电动汽车电机控制器原理

1、电动汽车电动机的工作原理

1、什么叫电机?
答：电机是将电池电能转换成机械能，驱动电动车车轮旋转的部件。
2、什么是定子?
答：有刷或无刷电机工作时不转动的部分。轮毂式有刷或无刷无齿电机的电机轴叫定子，此种电机可以叫内定子电机。
3、什么是转子?
答：有刷或无刷电机工作时转动的部分。轮毂式有刷或无刷无齿电机的外壳叫转子，此种电机可以叫外转子电机。
4、什么叫碳刷?
答：有刷电机里面顶在换相器表面，电机转动的时候，将电能通过换相器输送给线圈，由于其主要成分是碳，称为碳刷，它是易磨损的。应定期维护更换，并清理积碳。
5、什么是刷握?
答：在有刷电机里面盛装并保持碳刷位置的机械导槽。
6、什么是换相器?
答：有刷电机里面，具有相互绝缘的条状金属表面，随电机转子转动时，条状金属交替接触电刷的正负极，实现电机线圈电流方向的正负交替变化，完成有刷电机线圈的换相。
7、什么是相序?
答：无刷电机线圈的排列顺序。
8、什么是磁钢?
答：一般用于称呼高磁场强度的磁性材料，电动车电机都采用钕铁硼稀土磁钢。
9、什么是有刷电机?
答：电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是*随电机转动的换相器和电刷来完成的。在电动车行业有刷电机分高速有刷电机和低速有刷电机。有刷电机和无刷电机有很多区别，从名字上可以看出有刷电机有碳刷，无刷电机没有碳刷。
10、什么是无刷电机?
答：由控制器提供不同电流方向的直流电来达到电机里面线圈电流方向的交替变化，无刷电机的转子和定子之间没有电刷和换相器。
11、电机如何实现换相?
答：无刷或有刷电机在转动时，电机里面线圈的通电方向需要交替变换，从而达到电机能连续转动。有刷电机的换相*换相器和电刷共同完成，无刷电机*控制器来完成。
12、什么是缺相?
答：无刷电机或无刷控制器的三相电路中，有一相不能工作。缺相分主相位缺相和霍耳缺相。表现为电机抖动不能工作，或转动无力且噪音大。控制器在缺相状态下工作是很容易烧毁的。
13、电机常见的种类有哪几种?
答：常见的电机有：有刷有齿轮毂电机、有刷无齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机、侧挂电机等。
14、从电机的种类上怎么区分是高低速电机?
答：A有刷有齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机属于高速电机;
B有刷无齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机属于低速电机。
15、电机的效率是怎么定义的?
答：电机的效率是指电机所输出的机械能与电源所提供的电能之比。用字母“り”表示。
16、无刷电机是如何分类的?
答：从相角上可分为两个大类，即分为60°和120°相位角的无刷电机;按速度分，可分为高速无刷电机和低速无刷电机;按电机是否具有位置传感器来分，又分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机。
17、什么是无位置传感器无刷电机?
答：对于无位置传感器无刷电机必须要先经将车用脚蹬起来，使电机具有一定的旋转速度以后，控制器才能识别到无刷电机的相位，之后控制器才能对电机供电。因其不能实现零速启动，所以用的很少。但其因为没有传感器，所有少了一个故障点，而且其成本更低。
18、无刷电机霍耳的耗电量大致范围是多少?
答：无刷电机霍耳的耗电量大致范围是6mA-20mA不等。
19、无刷电机霍耳的电压范围是多少?
答：无刷电机霍耳的电压范围一般是在3-24V。
20、一般电机在多高的温度下能够正常工作?电机最多能够承受多高的温度?
答：如果测量电机盖的温度超过环境温度25度以上时，表明电机的温升已经超出了正常范围，一般电机的温升应该在20度以下。一般电机线圈是由漆包线绕制而成，而漆包线在温度高于150度左右时其漆膜会因为温度过高而脱落，造成线圈短路。当线圈温度在150度以上时电机外壳所表现出的温度在100度左右，所以如果以其外壳温度为依据则电机所承受的最高温度为100度左右。
