学习情境三 电动车控制器设计与制作
一、基础知识学习
（一）电动车及电动车控制器概述
滑板车是继滑板之后的又一类运动型新产品，滑板车实际上是一辆小型的自行车，但 滑板车速度可以达到20公里/时，滑板车来源于日本，它是一种简单的省力运动机械为了 满足不同人的滑板车速度要求而出现了电动滑板车，也有为孩子设计儿童滑板车，电动车 的品种多样。当然还有手摇滑板车等。
滑板车与电动自行车相比，它造型美观、操作方便，而且因为座位重心低，驾驶更安全。 电动滑板车一直在国外非常流行，近年才开始在国内涌现。电动滑板车的发展丰富世界手 提交通工具类型。
电动滑板车作为体育器材,驾驶者一般要求有冲浪的感觉,因此它的设计要求及性能与作 为交通工具的电动自行车相比,具有较大的差异。电动滑板车要求具有起动时间短、速度 快、噪音低、爬坡性能好等特点。
电动滑板车控制器是滑板车的核心部件, 它的任务是在驾驶者的控制下, 高效率地 将蓄电池的能量转化为电动机的动能, 控制器的优劣直接影响到整车调速的平滑性、响应 的快速性等。
作为滑板车的核心部件，电动车控制器必须具备以下基本的功能：
1、控制器应具备调速功能
控制器在接收到调速转把的调速信号时，根据信号的大小，对电机的转速进行无极调速。
2、控制器应具备制动断电功能
电动车的刹把上均装有位置传感元件，当刹车时，改变了原来的状态，这个变化的信号传 送到控制器中，控制器立即切断驱动电路，停止供电。这样，即保护了驱动电路功率管本 身，又保护了电机，也防止了电源的浪费，还降低了刹车制动力矩，从而保护了骑行者的 安全。
3、控制器应具备欠压保护功能
电池的过放电对电池的寿命带来极大的损害，控制器的欠压保护电路在检测到电池电压达 到设定值时，控制器立即切断驱动电路，停止供电。从而保护电池不至于因过放电带来的 损害。
4、控制器应具备过流保护功能
电流的超限对电动机、控制器和电路中的所有元器件均可能造成损伤和损害，控制器中的 过流保护功能使得控制器的电流不得超过其设定的最大值，从而保护电气系统的元器件不 至于烧毁。
以上描述的仅仅只是控制器必须具备的基本功能，随着电动车技术的不断进步，电动车控 制器还有限速功能、飞车保护功能、巡航定速功能、电磁制动功能、智能锁功能以及能量 回馈功能等新功能的出现。
（二）电动车控制器分析
1．电动车控制器功能
目前市面上出售的控制器一般为铝合金外壳，通过线束和接插件将电锁开关、刹车开 关、调速手柄以及电动机与控制器相连接。实物如下图1所示。电动车控制器的接线图如 图2所示，
图1 电动车控制器的接线图 图2 电动车控制器的接线图
（三）电动车控制器基本结构
控制器采用单片机作为核心控制元件,由刹车开关、电池电压取样、限流保护、驱动 电路、直流有刷电机、霍尔调速手柄等部分组成。如图3所示。
控制器内部的工作原理为：单片机首先接受到经过处理的电源供电，从欠压保护电路 检测到的电压值大于欠压值时并且从刹车断电电路检测到的信号处于非刹车断电状态时， 控制器才能工作。此时，控制器根据调速电路，输出相应的占空比变化的矩形波信号，经 过驱动电路驱动放大后控制电机。调速电路输入的电压信号和单片机输出的矩形波信号的 占空比存在一定的关系，且调速电路的电压信号可以通过调速转把无极可调，从而使电机 无极变速。
单片机
调速手柄 A/D
刹车 电池电压取样
限流保护
驱动电路 直流电机 图3 控制器结构框图
电动车上使用的调速转把有光电转把和霍耳转把两种，目前采用霍耳转把的电动车 占绝大多数。霍耳转把的内部电路如图 4。霍耳转把输出电压的大小，取决于霍耳元件周 围的磁场强度。转动转把，改变了霍耳元件周围的磁场强度，也就改变了霍耳转把的输出 电压。其中最常用的是以下两种信号的转把：1-4.2V（俗称正把），4.2-1V（俗称反把）。 两种信号的转把中，是 1.0V～4.2V 的转把占绝大多数。把转把输出的电压经 ADC 转换成 数字量,单片机根据这个数字量的大小进行 PWM 脉宽调制。从而控制功率管的导通关闭的 比例以控制电机转速的大小。
图4 线性霍尔元件电路原理图
刹把分为机械刹把与电子刹把。机械刹把就是一种机械开关，所以有两条引线。在 不刹车时有断开与闭合之分，所以叫常开、常闭。电子刹把是采用开关型霍尔元件，所以 有三条引线，分别为信号、电源和地线，在不刹车时也有高低之分。当刹车时，控制器检 测到刹车信号，无论转把在什么状态都断开电机供电。
电池电压经两个电阻分压后送至ADC 转换成数字量再换算成具体的电压。电量的大小 可采样7个发光二极管来指示。当电池电量不足时, 7个发光二极管全部闪烁,提醒用户电 量不足,并由软件关闭PWM 输出,达到保护蓄电池的目的。
电机电流的大小采用康铜丝电阻作为取样电阻，电阻两端的压降反映了电机电流的大 小电压信号经放大器放大后经ADC 转换成数字量。设定一个阀值,当数字量达到阀值时,说
明电机电流到达上限,应减小输出 PWM 的占空比,从而减小电机电流,实现对电机的限流保 护。
（四）直流电动机调速
与交流电动机相比，直流电动机结构复杂，成本高，运行维护困难。但是直流电动机 具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力强等许多优点，因此在许多行业中仍有 应用。近年来，直流电动机的结构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制 领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉宽调 制(pulse width modulation,简称PWM)已成为直流电动机新的调速方式。这种调速方法具 有开关频率高、低速运行稳定、动态性能优良、效率高等优点，在电动车控制中得到广泛 应用。
PWM 是通过控制固定电压的直流电源开关频率，从而改变负载两端的电压，进而达到 控制要求的一种电压调整方法。PWM 可以应用在许多方面，如电机调速、温度控制、压力 控制等。在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需 要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占 空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。因此，PWM 又被称为“开关驱动 装置”
。在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。只要按 一定规律，改变通、断电的时间，即可让电机转速得到控制。
直流电机的速度控制采用 PWM（Pulse Width Modulation，脉冲调宽信号）波来实现，其 原理是，在一定的频率下，调节脉冲宽度等效改变施加于直流电机的平均电压，从而改变 电机的转速。
设电机始终接通电源时，电机转速最大为 Vmax 设占空比为 D=t1 ／T，则电机的平均速度 为：
Va=Vmax·D
式中，Va-----电机的平均速度;
图5 电枢电压“占空比”与平均电压关系
Vmax----电机全通电时的速度（最大）；
D=t1/T----占空比。
在 PWM 调速系统中占空比 D 是一个重要参数，在电源电压 ud 不变的情况下，电枢端 电压的平均值取决于占空比D的大小，改变 D 的值可以改变电枢端电压的平均值从而达到 调速的目的。严格地讲，平均速度 与占空比D并不是严格的线性关系，在一般的应用中， 可以将其近似地看成线性关系。改变占空比D 值的方法有以下三种：
(1)定宽调频法：保持t1不变，只改变t2，这样使周期(或频率)也随之改变。
(2)调宽调频法：保持t2不变，只改变t1，这样使周期(或频率)也随之改变。
(3)定频调宽法：保持周期T(或频率)不变，同时改变t1和t2。
前两种方法由于在调速时改变了控制脉冲的周期(或频率)，当控制脉冲的频率与系统 的固有频率接近时，将会引起振荡，因此常采用定频调宽法来改变占空比从而改变直流电 动机电枢两端电压。
