电动汽车电机控制器方案设计说明书
1 引言
随着常规能源的日益减少和环境污染的日益严重，世界各国的环保意识逐渐增强，电动汽车以其零排放的优点受到世界各国的重视，并成为未来车辆的一个发展趋势。
传统的电动汽车多采用直流电机，其中最多的是有刷他励直流电机，因为存在电刷，导致电机的寿命和效率降低，目前比较新的无刷直流电机，这种电机寿长，效率比较高，但是因为位置传感器的安装精度不够导致控制效果不是很好和寿命短的问题。无速度传感低压交流驱动器，比传统的直流系统相比。
目前研究比较多的是交流异步电机及其控制器，与直流电机相比，交流异步电机具有效率高，相同功率等级下成本低等优点，交流系统低速恒转矩模式有效攻克了直流无刷启动力矩不足的问题。高速恒功率模式使整机效率更加优越。
随着交流电机控制算法的日益完善，其控制性能可以和直流电机相媲美，交流异步电机在电动汽车上的广泛应用成为发展趋势。
本系统采用无速度传感器矢量控制策略，提高电机工作效率，采用SVPWM技术，提高电压利用率，并减少谐波干扰，并克服了传统直流系统电动车启动力矩不足的缺点。
2 硬件总体说明
系统总共分为三块电路板叠成立体方式实现。
2.1功率变化电路总体说明
2.1.1 功能介绍
此功率电路采用三相相移120度
2.1.2 理论依据
ACI3_1的简易系统图如图1所示：
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图1 ACI3_1的简易系统图
图1所示为三相感应电机驱动的完整系统图。使用了一个三相电压源逆变器来控制三相感应电机，DSP输出六路PWM信号控制逆变器的六个MOSFET的通断，从而控制电机电压。还有一个捕获输入脚用来捕获电机速度传感器的输出以测量电机转速，但在实际调试时没有使用速度传感器，所以没有速度反馈，整个系统是一个开环系统。
感应电机的等效电路如图2所示：
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图2 感应电机的等效电路
在V/Hz控制中，感应电动机的转速由可调节的定子电压大小和对应的频率大小一起控制，其中磁通量在固定状态总是保持预期值。
假设定子电阻(Rs)为0，产生气隙磁通的磁化电流近似等于定子电压与频率比。它们的矢量关系式(for steady-state 分析) 为：电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪
如果感应电动机运行在线性磁场区域，则Lm是不变的。那么，等式(1)可以在数值方面被简化为：电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪
由此推出关系式：电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪
为了保持电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪不变，电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪的比值在不同的转速也要不变。当转速增大时，为了保持电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪的比值不变，则定子电压必须要按比例增大。然而，频率（或同步转速）不是真正的转速，因为存在转差s。在空载时，s很小，转速接近同步转速。因此，简单的开环恒压频比控制系统不能精确地控制存在负载转矩的转速，需要加入速度传感器。
在实际中，定子电压与频率的比率通常基于这些变量的额定值。V/Hz典型轮廓曲线如图3所示。主要地，V/Hz特性曲线有三个转速范围，如下图所示，其中电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪为截止频率，电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪为额定频率，电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪为定子电压，电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪为定子额定电压：
在0-电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪时，定子电阻压降不能被忽略，需通过增加Vs来补偿。所以，V/Hz 特性曲线是非线性的。我们可以从Rs ≠0的稳态等效电路中解析计算出截止频率(fc)和适当的定子电压。
在电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪-电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪（基频）时，则遵循V/Hz不变关系。图上的斜度代表了等式（2）中的气隙磁通量。
在大于电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪（基频）Hz时, 为了避免定子绕组绝缘击穿，定子电压必须最多只能等于额定值，所以不能继续保持Vs/f比率不变。于是，导致气隙磁通将会减少，不可避免地引起转矩相应地降低。这区域通常被称为弱磁升速区，电机在此区域为恒功率运行。
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2.1.3 系统框图
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系统原理框图