21、电机的温升应在20℃以下，即电机端盖的温度超过环境温度应小于20℃，但电机发热超过20℃的原因是什么?
答：电机发热的直接原因是由于电流大引起的。一般可能是线圈短路或开路、磁钢退磁中电机效率低等造成，正常情况则是电机长时间大电流运转。
22、怎样测量无刷电机的相角?
答：接通控制器电源，由控制器给霍耳元件供电，就可以检测到无刷电机的相角了。方法如下：用万用表的+20V直流电压档，并将红表笔接+5V线，黑表笔分别测量三个引线的高低电压(这里的红黑表笔的用法上有一个技巧)，按60°及120°电机的换相表对照即可。
23、如果60°的无刷控制器用在120°无刷电机上会有什么状况?反之又如何?
答：都会导致缺相的现象，不能正常运转;但天津松正研制的一种智能型无刷控制器能够自动识别60°电机或120°电机，从而可以兼容适配二种电机，使得维修更换更加容易。
24、有刷高速电机和有刷低速电机有什么直观上的区别?
答：A.高速电机有超越离合器(象飞轮一样的功能)，往一个方向转轻松，往另一方向转费力;低速电机双向转都一样轻松。
B.高速电机的车转动时噪音较大，低速电机转动噪音较小。有经验的人很容易凭耳朵识别。
25、电机的起动电流是怎样定义的?
答：一般要求电机的起动电流不能超过其额定电流的2～5倍，这也是为什么在对控制器上做限流保护的一个重要原因。
26、市场上销售的电机转速为什么越来越高及有何影响?
答：A.供应商方面提速可以降低成本，同样是低速电机，速度高了线圈的匝数少了、也省了硅钢片、磁钢数目也少了，购买者认为速度高就好。
B.额定速度工作时，其效率不变，但在低速区时效率明显低了，也就是启动无力。
C.效率低，需要用大电流启动，骑行电流也大，对控制器的限流要求大，对电池也不好。
27、出现电机异常发热怎么维修?
答：维修处理的方法一般为更换电机，或进行维护保养。
28、电机的空载电流大于参考表极限数据时表明电机出现了故障，产生的原因有哪些?怎么维修?
答：电机内部机械摩擦大;线圈局部短路;磁钢退磁;直流电机换相器积碳。维修处理的方法一般为更换电机，或更换碳刷，清理积碳。
29.各种电机的无故障最大极限空载电流是多少?
电机形式额定电压24V时额定电压36V时
侧挂电机2.2A1.8A
高速有刷电机1.7A1.0A
低速有刷电机1.0A0.6A
高速无刷电机1.7A0.6A
低速无刷电机1.0A0.6A
30、人力骑行时感觉速度慢、滞重感强
(1)前刹车或抱闸(涨闸)与转动部位磨擦→调整前后刹车与转动部件间隙，既要使转动灵活，又要保证刹车制动性能良好。
(2)链条过紧→调整后轮轴前后位置
(3)前后轴档及中轴部件并帽过紧或部件磨损→松动紧固件，或更换磨损的部件。
(4)前后轮胎充气不足→轮胎充气至足。
31、电池充足但负载情况下两只红灯就熄
(1)充电器输出电压偏低→按充电器维修方法排除故障。
(2)电池充电时间短→重新充电延长充电时间。
(3)电池组或其中单只容量下降→按电池箱维修方法排除故障。
(4)电极损坏或接触不良→更换电极。
32、在行驶中有停驶、时快时慢、无力等感觉
(1)七芯连接接触不良→换七芯线。
(2)霍尔断电刹把接触不良→换霍尔断电刹把。
33、电池充足，显示灯全亮，但负载轮毂转动无力
(1)齿轮磨损打滑→更换齿轮。
(2)轮毂电机绕组部分短路→更换电机。
(3)自行车装配问题或部件磨损→更换减振橡皮。
34、电力驱动有不规则的停转
(1)控制器与电动轮毂接插件松脱或导电不良→重新插紧接插件或更换插件。
(2)轮毂电机炭刷与转子接触不良→按轮毂维修方法排除故障。
35、电力驱动噪音响
(1)轮毂齿轮缺油→打开轮毂，涂上齿轮油脂。
(2)齿轮缺损→更换齿轮。
(3)齿轮外壳轴承损坏→更换轴承。
拆卸电机之前应首先拔开电机与控制器的引线，此时一定要记录下电机引线颜色与控制器引线颜色的一一对应关系。
打开电机端盖之前应清洁作场地，以防止杂物被吸在电机内的磁钢上。做好端盖与轮毂相对位置的标记。注意：一定要对角松动螺钉，以免电机外壳变形。