（五）89C51 单片机 PWM 程序设计
在许多单片机的测控系统中，需要PWM功能实现直流电机的调速控制。对此有两种： 要么就选用具有PWM功能的单片机，要么就是采用软件模拟的方法实现PWM输出。对于前 着来说，虽然现在已经出现了不少具有PWM功能的新型单片机，但是它们的价格一般都比 较高，并且它们开发器的价格目前也比较高。因而，用软件模拟实现PWM输出的应用还非 常广泛，下面介绍直接应用89C51单片机用软件的方法模拟输出PWM信号。
采用 100 个机器周期为 PWM 波形的基本周期（AT89C51 采用 12MHz 的晶体，即 PWM 波 形的周期为100uS，其频率为10KHz），采用定频调宽的方法。定时器T0确定PWM波的频 率，T1 确定高电平的时间，这样改变 T1 的初值就可以改变占空比。调速手柄输出的电压 经A/D转换后输入单片机，单片机根据输入电压值的大小计算出PWM信号的占空比。根据 占空比和PWM信号周期计算出T1的初值。 电机的驱动电路如图 所示， PWM信号从P3.7 引脚输出经过 7407 缓冲后直接控制 V1 管。当开关管 V1 的栅极输入高电平时，开关管导 通，直流电动机电枢绕组两端有电压Us，当开关管V1的栅极输入低电平时，开关管截止， 直流电动机电枢绕组两端电压为0。利用V1管的通、断调节直流电机电枢绕组两端的平均 电压值，实现对电机转速的调节。软件模拟PWM输出的流程图如图 所示。
参考程序：
;定时器0中断程序
TIME0:
SETB P3.7
MOV
TH0,#0FFH MOV TL0,#09BH
MOV TH1,30H
MOV TL1,31H
SETB
TR0 SETB
TR1 RETI
; 定时器1中断程序
TIME1:
CLR
P3.7 图6 软件模拟PWM 输出流程图 CLR
TR1 RETI
说明：定时器T1的初值在主程序中计算，并放在30H 和31H 单元。
（六）MOSFET 及驱动电路
1、功率MOSFET 的类型
对于中小功率的电动机通常采用功率场效应
(metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET)作为主开关元件， MOSFET 是一种多电子导电的单极型电压控制器件，具有开关速度快、高频特性好、热稳定 性优良、驱动电路简单、驱动功率小、安全工作区宽、无二次击穿问题等显著优点。目前 功率场效应管的指标已经达到耐压600V，电流70A，工作频率100KHz 的水平，在开关电 源、办公设备、中小型功率的电机调速中得到广泛的应用。
功率 MOSFET 的种类：按导电沟道可分为 P 沟道和 N 沟道。按栅极电压幅值可分为：耗尽 型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道；增强型；对于N（P）沟道器件，栅极 电压大于（小于）零时才存在导电沟道，功率MOSFET 主要是N 沟道增强型。
2、功率MOSFET 的选型
为设计选择正确器件的第一步是确定 MOSFET 所需的额定电压，或者器件所能承受的 T0中断入口 为T0、T1装初值 P3.7置1 启动定时器T1 T1中断入口 P3.7清零 关闭定时器T1 中断返回
中断返回
最大电压。额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护，使MOSFET 不会失效。
第二步是选择 MOSFET 的额定电流。视电路结构而定，该额定电流应是负载在所有情况下 能够承受的最大电流。与电压的情况相似，设计人员必须确保所选的 MOSFET 能承受这个 额定电流，即使在系统产生尖峰电流时。
选择 MOSFET 的下一步是计算系统的散热要求。设计人员必须考虑两种不同的情况， 即最坏情况和真实情况。建议采用针对最坏情况的计算结果，因为这个结果提供更大的安 全余量，能确保系统不会失效。在 MOSFET 的资料表上还有一些需要注意的测量数据；比 如封装器件的半导体结与环境之间的热阻，以及最大的结温。
选择MOSFET的最后一步是决定MOSFET的开关性能。影响开关性能的参数有很多，但 最重要的是栅极/漏极、栅极/源极及漏极/源极电容。这些电容会在器件中产生开关损耗， 因为在每次开关时都要对它们充电。MOSFET的开关速度因此被降低，器件效率也下降。为 计算开关过程中器件的总损耗，设计人员必须计算开通过程中的损耗(Eon)和关闭过程中 的损耗(Eoff)。MOSFET开关的总功率可用如下方程表达：Psw=(Eon+Eoff)×开关频率。而 栅极电荷(Qgd)对开关性能的影响最大。
IRFZ44E、
IRF2907；
常用的有美国IR公司的IRF1010E、
能用于电动滑板车中的MOSFET很多，
仙童公司的 FQP50N06、FQPF7N60 以及意法半导体 ST 公司的 STP55NF06、STP65NF06、 STP75NF06等等。
3、功率MOSFET的驱动电路
MOSFET由于开关速度快、易并联、所需驱动功率低等优点已成为开关电源最常用的功率开 关器件之一。而驱动电路的好坏直接影响开关电源工作的可靠性及性能指标。一个好的 MOSFET驱动电路的要求是：
①开关管开通瞬时,驱动电路应能提供足够大的充电电流使MOSFET栅源极间电压迅速 上升到所需值,保证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡;
②开关管导通期间驱动电路能保证MOSFET栅源极间电压保持稳定使可靠导通;
③关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供 MOSFET 栅源极间电容电压的 快速泄放,保证开关管能快速关断;
④关断期间驱动电路最好能提供一定的负电压避免受到干扰产生误导通;
⑤另外要求驱动电路结构简单可靠,损耗小,最好有隔离。
功率场效应管与双极型晶体管不同， 它是一个电压驱动型器件。 因此可以有多种驱动形式，
通常最简单和最方便的方法是通过TTL集成电路、 CMOS集成电路和专用集成电路芯片的驱 动。
（1）TTL集成电路的驱动
MOSFET是电压型驱动器件，因此，小功率的TTL电路可以驱动一般的MOSFET。但是， 普通的 TTL 集成电路的高电平输出最低是 3.5V，而功率场效应管的开启电压是 2~4V；用 普通 TTL 直接驱动功率场效应管，驱动电压还显得低一些，所以采用集电极开路的 OC 门 TTL集成电路来驱动。
为了提高TTL驱动的输出电平，可以通过一个
上拉电阻接到+5V电源上。不过为了保证能有足够高
的电平驱动 MOSFET，并使它导通，在实际中是把上
拉电阻接到+10~+15V电源上。
功率场效应管的输入电容在 MOSFET 导通和关
断时要充电和放电。TTL集成电路的驱动要为此提供
条件。吸入（充电）和拉出（放电）电流对 MOSFET
的开关速度影响很大，吸入和拉出的电流越多，开关
图7给出了用TTL集成电路驱动功率
的速度就越快。
场效应管的电路例子 ， 其中上拉电阻决定了 MOSFET 的吸入电流 。 图7 MOSFET的TTL驱动
有时，为了保证功率场效应管有更快的开关速度，在TTL 与MOSFET之间加一级晶体 管，如图8（a）所示，晶体管可以加速功率场效应管的导通速度，并减少功耗。在栅源极 之间并联一只5.1~20KΩ的电阻R2，以提高MOSFET的耐压、du/dt耐量和抗干扰能力，必 要时还要并联两只反串的稳压管。图8（b）的晶体管接成互补式，它们可以提高功率场效 应管的导通速度和关断速度。
此外，在驱动信号与晶体管之间加隔离是常用的做法，一般用隔离变压器或光耦做为隔离 元件。
图8 TTL和晶体管驱动MOSFET
2. CMOS集成电路的驱动
由于大多数功率场效应管是用
VMOS或TMOS工艺制成，所以可以用
CMOS集成电路直接驱动功率场效应
直接驱动功率场效应管有一个最明