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系统程序框图
2.1.4 程序流程图
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2.2 ACI3_4（无速度传感器矢量控制程序）总体说明
2.2.1 功能介绍
系统采用无速度传感器矢量控制技术驱动异步电机转动。通过加速踏板给定转矩，带大负载时踏板踩下角度大，控制器输出转矩大，相反带小负载时踏板踩下角度大，控制器输出转矩小。
无速度传感器矢量控制系统动态性能好，效率高，是目前异步电机控制领域中技术最先进的控制方法。
2.2.2 理论依据
理论上，感应电机的磁场定向控制有两种，直接磁场定向和间接磁场定向，用来定向的磁场可以是转子磁场、定子磁场和气隙磁场。在间接磁场定向控制中需要通过估计或计算转子转速来估计转差率s，进而计算同步转速，而没有磁通估计。直接磁场定向控制中，同步转速根据磁通角进行计算，磁通角可以根据磁通估计或磁通传感器测量得到。系统的关键模块是磁通评估器。
交流电机直接转子磁场定向控制的基础是将总磁场定向在以同步速度旋转的d轴上，这样电磁转矩和磁通可以分别由同步旋转坐标系中定子电流的d轴分量和q轴分量独立控制。如下图所示：
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转子磁场定向控制中的定子电流和转子磁通向量
2.2.3 系统框图
控制系统整体结构图如下，使用六路PWM信号控制三相逆变器的六个MOSFET，三项逆
变器将48V直流电逆变成三相正弦交流电，驱动异步电机旋转。采用三个AD采样通道分别采样A、B相电流和母线电压，作为反馈量估算转子磁通角和转子转速并调节PWM占空比。
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原理框图如下图所示：
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直接转子磁场定向系统原理框图
系统程序模块框图如下如所示：
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系统程序框图
2.2.4 程序流程图
3 软件模块说明
3.1 ACI_FE
该模块是一个是基于反电动势反向逼近积分的三相感应电机的磁通评估器，该模块可以同时产生转子角，通过积分补偿器引入补偿电压以减小纯积分器和定子电阻测量的误差，因此，磁通估计器可以在很大的转速范围内工作，即使是转速很低的情况。
模块的输入输出量如下图所示：
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该模块涉及的文件有：
C 文件：aci_fe.c，aci_fe.h
IQmath库文件：IQmathLib.h，IQmath.lib
使用的变量描述：
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磁通估计器的整体框图如下：
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在静止坐标系中转子磁链主要是通过对电压型中的反电动势积分得到的。通过使用积分补偿器提供补偿电压，可以对纯积分器和定子电阻测量的误差进行处理。
程序流程图如下：
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3.2 ACI_SE
模块作用：
这个软件模块是基于数学模型的三相感应电机的速度评估器，该评估器的精度依赖于电机的关键参数。
模块的输入输出量如下：
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C文件：aci_se.c，aci_se.h
IQmath库文件：IQmathLib.h，IQmath.lib
所使用的变量描述：
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模块原理
开环速度评估器是基于静止坐标系中的感应电机的机械方程，精确的机械参数是必不可少的，否则将会产生稳态转速误差，但是，这个评估器的结构与其他高级技术相比更加简单。
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正反转时的转子磁通角波形
程序流程图如下图所示：
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3.3 CLARK
? 作用：将两相电流值由三相abc坐标系转换到两相静止电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪坐标系。
? 模块的输入输出量如下图所示：
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? C V ersion File Names：clarke.c，clarke.h
? IQmath library files for C：IQmathLib.h，IQmath.lib
? 变量定义
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3.4 FC_PWM_DRV
? 作用：根据占空比产生空间矢量PWM输出。
? C V ersion File Names：f281xpwm.c，f281xpwm.h (for x281x)