2、请阐述纯电动汽车电路的控制原理？

电动车窗的控制有手动控制和自动控制两种功能。所谓手动控制是指按着相应的手动按钮，车窗可以上升或下降，若中途松开按钮，上升或下降的动作即停止。自动控制是指按下自动按钮，松开手后车窗会一直上升至最高或下降至最低

3、电动车控制器的原理

电动车控制器是通过改变占空比来实现加速功能。 控制器根据车型分不同的功率(也就是控制器外观大小),不同的电压;控制器主要是接受用户的操控指令的。

4、电动车控制器的原理大概是什么样的？

电动车控制器是通过改变占空比来实现加速功能。
控制器根据车型分不同的功率（也就是控制器外观大小），不同的电压；控制器主要是接受用户的操控指令，电池到电机的能量控制，控制器相当于电动车的大脑，对车速，车况，用户的操控进行分析和转换从而实现整车加速，减速，停止等等功能，电动车控制器另外也有具备了很强的保护功能，防止电动车飞车撞人，防止用户电量过低骑行，防止电机缺相运行，搭配报警器还可以遥控启动整车，防盗锁电机报警等等。
电动车控制器内部有管理芯片，写有软件程序，根据不同的客户体验，很方便随时调整，启动力度，启动速度，电子刹车，智能延时，定时休眠，故障修复，效率匹配，降噪调节可以延展的功能会越来越多，使得电动车设计用户体验更趋人性化。
电动车控制器原理其实主要为电流控制电路，负责驱动电机转动，并能随时进行调控。

5、电动车控制器原理及电路图是什么？

电动车控制器是通过改变占空比来实现加速功能。

控制器根据车型分不同的功率（也就是控版制权器外观大小），不同的电压；控制器主要是接受用户的操控指令，电池到电机的能量控制，控制器相当于电动车的大脑，对车速，车况，用户的操控进行分析和转换从而实现整车加速，减速，停止等等功能。

电动车控制器另外也有具备了很强的保护功能，防止电动车飞车撞人，防止用户电量过低骑行，防止电机缺相运行，搭配报警器还可以遥控启动整车，防盗锁电机报警等等。

电动车控制器内部有管理芯片，写有软件程序，根据不同的客户体验，很方便随时调整，启动力度，启动速度，电子刹车，智能延时，定时休眠，故障修复，效率匹配，降噪调节可以延展的功能会越来越多，使得电动车设计用户体验更趋人性化。

电动车控制器原理其实主要为电流控制电路，负责驱动电机转动，并能随时进行调控动车。

控制器电路图

6、新能源汽车控制器的概念及整车控制器的工作原理

新能源汽车作为一种绿色的运输工具在环保、节能以及驾驶性能等方面具有诸多内燃机汽车无法比拟的优点，其是由多个子系统构成的一个复杂系统，主要包括电池、电机、制动等动力系统以及其它附件（如图1所示）。各子系统几乎都通过自己的控制单元（ECU）来完成各自功能和目标。为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标，一方面必须具有智能化的人车交互接口，另一方面，各系统还必须彼此协作，优化匹配，这项任务需要由控制系统中的整车控制器来完成。基于总线的分布式控制网络是使众多子系统实现协同控制的理想途径。由于CAN总线具有造价低廉、传输速率高、安全性可靠性高、纠错能力强和实时性好等优点，己广泛应用于中、低价位汽车的实时分布式控制网络。随着越来越多的汽车制造厂家采用CAN协议，CAN逐渐成为通用标准。采用总线网络可大大减少各设备间的连接信号线束，并提高系统监控水平。另外，在不减少其可靠性前提下，可以很方便地增加新的控制单元，拓展网络系统功能。