管。
即可以采用10~15V的电源。
显的优点，
这就使CMOS集成电路有10V以上的高
因此可以驱动功率场效应管
电平输出，
充分导通。这样，用CMOS直接驱动功
率场效应管无需加上拉电阻，使电路简单。
图9 CMOS驱动MOSFET 但是，CMOS 集成电路带负载的能力较低，因此会影响功率
场效应管的开关速度。
图9是将 6个CMOS缓冲器并联一起，
来加大驱动电流驱动功率场效应管。尽管如此，由于 6 个
CMOS 缓冲器是集成在一块 MC14050 内，所以整个驱动电路
仍然简单。
3. 专用集成电路的驱动
专用驱动集成电路体积小、电路简单、可靠、应用广泛。能
用于MOSFET驱动的集成电路很多，
典型的有IR公司的IR21
系列、Unitrode公司的UC3704~3715系列；Harris公司的
HA4080系列； Maxim公司的MAX612C和4427C 系列； MOTOROLA公司的MC3415X系列； Telcom 公司的TC4421~4429C系列；三菱公司的M579 系列等。
4、直流电机驱动电路
考虑到电动滑板车只有向前骑行，无向后骑行，电动机只需要实现单向转动即可。对于单 向的电机驱动，只要用一个大功率场效应管作为开关元件，利用开关功率元件进行脉宽调 制(pulse width modulation,简称 PWM)实现对电机的调速。电机驱动电路如图 所示。 为防止 MOSFET 在截止瞬间产生感应电压与电源电压之和击穿 MOSFET，在漏极与源极之间 内接一个快速恢复二极管D1。
任务 3 电动车控制器的设计与制作
一、设计要求
用单片机作为控制部件来完成一个滑板车控制系统的设计，采样直流有刷电机作为动力元 件。要求具有电量指示、欠压保护、限流保护和无级调速功能。
二、电动车控制器的制作与调试
（一）制作步骤
１.画原理图，列出元器件清单，购买元器件
２.画出ＰＣＢ板图
３.ＰＣＢ板图制作
４.硬件安装与调试
５.程序设计与调试
（二）所需仪器与工具
PCB板、安装与调试（以小组为单位，建议增加新功能）
所需仪器、仪表与工具：
万用表一只、示波器一台、电铬铁一把
(三)调试
参与资料
https://www.doczj.com/doc/6618689330.html,/gb/lgzhl.asp 单片机学习
https://www.doczj.com/doc/6618689330.html,/web/techsupport.asp 长沙太阳人电子有限公司
https://www.doczj.com/doc/6618689330.html, 中国单片机世界
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纯电动汽车整车控制器的设计 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。传 统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质量不断下降。纯电 动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污染，受到人们的青睐。随着科 技的进步，电动汽车的核心技术不断地革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提 供了有利的帮助，电动汽车已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。本文 从汽车结构出发，结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。 关键词：纯电动汽车；整车控制器；硬件设计；软件设计 纯电动汽车作为新能源汽车的一种，以其清洁无污染、驱动能源多样化、能 量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势。整车控制器（vehicle control unit，VCU）作为纯电动汽车整车控制系统的中心枢纽，主要实现数据采集和处理、控 制信息传递、整车能量管理、上下电控制、车辆部件控制和错误诊断及处理、车 辆安全监控等功能。国外在纯电动汽车整车控制器的产品开发中，积极推行整车 控制系统架构的标准化和统一化，汽车零部件厂商提供硬件电路和底层驱动软件，整车厂只需要开发核心应用软件，有利的推动了整车行业的快速发展。虽然国内 各大汽车厂商基本掌握了整车控制器的设计方案，开发技术进步明显，但是对核 心电子元器件、开发环境的严重依赖，所以导致了整车控制器的国产化水平较低。本文以复合电源纯电动汽车作为研究对象，针对电动汽车应有的结构和特性，对 整车控制器的设计和开发展开研究。 一、整车控制系统分析与设计 （一）整车控制系统分析 复合电源纯电动汽车整车控制系统主要由整车控制器、能量管理系统、整车 通信网络以及车载信息显示系统等组成。首先纯电动汽车整车控制器通过采集启动、踏板等传感器信号以及与电机控制器、能量管理系统等进行实时的信息交互，获取整车的实时数据，然后整车控制器通过所有当前数据对驾驶员意图和车辆行 驶状态进行判断，从而进入不同的工况与运行模式，对电机控制系统或制动系统 发出操控命令，并接受各子控制器做出的反馈。 保障纯电动汽车安全可靠运行，并对各个子控制器进行控制管理的整车控制器，属于纯电动汽车整车控制系统的核心设备。整车控制器实时地接收传感器传 输的数据和驾驶操作指令，依照给定的控制策略做出工况与模式的判断，实现实 时监控车辆运行状态及参数或者控制车辆的上下电，以整车控制器为中心通信节 点的整车通信网络，实现了数据快速、可靠的传递。 （二）整车控制系统设计 复合电源的结构设计，选择了超级电容与DC/DC串联的结构，双向DC/DC跟 踪动力电池电压来调整超级电容电压，使两者电压相匹配。为了车辆驾驶运行安全，同时为了更好地使超级电容吸收纯电动汽车的再生制动能量，在复合电源系 统中动力电池与一组由IGBT组成双向可控开关，防止了纯电动汽车处于再生制动状态时，动力电池继续供电，降低再生制动能量的吸收效率。 整车CAN通信网络设计，由整车控制器（VCU）、电机控制器（motor control unit，MCU）、电池管理系统（battery management system，BMS）、双向DC/DC控制器以及汽车组合仪表等控制单元（Electronic Control Unit，ECU）组成 了复合电源纯电动汽车的整车通信网络。 二、整车控制器硬件设计及软件设计
深圳市尚亿创新科技有限公司 操作前请仔细阅读说明书 说明书与产品内部变更后以厂家实际情况为准最终解释权归厂家所有 电动车充电站说明书
辄您尚亿源?中国智能充电设备品牌企业 一、产品介绍： 智能电动车充电站，是我公司专门为物业小区、停车场以及其它电动车集中存放处设计，为电动车提供有偿计量收费充电的一种管理设备。该设备是由一台控制器和十二个两孔插座构成；控制器出厂默认设置为识别一元硬币（可根据客户要求定制使用代用币的机型，能实现投币、刷卡两用），假币识别率可达 到99.7%。控制器有十二路供电输出端口，每路通道具有独立的显示窗口与控制按键，用户在投入硬币（或刷卡）后，按下其中一个控制按键，控制器就会给按键对应的通道插座供电，各通道的工作状态则通过其对应的显示窗口显示。该设备操作简单、使用方便，旨在为广大电动车主、电动车管理方彻底解决充电难题。 二、产品型号： 二、性能特点： 1、操作简单，方便使用，全自助化，刷卡或投币后即可使用。 2、灵活的调整单位币数的充电时间（20-990分钟），可灵活调整单位刷卡次 数扣费金额，如刷卡一次扣费0.3元、0.4元、0.5元、1 .0元等。 3、精确显示充电倒计时（分钟），时间为零后自动断电。 4、充电完成，延时断电，时间归零。 5、精确控制过流保护，客户可自行设置（分三个档位）。 6余额查询功能，随时掌握消费情况。 7、IC卡可自由加密，不能相互通用，保证用卡安全。 8、电子计数，及时对收益了如指掌，更方便合作式经营管理
