電動(dòng)車控制器主要功能特點(diǎn)及原理
電動(dòng)車控制器主要功能特點(diǎn)
電動(dòng)車控制器是用來控制電動(dòng)車電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、進(jìn)退、速度、停止以及電動(dòng)車的其它電子器件的核心控制器件，它就象是電動(dòng)車的大腦，是電動(dòng)車上重要的部件。電動(dòng)車就目前來看主要包括電動(dòng)自行車、電動(dòng)二輪摩托車、電動(dòng)三輪車、電動(dòng)三輪摩托車、電動(dòng)四輪車、電瓶車等，電動(dòng)車控制器也因?yàn)椴煌能囆投胁煌男阅芎吞攸c(diǎn);
電動(dòng)車控制器主要功能特點(diǎn)如下：
超靜音設(shè)計(jì)技術(shù)：獨(dú)特的電流控制算法，能適用于任何一款無刷電動(dòng)車電機(jī)，并且具有相當(dāng)?shù)目刂菩Ч岣吡穗妱?dòng)車控制器的普遍適應(yīng)性，使電動(dòng)車電機(jī)和控制器不再需要匹配。
恒流控制技術(shù)：電動(dòng)車控制器堵轉(zhuǎn)電流和動(dòng)態(tài)運(yùn)行電流完全一致，保證了電池的壽命，并且提高了電動(dòng)車電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
自動(dòng)識(shí)別電機(jī)模式系統(tǒng)：自動(dòng)識(shí)別電動(dòng)車電機(jī)的換向角度、霍爾相位和電機(jī)輸出相位，只要控制器的電源線、轉(zhuǎn)把線和剎車線不接錯(cuò)，就能自動(dòng)識(shí)別電機(jī)的輸入幾輸出模式，可以省去無刷電動(dòng)車電機(jī)接線的麻煩，大大降低了電動(dòng)車控制器的使用要求。
隨動(dòng)abs系統(tǒng)：具有反充電/汽車EABS剎車功能，引入了汽車級(jí)的EABS防抱死技術(shù)，達(dá)到了EABS剎車靜音、柔和的效果，不管在任何車速下保證剎車的舒適性和穩(wěn)定性，不會(huì)出現(xiàn)原來的abs在低速情況下剎車剎不住的現(xiàn)象，完全不損傷電機(jī)，減少機(jī)械制動(dòng)力和機(jī)械剎車的壓力，降低剎車噪音，大大增加了整車制動(dòng)的安全性；并且剎車、減速或下坡滑行時(shí)將EABS產(chǎn)生的能量反饋給電池，起到反充電的效果，從而對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)，延長(zhǎng)電池壽命，增加續(xù)行里程，用戶可根據(jù)自己的騎行習(xí)慣自行調(diào)整EABS剎車深度。
電機(jī)鎖系統(tǒng)：在警戒狀態(tài)下，報(bào)警時(shí)控制器將電機(jī)自動(dòng)鎖死，控制器幾乎沒有電力消耗，對(duì)電機(jī)沒有特殊要求，在電池欠壓或其他異常情況下對(duì)電動(dòng)車正常推行無任何影響。
自檢功能：分動(dòng)態(tài)自檢和靜態(tài)自檢，控制器只要在上電狀態(tài)，就會(huì)自動(dòng)檢測(cè)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(dòng)實(shí)施保護(hù)，充分保證騎行的安全，當(dāng)故障排除后控制器的保護(hù)狀態(tài)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。
反充電功能：剎車、減速或下坡滑行時(shí)將EABS產(chǎn)生的能量反饋給電池，起到反充電的效果，從而對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)，延長(zhǎng)電池壽命，增加續(xù)行里程。
堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能：自動(dòng)判斷電機(jī)在過流時(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)，如果過流時(shí)是處于運(yùn)行狀態(tài)，控制器將限流值社頂在固定值，以保持整車的驅(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，以確保控制器及電池的安全。
動(dòng)靜態(tài)缺相保護(hù)：指在電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)車電機(jī)任意一相發(fā)生斷相故障時(shí)，控制器實(shí)行保護(hù)，避免造成電機(jī)燒毀，同時(shí)保護(hù)電動(dòng)車電池、延長(zhǎng)電池壽命。
