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　　电动自行车把握器的技术原理解析来自:互联网 2010年12月28日 作者:佚名 评论(0)

　　现代电动自行车技术的进展已使把握器远远超越了传统的单一驱动把握功能,成为了电动自行车的能量管理与把握中心,这是保障电动自行车平安行驶、舒适骑行、获得高动力性能与经济、节能的核心与关键。它对各种工作状态信息进行采样、比较与分析并转换为一系列把握或爱护指令,自动监控电机和把握电路使电动自行车得以平安牢靠运行。电机的把握系统性能与质量的优劣将打算电动自行车的动力性能、驾驶性能和平安性能。

　　电动自行车把握器的产品日新月异,技术突飞猛进,但电动自行车行业里人们的认知水平参差不齐,为普及电动自行车把握器的学问和提高这一门类科技水平,在这里,我们从基本把握原理到由单片机(MCU)把握构成的智能化系统做相应的介绍。

　　为了说明原理,我们将电动自行车电机(有刷、无刷)的主控回路等效为简洁的电机把握电路如下图1-1加以说明:

　　依据电机的工作特性,转变电枢电压,就能转变电机的转速,由于电动自行车的电池电压基本上是固定的,若想实现速度的调整,那么就必需想方法对施加电机的电枢电压进行调控变换;同时,电动自行车在使用中遇到堵转、上坡等实际状况时,它的工作电流会格外大,从等效电路可以看出,,但假如按电源电压48V计算,其电流值I=U/R=48V=120A,这么大的电流,它的危害可想而知:对电机自身易烧毁绕组,对整车易烧毁主回路导线,同时易造成电池过放电,使电池损毁等致命问题。

　　如何解决在电池供电条件下实现电机速度的调整?如何对电流进行操控?这是本章引入的主题,也是我们要阐述电动自行车把握系统的基本原理。

　　我们知道,电机为电感性负载,电感又是个储能元件,电感线圈在突然断电时,会产生泵升电压,即反电势,那么就可将其看作为可变电压源。这样我们就可以将电动自行车所使用的永磁电机主控回路等效为如下图1-2电路,进行剖析:

　　那么,依据以上等效电路,我们就可以找出它的计算方法,假如对电机外施加电压U,其电压方程式为:U=E+IR+L公式(1-1)

　　这几个公式的物理意义:反电势E可以看作为可变电压源,它和电机转速成正比关系;电磁转矩T与电枢电流I也成正比关系;电枢内阻R(通常很小),在电机起动和堵转时有肯定的限流作用;电枢电感L对动态性能有影响,当电枢以断续供电时,对电流脉动起平滑滤波作用,电流的上下波动很小,其转矩的波动也很小。如下图1-3所示。

　　基于这样的特性,在电池电压基本恒定的条件下,接受断续供电的方法,转变电机供电电压的平均值,来把握电机速度、电流的大小,认知和把握这一规律,实质上是我们在以下章节中叙述的重点概念PWM(PulseWidthModulation,简称PWM)脉宽调制把握机理,即:在所需的时间内,将直流电压调制成等幅不等宽的系列电压脉冲,以达到把握频率、电压、电流的目的。电动自行车把握器是借助PWM电路来把握电机输出功率的,实现开关调制作用的是高频开关功率器件MOS管,用它来做执行高频斩波断续供电的开关,从而有效地解决了电机的速度和电流的操控性。

　　这种把握方式很简洁通过单片机得以实现,因此无论是有刷电机还是无刷直流电机,它的把握系统均能实现PWM把握,从而为电机的把握数字化供应了契机。

　　[提要]把握器的设计品质、特性、所接受的微处理器的功能、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,也影响把握器本身性能和效率。

　　车用电机把握器近年来的进展速度之快,使人难以想象,操作上越来越“傻瓜”化,而显示则越来越简单化。比如,车速的把握已经进展到“巡航锁定”;驱动方面,有的同时具有电动性能和助力功能,假如转换到助力状态,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。这期本刊开头给您叙述把握器的学问,让您对把握器有一个更全面的了解。