f280xpwm.c，f280xpwm.h (for x280x)
? IQmath library files for C：N/A
? 变量定义
结构体变量PWMGEN定义如下：
typedef struct { Uint16 PeriodMax; // Parameter：PWM Half-Period in CPU clock cycles (Q0)
int16 MfuncPeriod; // Input：Period scaler (Q15)
int16 MfuncC1; // Input：PWM 1&2 Duty cycle ratio (Q15)
int16 MfuncC2; // Input：PWM 3&4 Duty cycle ratio (Q15)
int16 MfuncC3; // Input：PWM 5&6 Duty cycle ratio (Q15)
void (*init)(); // Pointer to the init function
void (*update)(); // Pointer to the update function
} PWMGEN;
typedef PWMGEN *PWMGEN_handle;
? 各个变量的数据格式
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3.5 I_PARK
? 作用：将电压由d-q旋转坐标系变换到电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪旋转坐标系。
? 该模块的输入和输出变量如下图所示：
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? C V ersion File Names：ipark.c，ipark.h
? IQmath library files for C：IQmathLib.h，IQmath.lib
? 变量定义
结构体变量IPARK定义如下：
typedef struct { _iq Alpha; // Output：stationary d-axis stator variable
_iq Beta; // Output：stationary q-axis stator variable
_iq Angle; // Input：rotating angle (pu)
_iq Ds; // Input：rotating d-axis stator variable
_iq Qs; // Input：rotating q-axis stator variable
void (*calc)(); // Pointer to calculation function
} IPARK;
typedef IPARK *IPARK_handle;
? 变量类型如下：
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3.6 ILEG2_DCBUS_DRV
? 作用：这个模块同时进行三通道的AD转换，转换过程中使用了可以编程设置的增益（gain）和偏置（offset）。AD转换由EPWM1 CNT_zero（定时器为0）事件启动。转换结果表示两个相电流和母线电压。使用的是GP Timer 1
? 模块的输入输出量如下图所示：
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? C V ersion File Names：f281xileg_vdc.c，f281xileg_vdc.h (for x281x)
f280xileg_vdc.c，f280xileg_vdc.h (for x280x)
? IQmath library files for C：N/A
? 变量定义
结构体变量ILEG2DCBUSMEAS定义如下：
typedef struct { int16 ImeasAGain; // Parameter：gain for Ia (Q13)
int16 ImeasAOffset; // Parameter：offset for Ia (Q15)
int16 ImeasA; // Output：measured Ia (Q15)
int16 ImeasBGain; // Parameter：gain for Ib (Q13)
int16 ImeasBOffset; // Parameter：offset for Ib (Q15)
int16 ImeasB; // Output：measured Ib (Q15)
int16 VdcMeasGain; // Parameter：gain for Vdc (Q13)
int16 VdcMeasOffset; // Parameter：offset for Vdc (Q15)
int16 VdcMeas; // Output：measured Vdc (Q15)
int16 ImeasC; // Output：computed Ic (Q15)
Uint16 ChSelect; // Parameter：ADC channel selection
void (*init)(); // Pointer to the init function
void (*read)(); // Pointer to the read function
} ILEG2DCBUSMEAS;
typedef ILEG2DCBUSMEAS *ILEG2DCBUSMEAS_handle;