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一、整车控制器控制系统结构

公司自行设计开发的新能源汽车整车控制器包括微控制器、模拟量输入和输出、开关量调理、继电器驱动、高速CAN总线接口、电源等模块。整车控制器对新能源汽车动力链的各个环节进行管理、协调和监控，以提高整车能量利用效率，确保安全性和可靠性。该整车控制器采集司机驾驶信号，通过CAN总线获得电机和电池系统的相关信息，进行分析和运算，通过CAN总线给出电机控制和电池管理指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制。该整车控制器还具有综合仪表接口功能，可显示整车状态信息；具备完善的故障诊断和处理功能；具有整车网关及网络管理功能，其结构原理如图2所示。

下面对每个模块功能进行简要的说明：

1、开关量调理模块

开关量调理模块，用于开关输入量的电平转换和整型，其一端与多个开关量传感器相连，另一端与微控制器相接；

2、继电器驱动模块

继电器驱动模块，用于驱动多个继电器，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与多个继电器相接；    

3、高速CAN总线接口模块

高速CAN总线接口模块，用于提供高速CAN总线接口，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与系统高速CAN总线相接；

4、电源模块

电源模块，可为微处理器和各输入和输出模块提供隔离电源，并对蓄电池电压进行监控，与微控制器相连；

5、模拟量输入和输出模块

模拟量输入和输出模块，可采集0~5V模拟信号，并可输出0~4.095V的模拟电压信号。

6、脉冲信号输入和输出模块

可采集脉冲信号并调理，范围1Hz—20KHZ, 幅度6---50V；输出PWM信号

范围1HZ—10KHZ，幅度0—14V。

7、故障和数据存储模块

铁电存储器可以存储标定的数据和故障码，车辆特征参数等，容量32K。

二、整车控制器功能说明

新能源汽车整车控制器基本上以下几项功能：

1. 对汽车行驶控制的功能

新能源汽车的动力电机必须按照驾驶员意图输出驱动或制动扭矩。当驾驶员踩下加速踏板或制动踏板，动力电机要输出一定的驱动功率或再生制动功率。踏板开度越大，动力电机的输出功率越大。因此，整车控制器要合理解释驾驶员操作；接收整车各子系统的反馈信息，为驾驶员提供决策反馈；对整车各子系统的发送控制指令，以实现车辆的正常行驶。

2. 整车的网络化管理

在现代汽车中，有众多电子控制单元和测量仪器，它们之间存在着数据交换，如何让这种数据交换快捷、有效、无故障的传输成为一个问题，为了解决这个问题，德国BOSCH公司于20世纪80年代研制出了控制器局域网（CAN）。在电动汽车中，电子控制单元比传统燃油车更多更复杂，因此，CAN总线的应用势在必行。整车控制器是电动汽车众多控制器中的一个，是CAN总线中的一个节点。在整车网络管理中，整车控制器是信息控制的中心，负责信息的组织与传输，网络状态的监控，网络节点的管理以及网络故障的诊断与处理。

3. 制动能量回馈控制

新能源汽车以电动机作为驱动转矩的输出机构。电动机具有回馈制动的性能，此时电动机作为发电机，利用电动汽车的制动能量发电，同时将此能量存储在储能装置中，当满足充电条件时，将能量反充给动力电池组。在这一过程中，整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度以及动力电池的SOC值来判断某一时刻能否进行制动能量回馈，如果可以进行，整车控制器向电机控制器发出制动指令，回收能部分能量。