9、 具有断电记忆功能，停电后再来电时可以自动启动断电时的状态。 10、 安装快捷方便，民用电220 V 交流电源即可安装和使用。 11、 可对十二台车（或多台车）同时充电，无需排队，达到集中管理的目的。 12、 智能CPU 识币系统，防钓币、防伪币、防电击功能，密码保护功能等。 备注：根据客户需求程序不同，功能特点稍有区别，请客户购买前了解自己购 买产品的特点。以免产生误解。 四、部件名称图解 刷卡显示窗口 余额査询按钮 刷卡区 五、主要技术指标 外形尺寸： 260mm （长）x 102mm （宽）X 426 mm （高） 净重：9kg 工作电源： AC175V-220V/50 Hz 环境温度： -20 C ~55C 单路最大输出电流： 1.5A 总输入最大电流： 18A 待机功率： < 3W 充电路数 12路 □□口□□匚□□□□□□
电动车控制器主要功能特点及原理 文章来源：无锡依诺科技有限公司 电动车控制器主要功能特点 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，它就象是电动车的大脑，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; 电动车控制器主要功能特点如下： 超静音设计技术：独特的电流控制算法，能适用于任何一款无刷电动车电机，并且具有相当的控制效果，提高了电动车控制器的普遍适应性，使电动车电机和控制器不再需要匹配。 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。 自动识别电机模式系统：自动识别电动车电机的换向角度、霍尔相位和电机输出相位，只要控制器的电源线、转把线和刹车线不接错，就能自动识别电机的输入几输出模式，可以省去无刷电动车电机接线的麻烦，大大降低了电动车控制器的使用要求。 随动ab s系统：具有反充电/汽车EABS刹车功能，引入了汽车级的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。 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无任何影响。 自检功能：分动态自检和静态自检，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。 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。 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，控制器将限流值社顶在固定值，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。 动静态缺相保护：指在电机运行状态时，电动车电机任意一相发生断相故障时，控制器实行保护，避免造成电机烧毁，同时保护电动车电池、延长电池寿命。 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。 防飞车功能：解决了无刷电动车控制器由于转把或线路鼓掌引起的飞车现象，提高了系统的安全性。 1+1助力功能：用户可自行调整采用自向助力或反向助力，实现了在骑行中辅以动力，
电动车控制器原理及编程2008-10-29 15:34
电动车控制器原理及编程 https://www.doczj.com/doc/6618689330.html,/html/blog/7597/45892.htm 云翔电动车维修的BLOG https://www.doczj.com/doc/6618689330.html, 原信息URL：https://www.doczj.com/doc/6618689330.html,/html/blog/7597/45892.htm 控制器 无刷控制器硬件电路详解 电动车无刷电机是目前最普及的电动车用动力源，无刷电机以其相对有刷电机长寿，免维护的特点得到广泛应用，然而由于其使用直流电而无换向用的电刷，其换向控制相对有刷电机要复杂许多，同时由于电动车负载极不稳定，又使用电池作电源，因此控制器自身的保护及对电机，电源的保护均对控制器提出更多要求。 自电动车用无刷电动机问世以来，其控制器发展分两个阶段：第一阶段为使用专用无刷电动机控制芯片为主组成的纯硬件电路控制器，这种电路较为简单，其中控制芯片的代表是摩托罗拉的MC33035,这个不是这里的主题，所以也不作深入介绍。第二阶段是以MCU为主的控制芯片。这是这篇文章介绍的重点，在MCR 版本的设计中，揉和了模拟、数字、大功率MOSFET驱动等等许多重要应用，结合MCU智能化控制，是一个非常有启迪性的设计。 今以应用最广泛的以PIC16F72为智能控制中心，350W的整机电路为例,整机电路如图1： 图1:350W整机电路图 整机电路看起来很复杂，我们将其简化成框图再看看： 图2:电路框图 电路大体上可以分成五部分： 一、电源稳压，供应部分； 二、信号输入与预处理部分； 三、智能信号处理，控制部分； 四、驱动控制信号预处理部分； 五、功率驱动开关部分。 下面我们先来看看此电路最核心的部分：PIC16F72组成的单片机智能处理、控制部分，因为其他电路都是为其服务或被其控制，弄清楚这部分，其它电路就比较容易明白。 图3:PIC16F72在控制器中的各引脚应用图 我们先来简单介绍一下PIC16F72的外部资源：该单片机有28个引脚，去掉电源、复位、振荡器等，共有22个可复用的IO口，其中第13脚是CCP1输出口，可输出最大分辨率达10BIT的可调PWM信号，另有AN0-AN4共5路AD模数转换输入口，可提供检测外部电路的电压，一个外部中断输入脚，可处理突发事件。内部软件资源我们在软件部分讲解，这里并不需要很关心。
基于中颖SH79F081的电动自行车控制器设计 摘要:方波驱动的无刷直流电机由于力矩大, 运行可靠, 在电动车控制器中广泛应用, 方波驱动最大的缺点在于换相时的电流突变引起的转矩脉动, 导致噪声较大, 但好的控制策略可以大大改善换相噪声. 电动车控制器设计的难点在于电流控制, 本文就电动车控制器设计的一些关键地方加以描述. 关键词:电动车控制器直流无刷电机换相同步整流 概述 电动自行车上使用的电机普遍采用永磁直流电机. 所谓永磁电机, 是指电机线圈采用永磁体激磁, 不采用线圈激磁的方式. 这样就省去了激磁线圈工作时消耗的电能, 提高了电机机电转换效率, 这对使用车载有限能源的电动车来讲, 可以降低行驶电流, 延长续行里程. 永磁直流电机按照电机的通电形式来分, 可分为有刷电机和无刷电机两大类, 有刷电机由于采用机械换相装置导致可靠性和寿命降低, 因此逐渐退出电动车市场. 无刷电机又可分为有传感器和无传感器两类, 对于无位置传感器的无刷电机, 必须要先将车用脚蹬起来, 等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, 然后控制器才能对电机供电. 由于无位置传感器无刷电机不能实现零速度启动, 所以现在生产的电动车上用得较少. 目前电动车行业内使用的无刷电机, 普遍采用有位置传感器无刷电机. 有位置传感器永磁直流无刷电机按照内部传感器的安装位置不同, 又可分为60度电机和120度电机. 在120°的霍尔信号中, 不可能出现二进制000和111的编码,
所以在一定程度上避免了因霍尔零件故障而导致的误操作. 因为霍尔组件是开漏输出, 高电平依靠电路上的上拉电阻提供, 一旦霍尔零件断电, 霍尔信号输出就是111. 一旦霍尔零件短路, 霍尔信号输出就是000, 而60°的霍尔信号在正常工作时这两种信号均会出现, 所以一定程度上影响了软件判断故障的准确率. 因此目前市面马达已经逐渐舍弃60°相位的霍尔排列. 2. 永磁直流电机基本原理 2.1. 主回路电路 1.