? 变量数据格式如下：
电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪程序流程图如下：
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3.7 PARK
? 作用：将变量由两相静止坐标系转换到两相旋转坐标系。
? 输入输出量如下图所示：
电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪? C V ersion File Names：park.c，park.h
? IQmath library files for C：IQmathLib.h，IQmath.lib
? 变量定义
结构体变量PARK定义如下：
typedef struct { _iq Alpha; // Input：stationary d-axis stator variable _iq Beta; // Input：stationary q-axis stator variable
_iq Angle; // Input：rotating angle (pu)
_iq Ds; // Output：rotating d-axis stator variable
_iq Qs; // Output：rotating q-axis stator variable
void (*calc)(); // Pointer to calculation function
} PARK;
typedef PARK *PARK_handle;
变量数据格式如下：
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3.8 PID_REG3
? 作用：该模块用为32位带抗积分饱和功能的数字PID控制器，可以单独配置为PI或PD 控制器，使用了逐渐逼近的方法。
? 输入输出量：
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? C V ersion File Names：pid_reg3.c，pid_reg3.h
? IQmath library files for C：IQmathLib.h，IQmath.lib
? 变量定义：
结构体变量PID_REG3定义如下：
typedef struct { _iq Ref; // Input：Reference input
_iq Fdb; // Input：Feedback input
_iq Err; // Variable：Error
_iq Kp; // Parameter：Proportional gain
_iq Up; // Variable：Proportional output
_iq Ui; // Variable：Integral output
_iq Ud; // Variable：Derivative output
_iq OutPreSat; // Variable：Pre-saturated output
_iq OutMax; // Parameter：Maximum output
_iq OutMin; // Parameter：Minimum output
_iq Out; // Output：PID output
_iq SatErr; // Variable：Saturated difference
_iq Ki; // Parameter：Integral gain
_iq Kc; // Parameter：Integral correction gain
_iq Kd; // Parameter：Derivative gain
_iq Up1; // History：Previous proportional output
void (*calc)(); // Pointer to calculation function
} PIDREG3;
typedef PIDREG3 *PIDREG3_handle;
数据格式：
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? PID原理和实现方法：
PID控制系统框图如下：
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其中：电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪
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u(t)是PID的输出
upresat(t)是饱和之前的输出
e(t)是参考量和反馈量之差
Kp是比例系数
Ti积分时间（或复位时间）
Td是微分系数
Kc是积分补偿系数
将上述方程使用反向逼近的方法来离散化，则方程变为如下形式：
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电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪
定义
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则
电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪
其中T是采样周期。
软件流程图如下图所示：
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3.9 SVGEN_DQ（SVPWM模块）
