过引线送至控制器中，控制器根据接收到信号的强弱做出相应的反应，输出驱动和控制信号，控制电机旋转，电机旋转并带动后轮转动，电动车启动行驶；刹车时，闸把信号送入至控制器中，控制器收到信号后发出断开电动机电源指令，同时后轮抱闸动作，实现机械制动刹车。1.4电动车控制器电动车电机的控制系统一般由电动机、功率变换器、传感器和控制器组成。1.4.1控制器分类电动车控制器是用来控制电动车电机的启动、运行、进退、速度、停止以及电动车的其它电子器件的核心控制器件，它就像是电动车的大脑，是电动车上重要的部件。电动车就目前来看主要包括电动自行车、电动二轮摩托车、电动三轮车、电动三轮摩托车、电动四轮车、电瓶车等，电动车控制器也因为不同的车型而有不同的性能和特点。1.4.2控制器MCU电动车控制器根据其控制算法的复杂程度，选择比较合适的微处理器器。较为简单的有选用单片机控制器，复杂的可使用DSP控制器，最新出现的电动机驱动专用芯片可以满足一些辅助系统电机控制需求。对电动汽车电动机控制器而言，一般较为复杂宜使用DSP处理器。1.4.3控制器硬件电路主要包括，控制回路部分，具体有：控制芯片及其驱动系统、AD采样系统、功率模块及其驱动系统、硬件保护系统、位置检测系统、母线支撑电容等。功率主回路采用三相逆变全桥，其中主功率开关器件MOSFET或者IGBT。1.4.4控制器实现功能1）超静音超静音设计技术：独特的电流控制算法，并且具有相当的控制效果。2）恒流控制恒流控制技术：电动车控制器堵转电流和动态运行电流完全一致，保证了电池的寿命，并且提高了电动车电机的启动转矩。3）EABS随动abs系统，具有反充电/汽车EABS刹车功能，引入了汽车级别的EABS防抱死技术，达到了EABS刹车静音、柔和的效果，不管在任何车速下保证刹车的舒适性和稳定性，不会出现原来的abs在低速情况下刹车刹不住的现象，完全不损伤电机，减少机械制动力和机械刹车的压力，降低刹车噪音，大大增加了整车制动的安全性；并且刹车、减速或下坡滑行时将EABS产生的能量反馈给电池，起到反充电的效果，从而对电池进行维护，延长电池寿命，增加续行里程，用户可根据自己的骑行习惯自行调整EABS刹车深度4）电机锁系统在警戒状态下，报警时控制器将电机自动锁死，控制器几乎没有电力消耗，对电机没有特殊要求，在电池欠压或其他异常情况下对电动车正常推行时无任何影响。5）自检功能控制器只要在上电状态，就会自动检测与之相关的接口状态，如转把，刹把或其它外部开关等等，一旦出现故障，控制器自动实施保护，充分保证骑行的安全，当故障排除后控制器的保护状态会自动恢复。6）反充电功能反充电功能：刹车、减速或下坡滑行时将EABS产生的能量反馈给电池，起到反充电的效果，从而对电池进行维护，延长电池寿命，增加续行里程。7）堵转保护功能堵转保护功能：自动判断电机在过流时是处于完全堵转状态还是在运行状态或电机短路状态，如果过流时是处于运行状态，控制器将限流值设定在固定值，以保持整车的驱动能力，如电机处于纯堵转状态，则控制器2秒后将限流值控制在10A以下，起到保护电机和电池，节省电能；如电机处于短路状态，控制器则使输出电流控制在2A以下，以确保控制器及电池的安全。8）功率管动态保护功能功率管动态保护功能：控制器在动态运行时，实时监测功率管的工作情况，一旦出现功率管损坏的情况，控制器马上实施保护，以防止由于连锁反应损坏其他的功率管后，出现推车比较费力的现象。9）防飞车解决了无刷电动车控制器由于转把或线路故障引起的飞车现象，提高了系统的安全性。10）1+1助力功能实现了在骑行中辅以动力，让骑行者感觉更轻松。11）巡航自动/手动巡航功能一体化，用户可根据需要自行选择，8秒进入巡航，稳定行驶速度，无须手柄控制12）倒车控制器增加了倒车功能，当用户在正常骑行时，倒车功能失效；当用户停车时，按下倒车功能键，可进行辅助倒车，并且倒车速度最高不超过10km/h。13）高速控制采用最新的为马达控制设计专用的单片机，加入全新的BLDC控制算法二，无刷电机1无刷电机背景资料近三十年来针对电动机变频调速的研究，归根到底是在寻找控制电动机转矩的方法，稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性，同时也是频率变化的装置，所以又名直流变频，国际通用名词为BLDC。无刷直流电机的运转效率、低速转矩、转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好，所以值得业界关注。无刷电机在我国的发展时间虽短，但是随着技术的日益成熟与完善得到了迅猛发展。已在航模、医疗器械、家用电器、电动车等多个领域得到广泛应用，并在深圳、长沙、上海等地形成初具规模产业链。如深圳伟业电机、长沙科达等一批专业厂商，在技术上不断推进行业发展。近几年来，无刷电机成为在模型领域里快速发展的一种动力。由于产量和价格的原因，过去几年无刷电机多使用在中高档航空模型中，现在由于机械加工技术的快速发展，无刷电机的生产成本下降许多，目前它正进入模型领域的各个层面，从电动遥控车到电动遥控船再到电动模型飞机，无处不在。