4. 整车能量管理和优化

在纯电动汽车中，电池除了给动力电机供电以外，还要给电动附件供电，因此，为了获得最大的续驶里程，整车控制器将负责整车的能量管理，以提高能量的利用率。在电池的SOC值比较低的时候，整车控制器将对某些电动附件发出指令，限制电动附件的输出功率，来增加续驶里程。

5. 车辆状态的监测和显示

整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测，并且将各个子系统的信息发送给车载信息显示系统，其过程是通过传感器和CAN总线，检测车辆状态及其各子系统状态信息，驱动显示仪表，将状态信息和故障诊断信息经过显示仪表显示出来。显示内容包括：电机的转速、车速，电池的电量，故障信息等。

6. 故障诊断与处理

连续监视整车电控系统，进行故障诊断。故障指示灯指示出故障类别和部分故障码。根据故障内容，及时进行相应安全保护处理。对于不太严重的故障，能做到低速行驶到附近维修站进行检修。

7. 外接充电管理

实现充电的连接，监控充电过程，报告充电状态，充电结束。

8. 诊断设备的在线诊断和下线检测

负责与外部诊断设备的连接和诊断通讯，实现UDS诊断服务，包括数据流读取，故障码的读和清除，控制端口的调试。

7、电动车控制器的工作原理

电动车控制器的工作原理
控制器的型式 目前，电动自行车所采用的控制器电路原理基本相同或接近。
有刷和无刷直流电机大都采用脉宽调制的PWM控制方法调速，只是选用驱动电路、集成电路、开关电路功率晶体管和某些相关功能上的差别。元器件和电路上的差异，构成了控制器性能上的不大相同。控制器从结构上分两种，把它称为分离式和整体式。
1、分离式所谓分离，是指控制器主体和显示部分分离。后者安装在车把上，控制器主体则隐藏在车体包厢或电动箱内，不露在外面。这种方式使控制器与电源、电机间连线距离缩短，车体外观显得简洁。
2、一体式控制部分与显示部分合为一体，装在一个精致的专用塑料盒子里。盒子安装在车把的正中，盒子的面板上开有数量不等的小孔，孔径4~5mm，外敷透明防水膜。孔内相应位置设有发光二极管以指示车速、电源和电池剩余电量。
控制器的保护功能
保护功能是对控制器中换相功率管、电源免过放电，以及电动机在运行中，因某种故障或误操作而导致的可能引起的损伤等故障出现时，电路根据反馈信号采取的保护措施。