　　简略地讲把握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,以及帮助单片机或专用集成电路完成把握过程的器件;单片机也称微把握器,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、通过方波把握功率管的的导通时间以把握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把握器。它是以“傻瓜”面目消灭的高技术产品。

　　把握器的设计品质、特性、所接受的微处理器的功能、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,也影响把握器本身性能和效率。不同品质的把握器,用在同一辆车上,配用同一组相同充放电状态的电池,有时也会在续驶力量上显示出较大差别。

　　有刷和无刷直流电机大都接受脉宽调制的PWM把握方法调速,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,构成了把握器性能上的不大相同。把握器从结构上分两种,我们把它称为分别式和整体式。

　　1、分别式所谓分别,是指把握器主体和显示部分分别。后者安装在车把上,把握器主体则隐蔽在车体包厢或电动箱内,不露在外面。这种方式使把握器与电源、电机间连线距离缩短,车体外观显得简洁。

　　2、一体式把握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,外敷透亮     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。

　　爱护功能是对把握器中换相功率管、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消灭时,电路依据反馈信号实行的爱护措施。电动自行车基本的爱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,而转变了原来的开关状态。这个变化形成信号传送到把握电路中,电路依据预设程序发出指令,马上切断基极驱动电流,使功率截止,停止供电。因而,既爱护了功率管本身,又爱护了电动机,也防止了电源的铺张。

　　2、欠压爱护这里指的是电源的电压。当放电最终阶段,在负载状态下,电源电压已经接近“放电终止电压”,把握器面板(或仪表显示盘)即显示电量不足,引起骑行者的留意,方案自己的行程。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,爱护电路即按预先设定的程序发出指令,切断电流以爱护电子器件和电源。

　　3、过流爱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,这是确定应当避开的。把握电路中,必需具备这种过电流的爱护功能,在过流时经过肯定的延时即切断电流。

　　4、过载爱护过载爱护和过电流爱护是相同的,载重超限必定引起电流超限。电动自行车说明书上都特殊注明载重力量,但有的骑行者或未留意这一点,或抱着试一下的心理有意超载。假如没有这种爱护功能,不肯定在哪个环节上引起损伤,但首当其冲的就是开关功率管,只要无刷把握器功率管烧毁一只,变成两相供电后电动机运转即变得无力,骑行者马上可以感觉到脉动特别;若连续骑行,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,有刷电机则失去把握功能。因此,由过载引起的过电流是很危急的。但只要有过电流爱护,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开。

　　6、限速爱护是助力型电动自行车独有的设计把握程序。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,把握电路也已经设好。电动自行车只能在不超过这个速度状态下运行。

　　作者:文/EBB沫一美编/唯E来源:全球电动车网日期:2010年10月30日网站:全球电动车网

　　1、结构与原理

　　这类仪表包含:累计行驶公里数通过6位数字码盘表显示、整车速度指针表指示(公里/小时)时速、电池电压指针表指示电池电压(伏特)、大灯指示、左右转向灯指示等内容。

　　累计行驶里程数字表是6个“十进制”的齿轮计数器,整车速度指针表是个阻尼转速表,它们共用一个转速输入信号进行换算,通过机械传动实现各自的指示功能。

　　电压指针表是一般的50伏直流电压表头。

　　2、故障检测与修理

　　指针类仪表的集成度比较低,电路的接线比较简洁,仪表电路不依靠于把握器电路,能独立工作。

　　机械类仪表的故障主要是引线或仪表头故障。在拆装仪表的时候,需要特殊留意的是电源的正负极不能搞错。闪光器是供应转向灯泡间隙电压,以便能使转向灯泡闪烁。闪光器外壳的引脚标注B表示正极(Battery)L表示负极(Light),接线时不能接错。

　　1、结构与原理

　　通过专用的霍耳传感器的开关信号,传输给液晶显示仪表总成上的单片机,对单位时间内车轮转动圈数的计数,能算出整车的行驶时速,对行驶时速和行驶时间相乘,能计算出整车行驶累计里程。