? 作用：
这个模块用来计算合适的占空比，该占空比用于产生一个使用空间矢量PWM技术的给定定子参考电压。定子参考电压由电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪来描述，即Ualpha和Ubeta。
? 这个模块的输入输入变量如下图所示：
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? C V ersion File Names：svgen_dq.c，svgen_dq.h
? IQmath library files for C：IQmathLib.h，IQmath.lib
? 变量定义
结构体SVGENDQ定义如下：
typedef struct { _iq Ualpha; // Input：reference alpha-axis phase voltage
_iq Ubeta; // Input：reference beta-axis phase voltage
_iq Ta; // Output：reference phase-a switching function
_iq Tb; // Output：reference phase-b switching function
_iq Tc; // Output：reference phase-c switching function
void (*calc)(); // Pointer to calculation function
} SVGENDQ;
typedef SVGENDQ *SVGENDQ_handle;
? 各变量的数据格式
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? 软件流程图如下
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? 模块原理：
三相电压逆变器如下图所示：
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空间矢量PWM用来按照一定的顺序驱动三个上桥臂的MOSFET导通，每相的下桥臂和同一相的上桥臂相反，中间有个死区时间，最终在定子绕组中产生近似的正弦波电流，并在定子绕组中产生旋转磁场。
系统等效电路如下图所示：
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开关管导通顺序和对应线电压和相电压之间的关系如下：
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对应电压关系：
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用矩阵形式表示如下：
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空间矢量的6个60°扇区如下图所示，其中的矢量为基础空间矢量。
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电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪、电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪分别代表电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪和电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪的电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪和电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪分量之和，表达式如下：
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其中T1、T3分别是U0、U60的持续作用时间，T0是空矢量的持续时间。这些时间可以使用下面的方法计算：
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因为U0=U60=电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪，所以有如下
关系：
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在U0和U60之间时，t1和t2计算如下，T1、T3分别为U0和U120作用的时间。
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在U60和U120之间时，t1和t2计算如下，T2、T3分别为U60和U120作用的时间。
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如果定义X、Y、Z如下：
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在不同区间时t1和t2与X、Y、Z之间的对应关系如下：
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通过CLARK逆变换，得到电压Vref1、Vref2、Vref3如下：