2结构简介结构上，无刷电机和有刷电机有相似之处，也有转子和定子，只不过和有刷电机的结构相反；有刷电机的转子是线圈绕组，和动力输出轴相连，定子是永磁磁钢；无刷电机的转子是永磁磁钢，连同外壳一起和输出轴相连，定子是绕组线圈，去掉了有刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷，故称之为无刷电机（Brushlessmotor）。3运行原理简单而言，依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形，在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心旋转的磁场，这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动，电机就转起来了。电机的性能和磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关，更与无刷电机的控制性能有很大关系，因为输入的是直流电，电流需要电子调速器将其变成3相交流电，还需要从遥控器接收机那里接收控制信号，控制电机的转速，以满足模型使用需要。总的来说，无刷电机的结构是比较简单的，真正决定其使用性能的还是无刷电子调速器，好的电子调速器需要有DSP控制程序设计、电路设计、复杂加工工艺等过程的总体控制，所以价格要比有刷电机高出很多。无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体，现在多采用高磁能积的稀土钕铁硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。4KV值无刷电机KV值定义为转速/电压，意思为输入电压增加1伏特，无刷电机空转转速增加的转速值。从这个定义来看，我们能知道，无刷电机电压的输入与电机空转转速是遵循严格的线性比例关系的。三，无刷电机控制无刷直流电机不直接由直流电压源驱动。无刷直流电机具有带永磁体的转子和带绕组的定子，并通过电子开关线路进行换向。通常使用三个霍尔传感器来检测转子位置，换向是基于霍尔传感器输入执行的。电机由矩形波或梯形波电压与给定的转子位置耦合驱动。电压必须正好应用于相位与相位之间，从而使定子磁通量和转子磁通量之间的角度维持在90°左右，以获得最大的转矩。换向对位置传感器的要求非常低，因为每旋转一圈仅需6个脉冲（三相电机）。通常，位置反馈是通过三个霍尔效应传感器与电机的反电动势对齐时获得的。在无传感器控制中，将在换向中使用反电动势过零检测。四，具体控制策略4.1FOC4.2SVPWM4.3PID五难点转子位置定位六，维修1当电动车有刷控制器没有输出时1）将万用表设置在+20发(DC)档位，先测量闸把输出信号的高、低电位。2）如捏闸把时，闸把信号有超过4V的电位变化，则可排除闸把故障。3）并检查各芯片外围器件(电阻、电容、二极管)的数值是否和元件表面的标识相一致。4）最后检查外围器件或是集成电路出现故障，我们可以通过更换同型号的器件来排除故障。2当电动车无刷控制器完全没有输出时1）参照无刷电机控制器主相位检查测量图，用万用表直流电压+50V档，检测6路MOS管栅极电压是否与转把的转动角度呈对应关系。2）如没有对，表示控制器里的PWM电路或MOS管驱动电路有故障。参照无刷控制器主相位检查图，测量芯片的输入输出引脚的电压是否与转把转动角度有对应关系，可以判断哪些芯片有故障，更换同型号芯片即可排除故障。3当电动车有刷控制器控制部件的电源不正常时1）电动车控制器内部电源一般采用三端稳压集成电路，一般用7805、7806、7812、7815三端稳压集成电路，它们的输出电压分别是5V、6V、12V、15V。2）将万用表设置在直流电压+20V(DC)档位，将万用表黑表笔与红表笔分别靠在转把的黑线和红线上，观察万用表读数是否与标称电压相符，它们的上下电压差不应超过0.2V。否则说明控制器内部电源出现故障了，一般有刷控制器可以通过更换三端稳压集成电路排除故障。4当电动车无刷控制器缺相时1）电动车无刷控制器电源与闸把的故障可以参考有刷控制器的故障排除方法先予排除，对无刷控制器而言，还有其特有故障现象，比如缺相。电动车无刷控制器缺相现象可以分为主相位缺相和霍耳缺相两种情况。4.2主相位缺相的检测方法可以参照电动车有刷控制器飞车故障排除法，检测MOS管是否击穿，无刷控制器MOS管击穿一般是某一个相位的上下两个一对MOS管同时击穿，更换时确保同时更换。检查测量点。4.3电动车无刷控制器的霍耳缺相表现为控制器不能识别电机霍耳信号。七行业展望在经历了十年高速发展之后，电动车这一民生产品，就像柴米油盐一样对于老百姓不可或缺。据相关资料统计，截止2013年底，全国市场电动车保有量已高达1.5亿，电动车这一行业也随着产品寿命周期的发展规律从成长、成熟期逐步迈入拐点，衰退期的到来似乎无法避免。电动车行业营销三板斧：广告、促销、价格战也难逃边际效用递减这一经典经济学原理，愈发失去效果，所有的电动车厂商一片茫然，不知所措。由于行业的特殊性质，草根这一标签一直伴随着电动车行业的成长。也正是由于草根这一特殊性质，才使电动车更加贴近民生需求，创造了电动车行业十年爆炸增长的神话。但是随着行业逐步进入成熟和衰退期，显然仅仅作为草根而要在异常残酷的市场竞争中存活下来，是如此的不现实