　　也有的无刷电机把握器内部选用单片机作为译码芯片,能对电机运行时速和累计行驶里程直接计算出来,输送到液晶显示仪表,这种液晶显示仪表总成内部就没有单片机了。

　　液晶显示仪表最擅长的就是对各种数据(如时速、电池电压、行驶里程、骑行时间、环境温度等)的数字化精确显示,使操作人员能一目了然地观察精确的数值,但是这种仪表的缺点就是抗阳光紫外线辐射力量差,对使用环境温度要求高,所以液晶显示仪表不能长时间放在太阳光底下晒,只能在-10—40℃的环境温度下使用。长时间在高温或低温环境下使用,将导致液晶屏的不行逆损伤,这样液晶屏的显示数值就会模糊,直至无法显示。

　　2、故障检测与修理

　　此种仪表的电路简单,故障率相对也高。有的液晶仪表电路可以不依靠于把握器电路,能独立工作,有的液晶仪表必需依靠把握器里面的单片机的数字信号才能工作。由于涉及到显示驱动程序的软件与单片机的型号,这种仪表一旦消灭故障,只能更换仪表总成。在应急状况下,可以将转把与闸把的引线直接供应把握器使用。

　　1、结构与原理

　　发光二极管指示类仪表的电路属于电子电路,与整车灯具电路分别。

　　发光二极管模拟指示电池电压的高、中、低和电池是否欠压。其精度比较高,价格廉价,目前在电动车仪表中被广泛接受。

　　2、故障检测与修理

　　发光二极管仪表的信号采集与信号处理接受数字规律芯片,电路不依靠于把握器电路,能独立工作。有的电动车转把和闸把的信号经过仪表板过渡,然后输出给把握器。在应急状况下,可以将转把与闸把的引线直接供应把握器使用。

　　1、结构与原理

　　智能显示仪表必需要和相应的智能把握器匹配使用,仪表板上发光二极管的亮和灭的状态受智能把握器的把握。其显示的内容比较多,不但能显示电池电压的高、中、低与欠压,还能显示整车处于何种骑行模式。智能型电动车一般具有三种骑行模式:“1:1助力”、“电动”、“定速”,把握器将目前的整车状态数据传送给仪表电路的驱动芯片,动态刷新点亮相应的发光二极管。

　　发光二极管智能显示仪表,显示功能多,接线简洁,价格低,目前在电动车行业使用比较多。

　　除了这些正常的显示功能之外,它和把握器协作使用还能显示整车电气把握部件的故障。用智能仪表板对整车进行故障检测时,各发光二级管对应的显示含义为:

　　①各指示灯闪3次,检测指示灯是否能正常工作。

　　②电量指示灯挨次指示三个霍耳元件的通电状况与电机磁钢的位置关系。用手转动电机时,三个指示灯挨次点亮,假如指示灯点亮的挨次是100、110、111、011、001、000(其中1代表亮,0代表灭),则说明该无刷电机的相角是60度,假如指示灯点亮的挨次是100、110、010、011、001、101,则说明该无刷电机的相角是120度。

　　③缓慢转动转把,“欠压”指示灯的闪烁频率与转把的转动角度呈对应关系。转把在原始位置,指示灯不闪;转把转动角度越大,指示灯闪得越快,则表示转把信号正常。假如没有此对应关系,则可能是转把损坏或引线;④按下智能模式转换按扭时,“助力”指示灯亮,表示断电闸把有效。