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定子参考电压的电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪分量如下：电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- ZZ - 狂风悟浪
电压Vref1、Vref2、Vref3如下
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如果Vref1 > 0，则a=1，否则a=0
如果Vref2 > 0，则b=1，否则b=0
如果Vref3 > 0，则c=1，否则c=0
可变区间的定义为：sector = 4?c+2?b+a
三个相电压关系如下：
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空间矢量PWM模块被分成以下几个部分：
l 划分区间
l 计算X、Y和Z
l 计算t1和t2
l 决定占空比taon、tbon和tcon
l 将占空比传给Ta、Tb和Tc
占空比计算如下：
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3.10 CAN通信和液晶显示程序
采用CAN通信将要显示的数据送到液晶显示屏进行显示。
程序流程图如下图所示：
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3.11 方向控制程序
按键程序，通过判断两个按键的情况来选择正转、反转。状态如下：状态
正转开关
反转开关
不输出
反转
1
正转
1
不输出
1
1
程序流程图如下图所示：
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4 软件调试说明
4.1 ACI3_1（恒压频比控制程序）调试说明
系统可以调节的变量和作用列表表示如下：
变量名
名称
作用
SpeedRef
速度给定
-1~1
改变电机工作
ISR_FREQUENCY
中断频率
0~20KHz
改变PWM频率和主中断频率
P
电机极数
根据电机决定
影响控制器工作性能
BASE_FREQ
电机额定频率
根据电机决定
决定电机的工作频率
4.2 ACI3_4（无速度传感器矢量控制程序）调试说明系统可以调节的变量和作用列表表示如下：
名称
范围
作用
IdRef
磁通给定
-1~1
决定磁通给定值的大小IqRef
转矩给定
-1~1
决定转矩给定值的大小open
开环标志
0、1
1速度开环，0速度闭环pid1_id
Id的pid结构体
-1~1
改变Id的PID参数
pid1_iq
Iq的pid结构体
改变Iq的PID参数
ilg2_vdc1
AD采样结构体
-1~1
改变AD通道个数、AD通道转换顺序、偏移量大小ISR_FREQUENCY
中断频率
0~20KHz
改变PWM频率和主中断频率
RS、RR、LS、LR、LM、P
电机参数
根据电机决定
决定控制器控制性能
BASE_VOLTAGE
电机额定电压
48
决定控制器控制性能
BASE_CURRENT
电机额定电流
根据电机决定
决定控制器控制性能
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□□□□□□
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.
电动车控制器接线说明 高标智能无刷电动车控制器接线说明如下： 1．电源输入 粗红色线为电源正端，黑色线为电源负端，细橙色线为电门锁2．电机相位（A、B、C输出） 粗黄色线为A ，粗绿色线为B ，粗蓝色线为C 3．转把信号输入 细红色线为+5V电源细绿色为手柄信号输入细黑色线为接地线 4．电机霍耳（A、B、C输入）
细红色线为+5V电源细黑色线为接地线。细黄色线为 A ，细绿色线为 B，细蓝色线为 C 5．刹车 细黄色线为机械刹（高电平刹车：+12V），细棕色线为接地线（低电平刹车） 6．转把线 细红色线为转把+5V电源，细黑色线为转把接地线，细绿色线为转把信号输入 7．仪表：细绿色线 8．三档开关： 细白色线高速转换，细黑色线地线，细黄色线高速转换/轻触按钮 9．限速：细灰色线 10．自学习开关线：细灰 高标智能型无刷电动车控制器使用方法和注意事项： 1、在接线前先切断电源，按接线图所示连接各根导线； 2、高标控制器虽然防水、抗震，但控制器做好还是安装在通风、防水、防震部位。 3、控制器限速控制插头应放置容易操作的地方。 4、控制器接插件应接插到位，禁止将控制器电源正负极反接（即严禁粗红、细橙和粗黑；细红和细黑接反）。 5、电机模式自动识别：正确接好电动车控制器的电源、转把、刹把等线束，,将电机识别模式开关线（细灰）短接，打开电门锁，使电机进入自动识别状态，若电机反转则按一下刹车即可使电机正向转动，在控制器识别电机模式10秒后将电机识别模式开关线（细灰）直接断开即可完成电机模式自动识别。 6、1+1助力方向调整：在通电状态，将调速电阻从最大值调到最小值，再回到原始状态后，可将1+1助力的方向从正向模式切换到反向模式，再调整一次可从反向模式切换到正向模式，并将最终的模式存入单片机。
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