小区电动车充电站设计方案 一、概述 ??随着电动自行车的普及，小区电动车充电的问题就日益突出。电动车车主为了给电动车充电，要么从自家窗口扔下一根很长的临时电源，要么得把电瓶取下来抬回家充电。而物业方面，因无充电计量设备，致使业主在单元楼前，乱拉乱扯电线，对小区安全造成极大隐患如果为车主设立免费的充电电源，那么电费由谁来出？如果指派专人收费，人员工资不合算，而且会存在管理问题（比如当天收费多少，无法明析）。为有效解决上述困扰广大电动车主和物业的难题，我公司专门研制出了投币（刷卡）式电动车供电站，并成功投放市场。方便了业主，不需要再拆卸电池，上楼充电，电动车集中管理，防止了被盗现象的发生，解决了电动车管理中的老大难问题。产品的推出既给电动车车主带来了方便，也规范了物业的管理，受到广大电动车车主及物业的一致认可和好评。 二、市场简介 电动车使用方便节能环保价格低等优点深受老百姓的欢迎，成为人们必备的交通工具。目前全国电动自行车保有量超过了1.2 亿辆。而且以每年３０％的速度增长。 汽车和摩托车都有加油站，那么电动车骑在路上没电了又怎么办呢？经常看到有人推着没电的电动车在路上艰难的行走。随着电动自行车的普及，电动车充电的问题就日益突出。电动车车主为了给电动车充电，要么从自家窗口扔下一根很长的临时电源，要么得把电瓶取下来抬回家充电。而小区的物业方面，如果为车主设立免费的充电电源，那么电费由谁来出？如果指派专人收费，人员工资不合算，而且会存在管理问题（比如
当天收费多少，无法明析）。为有效解决上述困扰广大电动车主和物业的难题，我厂专门研制出了投币（刷卡）式电动车充电站，并成功投放市场。产品的推出既给电动车车 主带来了方便，也规范了物业的管理，受到广大电动车车主及物业的一致认可和好评。 ?电动车充电站解决了小区5 大问题 电动车充电现状:车主为了给电动车充电，要么从自家窗口扔下一根很长的临时电源，要么得把电瓶取下来抬回家充电，我厂研制的电动车充电站,一台电动车充电站带动10 路充电端口,一个端口服务2 台电动车计算,100 台电动车仅需配备5 台电动车充电站,省事省力省心，解决充电难的问题。 小区物业，如果为车主设立免费的充电电源，那么电费由谁来出？如果指派专人收费，人员工资不合算，而且会存在管理问题（比如当天收费多少，无法明析）安装电动车充电站后，每充一次电收费一元（充电时间以及单次充电费用可根据实际各地电费价格情况由客户自主调节）,无需专人看管收费，解决收费及看管问题。问题三：解决电动车充电与收费不平等问题目前,大部分小区对小区电动车用户采取统一的包月形式收费,这就造成了电动车使用率低的用户和很少在小区充电的用户不愿包月交费,.如该小区安装了电动车充电站,每充一次电,即自动收取一次费用, 实际合理的解决电动车充电收费问题。问题四：解决小区电动车用户私下拉线充电,影响小区物业形象问题 目前很多小区电动车充电,基本是由用户自己从家里拉个插线板或者小区随意安装几个电源接口,这样一来,整个小区浏览一圈,则东一辆电动车,西一辆电动车,严重影响了小 区形象,安装电动车充电站后,划分电动车充电区，统一自助收费,电动车有规则的摆放好充电,规范物业管理，提升物业形象
！！电动自行车控制器电路原理分析 目前流行的电动自行车、电动摩托车大都使用直流电机，对直流电机调速的控制器有很多种类。电动车控制器核心是脉宽调制(PWM)器，而一款完善的控制器，还应具有电瓶欠压保护、电机过流保护、刹车断电、电量显示等功能。 电动车控制器以功率大小可分为大功率、中功率、小功率三类。电动自行车使用小功率的，货运三轮车和电摩托要使用中功率和大功率的。从配合电机分，可分为有刷、无刷两大类。关于无刷控制器，受目前的技术和成本制约，损坏率较高。笔者认为，无刷控制器维修应以生产厂商为主。而应用较多的有刷控制器，是完全可以用同类控制器进行直接代换或维修的。 本文分别介绍国内部分具有代表性的电动自行车控制器整机电路，并指出与其他产品的不同之处及其特点。所列电路均是根据实物进行测绘所得，绍具体实例，达到举一反三的目的。 1. 有刷控制器实例 (1)山东某牌带电量显示有刷控制器 电路方框图见图1。 图中元件号为笔者所标。通过介 1)电路原理 电路原理图见图2 所示，该控制器由稳压电源电路、 电池放电指示电路、电机过流及蓄电池过放电保护电路等组 PWM产生电路、电机驱动电路、蓄
稳压电源由V3(TL431) ，Q3等元件组成，从36V蓄电池经过串联稳压后得到+12V电压，给控制电路供电，调节VR6可校准+12V 电源。 PWM电路以脉宽调制器TL494 为核心组成。R3、C4与内部电路产生振荡，频率大约为12kHz。 H是高变低型霍尔速度控制转把，由松开到旋紧时，其输出端可得到4V—1V 的电压。该电压加到TL494 的②脚，与①脚电压进行比较，在⑧脚得到调宽脉冲。②脚电压越低，⑧ 脚输出的调宽脉冲的低电平部分越宽，电机转速越高，电位器VR2用于零速调节，调节VR2 使转把松开时电机停转再过一点。 电机驱动电路由Q1、Q2、Q4等元件组成。电机MOTOR为永磁直流有刷电机。TL494 的⑧ 脚输出的调宽脉冲，经Q1反相放大驱动VDMOS管Q2。TL494 的⑧脚输出的调宽脉冲低电平部分越宽，则Q2导通时间越长，电机转速越高。D1 是电机续流二极管，防止Q2击穿。TL494 的⑧脚输出低电平时，Q1、D2导通，Q4截止，Q2导通；TL494 的⑧脚输出高电平时，Q1、D2截止，Q4导通，迅速将Q2栅极电荷泄放，加速Q2的截止过程，对降低 Q2温度有十分重要的作用。 蓄电池放电指示电路由LM324组成四个比较器，12V由R24、VR1、VR4、VR3、VR5、R21 分压形成四个不同基准电压分别加到四个比较器的反相端。蓄电池电压经R23和R22 分压加到每个比较器的同相端，该电压和蓄电池电压成比例。VA=VB*R22/(R22+R23)。当蓄电池电 压不低于38V时，LED1、LED2、LED3均点亮；当电池电压低于38V时，LED3熄灭；当电池电压低于35V时，LED2熄灭；当电池电压低于33V时，LED1熄灭，此时应给电池充电。调节VR1、VR4、VR3可分别设定LED3、LED2、LED1熄灭时的电压。LED4用作电源指示，LED5 用作欠压切断控制器输出指示。 蓄电池过放电保护当蓄电池放电到31.5V 时.LM324 的①脚输出低电平，三极管Q5导通，约5V电压加到TL494的死区控制端④脚. 该脚电位≥ 3.5V，就会迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止，从而使三极管Q1、Q2 截止，电机停止运转，蓄电池放电停止，进入电池
电动自行车控制器电路及原理大全 目前流行的电动自行车、电动摩托车大都使用直流电机，对直流电机调速的控制器有很多种类。电动车控制器核心是脉宽调制(PWM)器，而一款完善的控制器，还应具有电瓶欠压保护、电机过流保护、刹车断电、电量显示等功能。 电动车控制器以功率大小可分为大功率、中功率、小功率三类。电动自行车使用小功率的，货运三轮车和电摩托要使用中功率和大功率的。从配合电机分，可分为有刷、无刷两大类。关于无刷控制器，受目前的技术和成本制约，损坏率较高。笔者认为，无刷控制器维修应以生产厂商为主。而应用较多的有刷控制器，是完全可以用同类控制器进行直接代换或维修的。 本文分别介绍国内部分具有代表性的电动自行车控制器整机电路，并指出与其他产品的不同之处及其特点。所列电路均是根据实物进行测绘所得，图中元件号为笔者所标。通过介绍具体实例，达到举一反三的目的。 1.有刷控制器实例 (1)山东某牌带电量显示有刷控制器 电路方框图见图1。 1)电路原理 电路原理图见图2所示，该控制器由稳压电源电路、PWM产生电路、电机驱动电路、蓄电池放电指示