功率管動(dòng)態(tài)保護(hù)功能：控制器在動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功率管的工作情況，一旦出現(xiàn)功率管損壞的情況，控制器馬上實(shí)施保護(hù)，以防止由于連鎖反應(yīng)損壞其他的功率管后，出現(xiàn)推車比較費(fèi)力的現(xiàn)象。
防飛車功能：解決了無刷電動(dòng)車控制器由于轉(zhuǎn)把或線路鼓掌引起的飛車現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)的安全性。
1+1助力功能：用戶可自行調(diào)整采用自向助力或反向助力，實(shí)現(xiàn)了在騎行中輔以動(dòng)力，讓騎行者感覺更輕松。
巡航功能：自動(dòng)/手動(dòng)巡航功能一體化，用戶可根據(jù)需要自行選擇，8秒進(jìn)入巡航，穩(wěn)定行使速度，無須手柄控制。
模式切換功能：用戶可切換電動(dòng)模式或助力模式。
防盜報(bào)警功能：超靜音設(shè)計(jì)，引入汽車級(jí)的遙控防盜理念，防盜的穩(wěn)定性更高，在報(bào)警狀態(tài)下可鎖死電機(jī)，報(bào)警喇叭音效高達(dá)125dB以上，具有極強(qiáng)的威懾力。并具有自學(xué)習(xí)功能，遙控距離長(zhǎng)達(dá)150米不會(huì)有誤碼產(chǎn)生。
倒車功能：控制器增加了倒車功能，當(dāng)用戶在正常騎行時(shí)，倒車功能失效，當(dāng)用戶停車時(shí)，按下倒車功能鍵，可進(jìn)行輔助倒車，并且倒車速度最高不超過10km/h。
遙控功能：采用先進(jìn)的遙控技術(shù)，長(zhǎng)達(dá)256的加密算法，靈敏度多極可調(diào)，加密性能更好，并且絕無重碼現(xiàn)象發(fā)生，接大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并具有自學(xué)習(xí)功能，遙控距離長(zhǎng)達(dá)150米不會(huì)有誤碼產(chǎn)生。
高速控制：采用最新的為馬達(dá)控制設(shè)計(jì)專用的單片機(jī)，加入全心的BLDC控制算法，適用于低于6000rpm高速、中速或低速電機(jī)控制。
電機(jī)相位：60度120度電機(jī)自動(dòng)兼容，不管是60度電機(jī)還是120度電機(jī)，都可以兼容，不需要修改任何設(shè)置。
兼容功能：普通，自學(xué)習(xí)，無霍爾，36V,48V,60V全兼容。
正弦波功能：正弦波優(yōu)點(diǎn) 噪音小，大負(fù)載時(shí)震動(dòng)小。
霍爾補(bǔ)償功能：可以實(shí)現(xiàn)任意一個(gè)霍爾壞，都可以作為有霍爾使用，簡(jiǎn)單說就是真正的無霍爾零啟動(dòng)，只要電機(jī)有兩個(gè)霍爾好的都可以為有霍爾狀態(tài)，因?yàn)殡姍C(jī)在同時(shí)壞兩個(gè)霍爾的幾率很低。
一、控制器與保護(hù)功能
（一）控制器簡(jiǎn)介
簡(jiǎn)略地講控制器是由周邊器件和主芯片（或單片機(jī)）組成。周邊器件是一些功能器件，如執(zhí)行、采樣等，它們是電阻、傳感器、橋式開關(guān)電路，以及輔助單片機(jī)或?qū)Ｓ眉呻娐吠瓿煽刂七^程的器件；單片機(jī)也稱微控制器，是在一塊集成片上把存貯器、有變換信號(hào)語言的譯碼器、鋸齒波發(fā)生器和脈寬調(diào)制功能電路以及能使開關(guān)電路功率管導(dǎo)通或截止、通過方波控制功率管的的導(dǎo)通時(shí)間以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)電路、輸入輸出端口等集成在一起，而構(gòu)成的計(jì)算機(jī)片。這就是電動(dòng)自行車的智能控制器。它是以“傻瓜”面目出現(xiàn)的高技術(shù)產(chǎn)品。
控制器的設(shè)計(jì)品質(zhì)、特性、所采用的微處理器的功能、功率開關(guān)器件電路及周邊器件布局等，直接關(guān)系到整車的性能和運(yùn)行狀態(tài)，也影響控制器本身性能和效率。不同品質(zhì)的控制器，用在同一輛車上，配用同一組相同充放電狀態(tài)的電池，有時(shí)也會(huì)在續(xù)駛能力上顯示出較大差別。
（二）控制器的型式
目前，電動(dòng)自行車所采用的控制器電路原理基本相同或接近。