2011-2012德州仪器C2000及MCU创新设计大赛 项目报告 题目：基于TMS320F28035电动汽车用电机控制器 学校：重庆大学 组别：专业组 应用类别：先进控制类 平台： C2000 题目：基于TMS320F28035电动汽车电机控制器 摘要：21世纪，纯电动汽车已经成为了解决燃油车辆带来的能源和环境问题的 最有希望的方案之一。而电动汽车电机控制器又是纯电动汽车的核心部分。本设 计以TI公司的TMS320F28035为控制核心，设计了一款用于电动汽车的低压电机 控制器，采用先进的弱磁控制算法和效率优化策略，实现了电机在整个运行范围 内输出最大转矩和达到较高的效率。 Abstract：ELECTRIC vehicles (EV) are seen as a possible step towards the solution of the pollution problem in urban environment. And the motor controller is core of the electric vehicle. Based on TMS320F28035 ,we design a motor controller used in low voltage EV. With the advanced control
scheme ,we can get the maximum torque in the whole speed range and the maximum efficiency. 1引言 1.1系统设计的背景 20世纪90年代以来，汽车作为人类最重要的代步和交通工具，在全球范围内得到蓬勃快速发展。其实世界汽车工业总共发展了100多年，已经成为世界上许多国家的支柱产业，在人类经济生活和生产中发挥着举足轻重的作用。进入21世纪，在今后的50年里，全球人口将从60亿增加到100亿，汽车的数量将从7亿增加到25亿。如果这些车辆使用内燃机的话，他们所需要的石油将不可估量，它们所排出的尾气将无法处理，它们将对我们的环境造成巨大的伤害。这些问题迫使人们去寻找21世纪可持续发展的道路交通工具。另外，由于能源资源日益消耗，迫使人们重新考虑未来汽车的动力来源，世界各国都竞相积极地研制新能源汽车，从而来替代燃料汽车。由于新能源汽车清洁无污染，能源形式多样并且能量比重高，结构简单而且维护方便，是21世纪最有发展潜力的汽车。 近二十多年来，西方工业发达国家政府把电动汽车的研究开发看作解决环境问题和能源问题的一种有效手段，在经济上给予大力支持。美国政府至今已出资数百亿美元支持汽车厂商和相关厂商进行电动汽车技术的开发研究。美国三大汽车公司1991年联合成立了美国先进电池联合体，投入了4.5亿美元，其中政府拨款2.25亿美元，共同开发镍镉、镍氢、锌空气电池、燃科电池等各种高性能蓄电池。日、法、德等国各大公司也投入巨资研究开发高性能电池。在电动汽车整车研究开发方面，至90年代末期，国外大汽车公司已开发生产了100多种型号的纯电动汽车、燃料电动汽车和混合动力汽车(表1)。其中，已有10多种纯电动汽车车型投入商业化生产；近年来，燃料电池电动汽车成为新的开发热点，美国计划到2010年市场上燃料电池汽车占市场4%份额，达到60万辆，日本政
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
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、
电动汽车电机控制器 一、电机控制器的概述 根据GB/T18488.1-2001《电动汽车用电机及其控制器技术条件》对电机控制器的定义，电机控制器就是控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置、是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成。 电机、驱动器和电机控制器作为电动汽车的主要部件,在电动汽车整车系统中起着非常重要的作用,其相关领域的研究具有重要的理论意义和现实意义。 二、电机控制器的原理 图1汽车电机控制器原理图 电机控制器作为整个制动系统的控制中心，它由逆变器和控制器两部分组成。逆变器接收电池输送过来的直流电电能，逆变成三相交流电给汽车电机提供电源。控制器接受电机转速等信号反馈到仪表，当发生制动或者加速行为时，控制器控制变频器频率的升降，从而达到加速或者减速的目的。 三、电机控制器的分类 1、直流电机驱动系统 电机控制器一般采用脉宽调制(PWM)斩波控制方式，控制技术简单、成熟、成本低，但效率低、体积大等缺点。 2、交流感应电机驱动系统 电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频调速方式实现电机调速，采用矢量控制或直接转矩控制策略实现电机转矩控制的快速响应。 3、交流永磁电机驱动系统 包括正弦波永磁同步电机驱动系统和梯形波无刷直流电机驱动系统，其中正弦波永磁同步电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频调速方式实现电机调速；梯形波无刷直流电机控制通常采用“弱磁调速”方式实现电机的控制。由于正弦波永磁同步电机驱动系统低速转矩脉动小且高速恒功率区调速更稳定，因此比梯形波无刷直流电机驰动系统具有更好的应用前景。