电路、电机过流及蓄电池过放电保护电路等组成。 稳压电源由V3(TL431)，Q3等元件组成，从36V蓄电池经过串联稳压后得到+12V电压，给控制电路供电，调节VR6可校准+12V电源。 PWM电路以脉宽调制器TL494为核心组成。R3、C4与内部电路产生振荡，频率大约为12kHz。 H是高变低型霍尔速度控制转把，由松开到旋紧时，其输出端可得到4V—1V的电压。该电压加到TL494的②脚，与①脚电压进行比较，在⑧脚得到调宽脉冲。②脚电压越低，⑧脚输出的调宽脉冲的低电平部分越宽，电机转速越高，电位器VR2用于零速调节，调节VR2使转把松开时电机停转再过一点。 电机驱动电路由Q1、Q2、Q4等元件组成。电机MOTOR为永磁直流有刷电机。TL494的⑧脚输出的调宽脉冲，经Q1反相放大驱动VDMOS管Q2。TL494的⑧脚输出的调宽脉冲低电平部分越宽，则Q2导通时间越长，电机转速越高。D1是电机续流二极管，防止Q2击穿。TL494的⑧脚输出低电平时，Q1、D2导通，Q4截止，Q2导通；TL494的⑧脚输出高电平时，Q1、D2截止，Q4导通，迅速将Q2栅极电荷泄放，加速Q2的截止过程，对降低Q2温度有十分重要的作用。 蓄电池放电指示电路由LM324组成四个比较器，12V由R24、VR1、VR4、VR3、VR5、R21分压形成四个不同基准电压分别加到四个比较器的反相端。蓄电池电压经R23和R22分压加到每个比较器的同相端，该电压和蓄电池电压成比例。V A=VB*R22/(R22+R23)。当蓄电池电压不低于38V时，LED1、LED2、LED3均点亮；当电池电压低于38V时，LED3熄灭；当电池电压低于35V时，LED2熄灭；当电池电压低于33V时，LED1熄灭，此时应给电池充电。调节VR1、VR4、VR3可分别设定LED3、LED2、LED1熄灭时的电压。LED4用作电源指示，LED5用作欠压切断控制器输出指示。 蓄电池过放电保护当蓄电池放电到31.5V时.LM324的①脚输出低电平，三极管Q5导通，约5V电压加到TL494的死区控制端④脚.该脚电位≥3.5V，就会迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止，从而使三极管Q1、Q2截止，电机停止运转，蓄电池放电停止，进入电池保护状态。此时LED5点亮，指示出该状态。VR5用于设定电池保护点电压。 电机过流保护R30为电机电流取样电阻，当过流时，取样电压经R14加到TL494的⑩脚。当⑩脚电位高于⑩脚电位时，TL494内部运放2输出高电平，迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止，从而使Q1、Q2截止，电机停止运转，从而保护了电机。 制动保护当刹车制动时，KEY2接通.5V电压加到TL494的死区控制端④脚，迫使TL494内部调宽脉
纯电动汽车整车控制器的设计 发表时间：2019-07-05T11:27:03.790Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：王坚 [导读] 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。 （柳州五菱汽车工业有限公司广西柳州 545007） 摘要：随着社会的发展与科技的进步，各个城市的汽车使用户喷井式增加。传统的内燃机汽车消耗石油，排出大量废气，使得城市的空气质量不断下降。纯电动汽车由于不使用传统化石能源，对环境不造成污染，受到人们的青睐。随着科技的进步，电动汽车的核心技术不断地革新与突破，逐渐完善的城市基础设施提供了有利的帮助，电动汽车已经成为潜力股，逐步取代传统汽车变为可能。本文从汽车结构出发，结合整车信息传输过程，设计了整车控制器的软硬件结构。 关键词：纯电动汽车；整车控制器；硬件设计；软件设计 纯电动汽车作为新能源汽车的一种，以其清洁无污染、驱动能源多样化、能量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势。整车控制器（vehicle control unit，VCU）作为纯电动汽车整车控制系统的中心枢纽，主要实现数据采集和处理、控制信息传递、整车能量管理、上下电控制、车辆部件控制和错误诊断及处理、车辆安全监控等功能。国外在纯电动汽车整车控制器的产品开发中，积极推行整车控制系统架构的标准化和统一化，汽车零部件厂商提供硬件电路和底层驱动软件，整车厂只需要开发核心应用软件，有利的推动了整车行业的快速发展。虽然国内各大汽车厂商基本掌握了整车控制器的设计方案，开发技术进步明显，但是对核心电子元器件、开发环境的严重依赖，所以导致了整车控制器的国产化水平较低。本文以复合电源纯电动汽车作为研究对象，针对电动汽车应有的结构和特性，对整车控制器的设计和开发展开研究。 一、整车控制系统分析与设计 （一）整车控制系统分析 复合电源纯电动汽车整车控制系统主要由整车控制器、能量管理系统、整车通信网络以及车载信息显示系统等组成。首先纯电动汽车整车控制器通过采集启动、踏板等传感器信号以及与电机控制器、能量管理系统等进行实时的信息交互，获取整车的实时数据，然后整车控制器通过所有当前数据对驾驶员意图和车辆行驶状态进行判断，从而进入不同的工况与运行模式，对电机控制系统或制动系统发出操控命令，并接受各子控制器做出的反馈。 保障纯电动汽车安全可靠运行，并对各个子控制器进行控制管理的整车控制器，属于纯电动汽车整车控制系统的核心设备。整车控制器实时地接收传感器传输的数据和驾驶操作指令，依照给定的控制策略做出工况与模式的判断，实现实时监控车辆运行状态及参数或者控制车辆的上下电，以整车控制器为中心通信节点的整车通信网络，实现了数据快速、可靠的传递。 （二）整车控制系统设计 复合电源的结构设计，选择了超级电容与DC/DC串联的结构，双向DC/DC跟踪动力电池电压来调整超级电容电压，使两者电压相匹配。为了车辆驾驶运行安全，同时为了更好地使超级电容吸收纯电动汽车的再生制动能量，在复合电源系统中动力电池与一组由IGBT组成双向可控开关，防止了纯电动汽车处于再生制动状态时，动力电池继续供电，降低再生制动能量的吸收效率。 整车CAN通信网络设计，由整车控制器（VCU）、电机控制器（motor control unit，MCU）、电池管理系统（battery management system，BMS）、双向DC/DC控制器以及汽车组合仪表等控制单元（Electronic Control Unit，ECU）组成了复合电源纯电动汽车的整车通信网络。 二、整车控制器硬件设计及软件设计 （一）整车控制器结构设计 整车控制器的硬件结构根据其基本的功能需求进行设计，如图1所示。支持芯片正常工作的微控制器最小系统是整车控制器的核心，基础的信号处理模块，CAN通信与串口通信组成的通信接口模块，以及LCD显示等其他模块分别作为它的各大功能模块。 图1 整车控制器硬件结构图 （二）整车控制器硬件设计 从功能上可以把整车控制器分为6个模块。 1）微控制器模块：本设计选用美国德州仪器公司TI的数字信号处理芯片TMS320F2812为主控芯片，负责数据的运算及处理，控制方法的实现，是整车控制器的控制核心。此芯片运算速度快，控制精度高的特点基本满足了整车控制器的设计需求。TMS320F2812的最小系统主要由DSP主控芯片、晶振电路、电源电路以及复位电路组成。 2）辅助电源模块：由于整车控制器的控制系统中用到多种芯片，所以需要设计辅助电源电路为各个芯片提供电源，使其正常工作，因此输出电平有多种规格。采用芯片LM317、LM337可分别产生+5V和－5V的供电电压。 3）信号调理模块：输入整车控制器的踏板信号是1～4.2V模拟电压信号，TMS320F2812的12位16通道的A/D采样模块输入的信号范围为0～3.0V，因此需要对踏板输入的模拟电压信号进行相应的调理运算，以满足DSP的A/D采样电平要求。选用德州仪器的OPA4350轨至轨运算放大器，在输入级采用RC低通滤波电路与电压跟随电路以滤除干扰信号，减小输入的模拟信号失真。开关信号先经RC低通滤波电路滤除高频干扰，再作为电压比较器LM393的正端输入，电压比较器的负端输入接分压电路，将LM393的输出引脚外接光耦芯片，在起到电平转换作用的同时，进一步隔离干扰信号，提高信号的安全性与可靠性。 4）通讯模块：TMS320F2812具有一个eCAN模块，支持CAN2.0B协议，可以实现CAN网络的通讯，但是其仅作为CAN控制器使用。选用3.3V单电源供电运行的CAN发送接收器SN65HVD232D，其兼容TMS320F2812的引脚电平，用于数据速率高达1兆比特每秒（Mbps）的应