有刷和無刷直流電機(jī)大都采用脈寬調(diào)制的PWM控制方法調(diào)速，只是選用驅(qū)動(dòng)電路、集成電路、開關(guān)電路功率晶體管和某些相關(guān)功能上的差別。元器件和電路上的差異，構(gòu)成了控制器性能上的不大相同�？刂破鲝慕Y(jié)構(gòu)上分兩種，我們把它稱為分離式和整體式。
1、分離式 所謂分離，是指控制器主體和顯示部分分離（圖4-22、圖4-23）。后者安裝在車把上，控制器主體則隱藏在車體包廂或電動(dòng)箱內(nèi)，不露在外面。這種方式使控制器與電源、電機(jī)間連線距離縮短，車體外觀顯得簡(jiǎn)潔。
2、一體式 控制部分與顯示部分合為一體，裝在一個(gè)精致的專用塑料盒子里。盒子安裝在車把的正中，盒子的面板上開有數(shù)量不等的小孔，孔徑4~5mm，外敷透明防水膜�？變�(nèi)相應(yīng)位置設(shè)有發(fā)光二極管以指示車速、電源和電池剩余電量。
（三）控制器的保護(hù)功能
保護(hù)功能是對(duì)控制器中換相功率管、電源免過放電，以及電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，因某種故障或誤操作而導(dǎo)致的可能引起的損傷等故障出現(xiàn)時(shí)，電路根據(jù)反饋信號(hào)采取的保護(hù)措施。電動(dòng)自行車基本的保護(hù)功能和擴(kuò)展功能如下：
1、制動(dòng)斷電 電動(dòng)自行車車把上兩個(gè)鉗形制動(dòng)手把均安裝有接點(diǎn)開關(guān)。當(dāng)制動(dòng)時(shí)，開關(guān)被推押閉合或被斷開，而改變了原來的開關(guān)狀態(tài)。這個(gè)變化形成信號(hào)傳送到控制電路中，電路根據(jù)預(yù)設(shè)程序發(fā)出指令，立即切斷基極驅(qū)動(dòng)電流，使功率截止，停止供電。因而，既保護(hù)了功率管本身，又保護(hù)了電動(dòng)機(jī)，也防止了電源的浪費(fèi)。
2、欠壓保護(hù) 這里指的是電源的電壓。當(dāng)放電最后階段，在負(fù)載狀態(tài)下，電源電壓已經(jīng)接近“放電終止電壓”，控制器面板（或儀表顯示盤）即顯示電量不足，引起騎行者的注意，計(jì)劃自己的行程。當(dāng)電源電壓已經(jīng)達(dá)到放終時(shí)，電壓取樣電阻將分流信息饋入比較器，保護(hù)電路即按預(yù)先設(shè)定的程序發(fā)出指令，切斷電流以保護(hù)電子器件和電源。
3、過流保護(hù) 電流超限對(duì)電機(jī)和電路一系列元器件都可能造成損傷，甚至燒毀，這是絕對(duì)應(yīng)當(dāng)避免的。控制電路中，必須具備這種過電流的保護(hù)功能，在過流時(shí)經(jīng)過一定的延時(shí)即切斷電流。
4、過載保護(hù) 過載保護(hù)和過電流保護(hù)是相同的，載重超限必然引起電流超限。電動(dòng)自行車說明書上都特別注明載重能力，但有的騎行者或未注意這一點(diǎn)，或抱著試一下的心理故意超載。如果沒有這種保護(hù)功能，不一定在哪個(gè)環(huán)節(jié)上引起損傷，但首當(dāng)其沖的就是開關(guān)功率管，只要無刷控制器功率管燒毀一只，變成兩相供電后電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)即變得無力，騎行者立即可以感覺到脈動(dòng)異常；若繼續(xù)騎行，接著就燒毀第2個(gè)、第3個(gè)功率管。有兩相功率管不工作，電動(dòng)機(jī)即停止運(yùn)行，有刷電機(jī)則失去控制功能。因此，由過載引起的過電流是很危險(xiǎn)的。但只要有過電流保護(hù)，載重超限后電路自動(dòng)切斷電源，因超載而引起的一系列后果都可以避免。
5、欠速保護(hù) 仍然屬于過流保護(hù)范疇，是為不具備0速起步功能的無刷控制系統(tǒng)而設(shè)置，
6、限速保護(hù) 是助力型電動(dòng)自行車獨(dú)有的設(shè)計(jì)控制程序。車速超過某一預(yù)定值時(shí)，電路停止供電不予助力。對(duì)電動(dòng)型電動(dòng)自行車而言，統(tǒng)一規(guī)定車速為20km/h，車用電動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，額定轉(zhuǎn)速就已經(jīng)設(shè)定好了，控制電路也已經(jīng)設(shè)好。電動(dòng)自行車只能在不超過這個(gè)速度狀態(tài)下運(yùn)行。
控制器的位置不會(huì)影響到性能，主要視設(shè)計(jì)者的意圖。
但有幾項(xiàng)原則：
（1）在運(yùn)行操作允許時(shí)；
（2）在整體布置允許時(shí)；
（3）在線路布設(shè)要求時(shí)；
（4）在配套設(shè)施要求時(shí)