4、开关磁阻电机驱动系统 开关磁阻电机驱动系统的电机控制一般采用模糊滑模控制方法。目前纯电动汽车所用电机均为永磁同步电机，交流永磁电机采用稀土永磁体励磁，与感应电机相比不需要励磁电路，具有效率高、功率密度大、控制精度高、转矩脉动小等特点。 四、电动控制器的相关术语 1、额定功率：在额定条件下的输出功率。 2、峰值功率：在规定的持续时间内，电机允许的最大输出功率。 3、额定转速：额定功率下电机的转速。 4、最高工作转速：相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。 5、额定转矩：电机在额定功率和额定转速下的输出转矩。 6、峰值转矩：电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩。 7、电机及控制器整体效率：电机转轴输出功率除以控制器输入功率再乘以100%。
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，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。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
电动车充电站设立方案 为了活跃梅子湖商业步行街商业气氛，同时解决小区住宅部分业主电单车充电难题，解决私拉电线这一重大安全隐患，根据公司领导指示，计划在小区原有两个电单车充电站的基础上，再建设部分充电站，已满足小区需要；由此，经过现场勘查、本地走访及网上询价，特向公司领导提出方案如下。 一、充电站建设数量及位置（数量及位置附图） 1、1对10口充电站7个； 位置分别位于： 9栋靠河道一侧临近人防地下室出口处一个，10栋一、二单元门口各一个、11栋一单元门口一个、12栋一、二单元门口各一个、12栋二单元与2栋一单元结合部一个。 2、1对20口充电站4个； 位置分别位于： 9栋靠旅游环线一侧绿化花池两个，11栋二单元单元口一个，5栋二单元门口1个。 3、9栋靠旅游环线一侧绿化花池旁设立单车棚一个。 二、报价、施工及合作方式 1、本地报价（品牌名称：小斑马） 充电站报价
安装辅材报价 2、网络采购 （自行采购辅材安装） 三、小斑马充电站合作方式 小斑马充电站由本地物业企业（普洱佳和物业服务有限公司）代理品牌，一种合作模式为独立采购安装，我公司付采购费用，后期收益归我公司所有；另一种合作模式为我公司提供场地，后期收益分成的模式（详见合作协议书）。
四、优劣势分析 1、安装小斑马优势分析 优势 （1）本地企业安装，后期维护、升级便利，为公司省去后期维护费用； （2）扫码支付，可以出去管理中间环节，杜绝了操作人员灰色收入。劣势 （1）采购成本较高； （2）如采用分成模式，公司收益将会大大降低。 2、网购品牌优劣势分析 优势 （1）采购成本低； （2）安装后收益贵公司所有，收益较为丰厚。 劣势 （1）后期需自行维护，可能导致维护困难或成本、周期过长； （2）产品稳定性不一定可靠，有可能导致维权困难。
电动汽车驱动电机与电机控制器国内外发展现状 1、国外驱动电机在新能源汽车上的应用 电机方面： 全球范围看，有刷直流电机、一般同步电机、感应电机与有刷磁铁电机商品化历史最长，产品更新换代不断，迄今还在应用。上世纪80 年代开始进入商品化的表面永磁同步电机与1990 年代以来研制开发的开关磁阻电机、内置式永磁同步电机以及最新的同步磁阻电机相继进入市场，并在电动汽车与混合动力汽车上获得应用。 根据电动汽车、混合动力车车型的开发应用年代，日本的产业水平与市场偏好，成本核算等方面考虑，先采用感应电机，而近几年来在批量生产的日本电动汽车车型上以采用永磁同步电机为主流。 近年来美、欧开发的电动汽车多采用交流感应电机。其主要优点是价格较低，性能可靠；缺点是起动转矩小。日本近年来问世的电动汽车与新型混合动力车大多采用永磁电机。其主要优点是效率比交流感应电机高，但价格较贵。永磁材料耐热温度低于120℃，而开关磁阻电机(SRM：Switched Reluctance Motor)结构新型、简单、起动性能好，无大的冲击电流，但噪声大。 驱动电机系统的驱动方式与控制方面： 车辆的电机驱动系统的驱动方式可分为集中驱动与车轮独立驱动。集中驱动结构简单，可以沿用内燃机汽车的部分传动装置，是目前应用最多的电驱动方式，容易处理电机冷却、防振以及电磁干扰等问题。但是集中驱动传动系统复杂、传动效率低，不能对两侧驱动轮转矩进行单独控制，影响车辆的操纵稳定性。 车轮独立驱动的范例是三菱汽车公司应用开发的轮毂电机电动汽车，和日产汽车公司开发的轮毂电机电动汽车。 车轮独立驱动的优点是简化传动系统，布置方便；由于每个电机可以单独控制，能实现车轮驱动力的单独调节和施加横摆力矩控制，容易实现车辆底盘系统的电子控制，改善车辆驱动性能和行驶性能。但轮毂电机驱动系统会使车轮质量过大，对于整车动力性能造成影响，还可能带来其它问题，如电机散热、防水、防尘难度大等。 正因为上述问题，三菱在推出新一代电动汽车“iMiEV”时，不再采用轮毂电机，仍采用集中驱动系统，驱动电机采用永磁电机。 至于电机驱动系统的控制，涉及到电压波形与调制率控制、矩形波电压相位控制、直流电流失调反馈(DC offset feedback)控制，与可变电压系统控制。此外，在电机控制的硬件方面，例如混合动力车用电机控制在100us 程度的抽样周期中必须进行多项控制计算，再加上保险失效处理功能(fail safe)，其编制程序极其繁复。 从驱动系统的实际应用中，因为仍以传统的集中驱动方式作为主流，而永磁电机由于其优点突出，在日本纯电动汽车与混合动力车上得到更多应用。而从成本角度来看，采用集中驱动可以尽可能沿用基型车的车身和悬架而降低成本，往往比采用轮毂电机驱动系统成本低。而iMiEV 纯电动车采用传统的集中驱动系统，即驱动方式通过减速器、差速器、驱动轴把电机输出扭矩传递到左右车轮，驱动车辆行驶。 2、国内驱动电机行业现状 电机业中的小行业、但制造门槛高 作为电机行业的细分领域，电动汽车驱动电机是一个小行业。主要是由于市场处于起步