8、电动车的控制器的原理是什么？有什么作用？

[color=#9932CC][/color]车用电机控制器近年来的发展速度之快,使人难以想象,操作上越来越“傻瓜”化,而显示则越来越复杂化.比如,车速的控制已经发展到“巡航锁定”;驱动方面,有的同时具有电动性能和助力功能,如果转换到助力状态,借助链条张力测力器,或中轴扭力传感器,只要用脚踏动脚蹬,便可执行助力或确定助力的大小.这期本刊开始给您讲述控制器的知识,让您对控制器有一个更全面的了解.
一、控制器与保护功能
(一)控制器简介
简略地讲控制器是由周边器件和主芯片(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,而构成的计算机片.这就是电动自行车的智能控制器.它是以“傻瓜”面目出现的高技术产品.
控制器的设计品质、特性、所采用的微处理器的功能、功率开关器件电路及周边器件布局等,直接关系到整车的性能和运行状态,也影响控制器本身性能和效率.不同品质的控制器,用在同一辆车上,配用同一组相同充放电状态的电池,有时也会在续驶能力上显示出较大差别.
(二)控制器的型式
目前,电动自行车所采用的控制器电路原理基本相同或接近.
有刷和无刷直流电机大都采用脉宽调制的PWM控制方法调速,只是选用驱动电路、集成电路、开关电路功率晶体管和某些相关功能上的差别.元器件和电路上的差异,构成了控制器性能上的不大相同.控制器从结构上分两种,我们把它称为分离式和整体式.
1、分离式 所谓分离,是指控制器主体和显示部分分离(图4-22、图4-23).后者安装在车把上,控制器主体则隐藏在车体包厢或电动箱内,不露在外面.这种方式使控制器与电源、电机间连线距离缩短,车体外观显得简洁.
2、一体式 控制部分与显示部分合为一体,装在一个精致的专用塑料盒子里.盒子安装在车把的正中,盒子的面板上开有数量不等的小孔,孔径4~5mm,外敷透明防水膜.孔内相应位置设有发光二极管以指示车速、电源和电池剩余电量.
(三)控制器的保护功能
保护功能是对控制器中换相功率管、电源免过放电,以及电动机在运行中,因某种故障或误操作而导致的可能引起的损伤等故障出现时,电路根据反馈信号采取的保护措施.电动自行车基本的保护功能和扩展功能如下:
1、制动断电 电动自行车车把上两个钳形制动手把均安装有接点开关.当制动时,开关被推押闭合或被断开,而改变了原来的开关状态.这个变化形成信号传送到控制电路中,电路根据预设程序发出指令,立即切断基极驱动电流,使功率截止,停止供电.因而,既保护了功率管本身,又保护了电动机,也防止了电源的浪费.
2、欠压保护 这里指的是电源的电压.当放电最后阶段,在负载状态下,电源电压已经接近“放电终止电压”,控制器面板(或仪表显示盘)即显示电量不足,引起骑行者的注意,计划自己的行程.当电源电压已经达到放终时,电压取样电阻将分流信息馈入比较器,保护电路即按预先设定的程序发出指令,切断电流以保护电子器件和电源.
3、过流保护 电流超限对电机和电路一系列元器件都可能造成损伤,甚至烧毁,这是绝对应当避免的.控制电路中,必须具备这种过电流的保护功能,在过流时经过一定的延时即切断电流.
4、过载保护 过载保护和过电流保护是相同的,载重超限必然引起电流超限.电动自行车说明书上都特别注明载重能力,但有的骑行者或未注意这一点,或抱着试一下的心理故意超载.如果没有这种保护功能,不一定在哪个环节上引起损伤,但首当其冲的就是开关功率管,只要无刷控制器功率管烧毁一只,变成两相供电后电动机运转即变得无力,骑行者立即可以感觉到脉动异常;若继续骑行,接着就烧毁第2个、第3个功率管.有两相功率管不工作,电动机即停止运行,有刷电机则失去控制功能.因此,由过载引起的过电流是很危险的.但只要有过电流保护,载重超限后电路自动切断电源,因超载而引起的一系列后果都可以避免.
5、欠速保护 仍然属于过流保护范畴,是为不具备0速起步功能的无刷控制系统而设置,
6、限速保护 是助力型电动自行车独有的设计控制程序.车速超过某一预定值时,电路停止供电不予助力.对电动型电动自行车而言,统一规定车速为20km/h,车用电动机在设计时,额定转速就已经设定好了,控制电路也已经设好.电动自行车只能在不超过这个速度状态下运行.
控制器的位置不会影响到性能,主要视设计者的意图.但有几项原则:(1)在运行操作允许时;(2)在整体布置允许时;(3)在线路布设要求时;(4)在配套设施要求时