控制器的工作原理介绍 控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。 控制器的分类有很多，比如LED控制器、微程序控制器、门禁控制器、电动汽车控制器、母联控制器、自动转换开关控制器、单芯片微控制器等。 1.LED控制器(LED controller)：通过芯片处理控制LED灯电路中的各个位置的开关。控制器根据预先设定好的程序再控制驱动电路使LED阵列有规律地发光，从而显示出文字或图形。 2.微程序控制器：微程序控制器同组合逻辑控制器相比较，具有规整性、灵活性、可维护性等一系列优点，因而在计算机设计中逐渐取代了早期采用的组合逻辑控制器，并已被广泛地应用。在计算机系统中，微程序设计技术是利用软件方法来设计硬件的一门技术。 3.门禁控制器：又称出入管理控制系统(Access Control System) ，它是在传统的门锁基础上发展而来的。门禁控制器就是系统的核心，利用现代的计算机技术和各种识别技术的结合，体现一种智能化的管理手段。 4.电动汽车控制器：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，它就象是电动车的大脑，是电动车上重要的部件。 上述只是简单的介绍了几种控制器的名称和主要功能，控制器的种类繁多、技术不同、领域不同。 在控制器领域内，高标科技作为一家国家级的高新企业，其主打产品是电动车控制器，并且在电动车控制领域内占有很重要的地位，之前已经说到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，它就象是电动车的大脑，是电动车上重要的部件。高标科技在这里为大家介绍一下高标控制器的基本工作原理： （一）高标科技电动车控制器的结构 电动车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
控制器生产流程图 该工序中作业员一方面要区分各种元器件,以免混淆,另一方面要注意有极性元器件得极性,避免插错。现在大量得元器件都采用贴片机生产,只有少数需要直插,大大减少了插件作业人员得工作量。其次，在插线工位上需要作业员仔细参照插线图，观察线序,避免将
线插错。 一、自动流水线得工作流程 插件、插线得工作流程如下: 1、参照特制产品投产数量跟踪单,及材料单核对产品型号、数量、材料就是否正确; 2、插件; ３、插线; ４、喷助焊剂; 5、焊接; 6、切脚; 7、填写跟踪单,并做好记录。 二、插件、插线方法 1、按照工艺要求对各个工位进行得分工,相应作业员按照要求顺序将相应元器件插 在ＰCB板上相应得位置,插件时要求双手同时作业。 ２、插线作业按照先插大线，而后插小线得原则,参照插线图，按照图示位置将相应颜色得线束插在PＣB板上相应位置。 3、双手作业。 三、自动流水线注意事项 1、操作过程中应尽量避免元器件散落在地上,一经发现，应及时拾起,辨认后放入 相应得料盒内; 2、工作台上顶部禁止放置与工作无关得物品; ３、必须佩戴防静电腕带，防静电腕带必须接地。 第二节补焊 补焊就是衔接前后道工序得关键工位,补焊主要就是检验与修补焊接、切脚工序得质量缺陷,补焊得质量直接关系到检验得下线率以及检验得难易程度。 补焊所使用得工具主要就是电烙铁、偏口钳、铜刷、镊子以及焊锡丝等，下面主要介绍其中几种: 1、电烙铁 电烙铁就是补焊工序中得一个重要工具,常用得电烙铁分类按照其功率来分有6０W,45Ｗ,４０Ｗ,３5W,３０Ｗ等,我们常用得一般为４0Ｗ得电烙铁。电烙铁得使用方法及注意事项如下:
单片机原理与应用 课程设计报告 电动车控制器 专业班级：电气工程及其自动化xxx班姓名： 时间： 2010.3.3—3.19 指导教师：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 2010年 3 月19日
基于单片机的电动车控制器 一．设计要求 （一）基本功能 1.显示：实时显示电瓶的电量；车速 2.线性调速功能： 要求采用传统的手把调速方式（通过线性霍尔传感器），此处对霍尔器件的电压处理要求利用压频转换来代替A/D转换。 3.具备完善的保护功能： 如过载保护、欠压保护、短路保护和防飞车等功能。 （二）扩展功能 1．可增加实时的总里程显示 2．速度具有一定的记忆功能 二．计划完成时间三周 1．第一周完成软件和硬件的整体设计，同时按要求上交设计报告一份。 2．第二周完成软件的具体设计和硬件的制作。 3．第三周完成软件和硬件的联合调试。
目录 1引言 (1) 2总设计方案 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2单片机介绍 (1) 2.3设计框图 (1) 3设计原理分析 (2) 3.1硬件设计 (2) 3.1.1最小系统 (2) 3.1.2时速控制电路 (3) 3.1.3驱动电路 (4) 3.1.4过流、欠压保护电路 (4) 3.1.5刹车保护 (4) 3.1.6显示电路 (5) 3.2软件设计 (5) 3.2.1主程序流程 (5) 4结束语 (6) 参考文献 (7) 符录1 (8) 符录2 (9)
基于单片机控制的电动车控制器 电气072班李占业 摘要：本系统由单片机系统、显示系统、驱动系统和数模转换系统组成。通过按键来控制单片机，通过P1口输出的具有时序的方波作为电动车的控制信号，使电动车的里程与转速发生变化，达到对电动车控制的目的。该设计具有结构简单、可靠性高、使用方便、可以实现较复杂的控制、具有较大的灵活性和适应性等特点。 关键词：电动车单片机ADC0809 A44E 1 引言 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，它就象是电动车的大脑，是电动车上重要的部件。微型计算机的出现给人类生活带来了根本性的变化，使现代科学研究发生了质的飞跃，单片机技术的出现给现代生活带来了一次新的技术革命。本设计主要是设计一个由单片机控制的电动车控制器系统，操作者可通过系统的按钮控制电动车的旋转速度电量和里程。同时为了可以直观的看出电动车的运行状态，其旋转速度和当前电量可以在数码管上显示出来。 2 总体设计方案 2.1 设计思路 根据电动车的工作原理可以知道，电动车控制器是通过霍尔速度转把采集信号，然后通过数模转换将信号传给单片机，利用单片机控制输出用改变功率管控制信号PWM的方法来控制电动车的转速，用霍尔元件A44E安装在车轮上，车轮每转一圈霍尔器件就会给单片机一个脉冲，单片机根据这个脉冲的频率来计算车速并用数码管显示出来，另外为了保护电池当电池电压下降到一定程度的时候要有警示电路（用普通发光二极管警示）。并且要设计配套的刹车保护、欠压保护、过流保护等保护电路。 2.1.1 单片机的选用 单片计算机即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer ）,是集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。随着科学技术的发展，越来越多的智能化产品都用到了单片机。他体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而51 单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。本设计选用常见的AT89S51。 2.1.2 电动车电机的选用 目前电动车电机普遍采用永磁直流电机。所谓永磁电机，是指电机线圈采用永磁体激磁，不采用线圈激磁的方式。这样就省去了激磁线圈工作时消耗的电能，提高了电机机电转换效率，这对使用车载有限能源的电动车来讲，可以降低行驶电流，延长续行里程。本设计也选用此永磁直流电机。 2.1.3设计框图