　　⑤分别捏左右闸把,“电动”指示灯亮,松开则不亮。

　　⑥缓慢转动脚蹬***一圈,“定速”指示灯闪烁5次,指示助力传感器工作正常。

　　2、故障检测与修理

　　智能显示仪表板的显示内容依靠于把握器的数据信号,假如仪表板消灭故障,应更换仪表板总成。应急修理时,可以将转把与闸把信号直接与把握器相连。

　　板拆装时,肯定要留意各引线的颜色与位置,参照各种仪表的电路原理,了解各引线的功能。由于仪表电路没有特地的封闭外壳密封,属于开放式电路。绝大多数仪表电路上也同时集成了喇叭电路、转向和蜂鸣电路、有的仪表还有各种灯具的过渡电路,这些电路的电压一般就是电池组的24V或36V电压,但是仪表的显示信号电路电压一般是15V以下电路,这样在显示仪表板上就形成了凹凸压电路并存的状况,而且仪表电路经常就是各种引线的汇合处,因此拆装过程中,务必将电池拆卸掉,等连接好各种引线后,将各种开关全部置于“关”的位置,用万用表的二极管档测量+36V线V线与地线,测得没有短路现象以后,才能装上电池通电。

　　由于电动车使用的是车载电池的有限能源,他们的共同之处是都有电池电压显示,而且他们一般都和转把与闸把等把握信号分别。因此,在应急状况下,我们只要检测出仪表电路的电源正负极电池接线V地线,将这些线对应接好,就可以实现仪表的代换,完成基本显示功能了。

　　创新的商业模式可降低电池成原来自:腾讯绿色 2010年11月05日 作者:佚名 评论(0)

　　2010年11月3日至6日,香港举办2010气候变化国际会议,首两天为科学和政策日、政策和行动日,香港特区政府紧接在11月5-6日,主办香港C40论坛。四天的会议将探讨进展低碳城市以达致优质生活的路径,当中会集中争辩缔造现代化、适宜居住、低碳及优质城市都会的机遇。腾讯绿色频道及腾讯财经频道全程报道。

　　世界电动车协会及亚太电动车协会主席陈清泉在5日的主题演讲中表示,创新的商业模式可以降低电池成本,保守估量,到2020年中国就会领导电池这一市场。

　　陈清泉指出,假如汽车持续进展,在将来30年就会看到汽车最大的转变,“我们要注入新的DNA进入汽车,第一个就是能源。我们不行以依靠石油,我们要找其他的能源,比如生物能源、电力等等。”除了能源之外,陈清泉认为汽车引擎也很重要。

　　他说,古老的汽车100%依靠机械把握,但是新的DNA依靠电力把握。他认为,将来二三十年,汽车将会实现互联,但要克服能源环境和平安方面的挑战。

　　陈清泉:主席、各位嘉宾、女士们、先生们,我在过去30年都是做电动车的进展,我最近做了很多关于电动车的演讲,但是这是第一次我可以演说给这么多市长。

　　有很多投资者问我现在是不是可以投资到电动车。其实电动车这个转变已经开头了,这视乎你们是不是要投资到将来。假如投资到将来,就应当加入。但是这个进展有多快呢,没有人能做一个精确     猜测。现在还面临着很大的挑战,主要在电池方面。这个进展有两个阶段:第一阶段依靠政府的支持。假如第一阶段成功,其次阶段就会起飞。有很多人有不同意见,比如说3-5年或者10年。有很多人问我的意见,我说假如电动车做得成功,我们就可以有很多更大的进展,有些人是悲观的,有些人还是乐观的。

　　这个是北极,现在已经越来越小了。这个可以看到石油的发觉和生产,顶峰很快就到达了BWIN必赢官网。新世纪汽车的,汽车转变了我们的生活,同时它也带来问题,假如汽车持续进展,在将来30年就会看到汽车最大的转变。我们要注入新的DNA进入汽车,第一个就是能源。我们不行以依靠石油,我们要找其他的能源,比如生物能源、电力等等。其次是汽车引擎。第三就是把握。古老的汽车100%依靠机械把握,但是新的DNA依靠电力把握。第三,汽车互联。我们全部人可以一起连接起来。这些在将来20、30年会变成现实,我们要克服能源环境和平安方面的挑战。

　　一方面是能源,另一方面是我们各方面产品的进展。要做得成功,首先要有好的产品。其次,好的基础建设。第三,创新的商业模式。好的产品意味着是高效能的,这就是混合汽车科技。这个是引擎,可以削减大小、重量。1+1肯定要建大于2。