9、电动车控制器的工作原理是什么

[color=#9932CC][/color]车用电机控制器近年来的发展速度之快,使人难以想象,操作上越来越“傻瓜”化,而显示则越来越复杂化.比如,车速的控制已经发展到“巡航锁定”;驱动方面,有的同时具有电动性能和助力功能,如果转换到助力状态,借助链条张力测力器,或中轴扭力传感器,只要用脚踏动脚蹬,便可执行助力或确定助力的大小.这期本刊开始给您讲述控制器的知识,让您对控制器有一个更全面的了解.
一、控制器与保护功能
(一)控制器简介
简略地讲控制器是由周边器件和主芯片(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,而构成的计算机片.这就是电动自行车的智能控制器.它是以“傻瓜”面目出现的高技术产品.
控制器的设计品质、特性、所采用的微处理器的功能、功率开关器件电路及周边器件布局等,直接关系到整车的性能和运行状态,也影响控制器本身性能和效率.不同品质的控制器,用在同一辆车上,配用同一组相同充放电状态的电池,有时也会在续驶能力上显示出较大差别.
(二)控制器的型式
目前,电动自行车所采用的控制器电路原理基本相同或接近.
有刷和无刷直流电机大都采用脉宽调制的PWM控制方法调速,只是选用驱动电路、集成电路、开关电路功率晶体管和某些相关功能上的差别.元器件和电路上的差异,构成了控制器性能上的不大相同.控制器从结构上分两种,我们把它称为分离式和整体式.
1、分离式 所谓分离,是指控制器主体和显示部分分离(图4-22、图4-23).后者安装在车把上,控制器主体则隐藏在车体包厢或电动箱内,不露在外面.这种方式使控制器与电源、电机间连线距离缩短,车体外观显得简洁.
2、一体式 控制部分与显示部分合为一体,装在一个精致的专用塑料盒子里.盒子安装在车把的正中,盒子的面板上开有数量不等的小孔,孔径4~5mm,外敷透明防水膜.孔内相应位置设有发光二极管以指示车速、电源和电池剩余电量.
(三)控制器的保护功能
保护功能是对控制器中换相功率管、电源免过放电,以及电动机在运行中,因某种故障或误操作而导致的可能引起的损伤等故障出现时,电路根据反馈信号采取的保护措施.电动自行车基本的保护功能和扩展功能如下:
1、制动断电 电动自行车车把上两个钳形制动手把均安装有接点开关.当制动时,开关被推押闭合或被断开,而改变了原来的开关状态.这个变化形成信号传送到控制电路中,电路根据预设程序发出指令,立即切断基极驱动电流,使功率截止,停止供电.因而,既保护了功率管本身,又保护了电动机,也防止了电源的浪费.
2、欠压保护 这里指的是电源的电压.当放电最后阶段,在负载状态下,电源电压已经接近“放电终止电压”,控制器面板(或仪表显示盘)即显示电量不足,引起骑行者的注意,计划自己的行程.当电源电压已经达到放终时,电压取样电阻将分流信息馈入比较器,保护电路即按预先设定的程序发出指令,切断电流以保护电子器件和电源.
3、过流保护 电流超限对电机和电路一系列元器件都可能造成损伤,甚至烧毁,这是绝对应当避免的.控制电路中,必须具备这种过电流的保护功能,在过流时经过一定的延时即切断电流.
4、过载保护 过载保护和过电流保护是相同的,载重超限必然引起电流超限.电动自行车说明书上都特别注明载重能力,但有的骑行者或未注意这一点,或抱着试一下的心理故意超载.如果没有这种保护功能,不一定在哪个环节上引起损伤,但首当其冲的就是开关功率管,只要无刷控制器功率管烧毁一只,变成两相供电后电动机运转即变得无力,骑行者立即可以感觉到脉动异常;若继续骑行,接着就烧毁第2个、第3个功率管.有两相功率管不工作,电动机即停止运行,有刷电机则失去控制功能.因此,由过载引起的过电流是很危险的.但只要有过电流保护,载重超限后电路自动切断电源,因超载而引起的一系列后果都可以避免.
5、欠速保护 仍然属于过流保护范畴,是为不具备0速起步功能的无刷控制系统而设置,
6、限速保护 是助力型电动自行车独有的设计控制程序.车速超过某一预定值时,电路停止供电不予助力.对电动型电动自行车而言,统一规定车速为20km/h,车用电动机在设计时,额定转速就已经设定好了,控制电路也已经设好.电动自行车只能在不超过这个速度状态下运行.
控制器的位置不会影响到性能,主要视设计者的意图.但有几项原则:(1)在运行操作允许时;(2)在整体布置允许时;(3)在线路布设要求时;(4)在配套设施要求时