电动汽车充电站建设必要性 1.1电动汽车充电站建设的背景 政策背景：发展新能源电动汽车成为世界各国的共识，已列入各主要国家重要发展战略；作为全球金融危机过后新一轮经济增长的突破口和实现交通能源转型的根本途径，已经成为世界各主要国家和汽车制造厂商共同的战略选择。世界汽车产业进入了全面的交通能源转型时期，电动汽车进入了加速发展的新阶段。 对于纯电动汽车的研究，我国在政策上给予了必要的重视，同时取得了长足发展。在“十五”期间，电动汽车就列入国家“863”计划科技重大专项。2009年元月，科技部、财政部、发改委、工业和信息化部共同启动“十城千辆”计划，主要内容是：通过提供财政补贴，计划用3年左右的时间，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行，涉及这些大中城市公交、出租、公务、市政、邮政等领域，力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占到汽车市场份额的10％。2009年3月国务院办公厅发布的《汽车产业调整和振兴规划》中，提出到2011年我国要形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售总量的5％左右；至2015年，我国纯电动汽车保有量有望达到266万辆，全年将新增电力需求在212亿kWh。截至目前，工业和信息化部公布了两批《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》，涉及24种车型。
社会背景：我国正处于人均GDP超过3000美元的重要时期，经过改革开放30多年来的发展，居民积蓄不断增多，外出旅游、商务活动等日益活跃，私家车需求数量急剧增加，高速公路通车里程也不断刷新纪录。在此背景下，发展新能源电动汽车具有广阔的市场和便利的条件。 生态背景：近年来，党和国家日益重视科学发展，原来以破坏环境换取经济增长的发展模式日渐被科学发展观所取代，建设资源节约型、环境友好型社会已成为国家一项发展战略。 科技背景：随着科技的不断成熟，制约新能源电动汽车的关键技术已经被攻破，新能源电动汽车技术日臻成熟：动力电池关键技术的研发取得一定的突破，电动汽车整车控制系统及电池管理系统成功应用于实际。新能源电动汽车产业是以电动车的生产、运行为核心的高技术产业群，这样的一个产业群包括电动车、电动机、电控系统，动力电池、电源管理、能量回收；还有正极材料、负极材料、电解液、膜的制作工艺；以及电池回收、电池复用、资源再生，最后还包括供电系统、充电设施、充电服务。 汽车产业是践行“低碳”经济的重要领地。在各种新能源汽车技术路线的角逐中，电动汽车已经成为我国新能源汽车发展的主力方向。当电动汽车产业化条件日趋成熟，产业链蕴藏的巨大商机也将同时浮出水面。 1.2 广西区电动汽车发展现状 我区汽车工业已突破汽车整车产量百万辆大关，配套体系较为完善，具有加快新能源汽车发展的基础和条件。近年来，广西汽车产业在新能源汽车发展方面取得了一定成绩，广西玉柴机
电动车控制器原理图解
单片机PICl6F72是目前电瓶车控制器主流控制芯片，配合2只 74HC27(3输入或非门电路)；1只74HC04D(反相器)；1只74HC08D(双输入与门)和一片LM358(双运放)，组成一款比较典型的无刷电瓶车控制器，具有60°和120°驱动模式自动切换功能，其基本组成框图见图l。实物测绘原理图见图2(图中数据除注明外，均为开锁停车状态数据)。 一、电路简介与自检 开通电门锁，48V电瓶直流电经电门锁线输入到控制器，一路经R3、R13、R4等送入U6的③脚作电瓶欠压检测用，另一路送入U13、U14、
U15输出+15V和+5V给IC和末级驱动供电。单片机PICl6F72的⑨、⑩脚外接16MHz晶体，①脚外接R13、C25组成复位电路，电门锁开锁，单片机得电工作后即进入初始化自检状态，它主要检测：1．由R3、R73、R4、R11、C2l等组成的电池欠压检测电路(典型值U6的③脚输入3.8V)。 2．由R5、R6、U1等组成的末级电流检测和过流保护电路(正常值Ul的⑦脚输出0V，①脚输出约3.6V)。 3．转把复位信号(正常值U6的⑥脚输入约0.8V的低电平)。 4．刹车复位信号(正常值U6的⑦脚输入4.8V高电平)。 5．电机霍尔元件检测到的无刷电机相位信号(正常时至少有一根霍尔线输入为4.1V，其他为0V)。 自检后的状态由LED2显示结果，以下是参照值(具体显示与单片机的程序设计有关)。 闪l停l--自检正常通过 闪2停l--欠压 闪3停l--LM358故障 闪4停1--电机霍尔信号故障
闪5停l--下管故障 闪6停l--上管故障 闪7停1--过流保护 闪8停l--刹车保护 闪9停1--手把地线断开 闪10停1--手把信号和手把电源线短路 闪l停11--上电时手把信号未复位 若自检正常通过，当转动转把时，U6根据转把输出电压的大小，将相应脉冲宽度的载波信号与三路驱动上下管的换相导通信号混合，从而达到控制无刷电机速度的目的，不同的速度对应不同的电机电流，同时行驶速度与电机换相频率成正比。 电路中，末级功率管V1和V2，V3和V4分别为无刷电机U相的上、下路驱动管；V5和V6，V7和V8分别为无刷电机V相的上、下路驱动管；V9和V10，Vll和V12分别为无刷电机W相的上、下路驱动管。U2为下管驱动IC，U4为上管驱动IC；U3、U5为上、下管R55、R56(康铜丝)串接在末级功率管的地线上，因而末级功率管的电流变化会在R55、R56上产生压降，所以由R5、R6和Ul等组成的电流检测电路可以随时检测无刷电机电流的大小，避免过流损坏电机。由R3、R73、R4、R11、C21、
电动汽车用整车控制器总体设计方案
目次 1 文档用途 (1) 2 阅读对象 (1) 3 整车控制系统设计 (1) 3.1 整车动力系统架构 (1) 3.2 整车控制系统结构 (2) 3.3 整车控制系统控制策略 (3) 4 整车控制器设计 (4) 5 整车控制器的硬件设计方案 (5) 5.1 整车控制器的硬件需求分析 (5) 5.2 整车控制器的硬件设计要求 (6) 6 整车控制器的软件设计方案 (7) 6.1 软件设计需要遵循的原则 (7) 6.2 软件程序基本要求说明 (7) 6.3 程序中需要标定的参数 (7) 7 整车控制器性能要求 (8)
整车控制系统总体设计方案 1 文档用途 此文档经评审通过后将作为整车控制系统及整车控制器开发的指导性文件。 2 阅读对象 软件设计工程师 硬件设计工程师 产品测试工程师 其他相关技术人员 3 整车控制系统设计 3.1 整车动力系统架构 如图1所示，XX6120EV纯电动客车采用永磁同步电机后置后驱架构，电机○3通过二挡机械变速箱○4和后桥○5驱动车轮。车辆的能量存储系统为化学电池（磷酸铁锂电池组○8），电池组匹配电池管理系 统（Battery Management System，简称BMS）用以监测电池状态、故障报警和估算荷电状态（State of Charge，简称SOC）等，电池组提供直流电能给电机控制器○2通过直-交变换和变频控制驱动电机运转。 整车控制器○1（Vehicle Control Unit，简称VCU）通过CAN（Control Area Network）和其它控制器联接，用以交换数据和发送指令。该车采用外置充电机传导式充电，通过车载充电插头利用直流导线联接充电 机○9，充电机接入电网。 ○1整车控制器○2电机控制器○3交流永磁同步电机○4变速箱○5驱动桥 ○6车轮○7电池管理系统○8磷酸铁锂动力电池组○9外置充电机○10电网连接插座 图1 整车动力系统架构简图