電動車電氣學問

培訓參考王成偉無錫市雙洋電子有限公司內容提要電動車電子配件原理及分類限制器原理與牢靠性電動車電氣學問問答電動車電子配件原理及分類轉把調速轉把是用線性霍爾元件實現的,電動車中大量運用霍爾元件做傳感器,為此首先介紹:霍爾元件是一種磁敏傳感器,首先分開關型霍爾和線性霍爾兩種,原理簡述如下:開關型霍爾當敏感面有磁場時元件輸出低,無磁場時輸出高,供電電壓為4.5-24V,輸出電路為集電極開路,開關型霍爾元件一般用于電動車電子剎把,無刷電機內部3個位置傳感器,助力傳感器,車輪速度傳感器等.線性霍爾當敏感面磁場強弱變更時,其輸出為1.0V-4.2V連續線性變更(若電源供電為5V).調速轉把電動車的調速轉把是接受線性霍爾元件,其輸出電壓是隨磁場變更的，輸出電壓有幾種(若供電電源為5V),1.0-4.2V,4.2V-1.0V,0-4.2V,1.0-5V,0-5V等,現在通用的是1.0V-4.2V的轉把,霍爾轉把的供電電壓為5V,有三個引線斷電剎把斷電剎把的作用當剎車時,限制器檢測到剎車信號時,無論轉把在什么狀態,都斷開電機供電分類機械常開,機械常閉,電子常高,電子常低機械剎把就是一種機械開關,所以有兩條引線電子剎把是接受開關型霍爾元件的,所以有三個引線助力傳感器助力傳感器也是接受霍爾元件,用支架固定在中軸旁,中軸上裝有磁環,中軸轉一周則磁環上的5個磁鋼使霍爾元件輸出的5個脈沖,限制器檢測到后,則可計算出1:1助力力矩給電機供電了.且新型助力傳感器可識別中軸的前轉后轉,只有向前轉時,限制器才給電機供電.電動車用電池主要分為干式鉛酸蓄電池,膠體電池,鋰離子電池,鎳氫電池等.電壓分為36V48V72V等.因為鉛酸電池價格最低,所以市場上幾乎都是鉛酸電池,但它體積大,重量重,容量低,壽命短.而鋰離子電池和鎳氫電池沒有上述缺點,但價格高得多,所以應用極少電動車用充電器鉛酸電池接受恒流恒壓方式充電,限制器的牢靠性及質量推斷(1)電動車限制器的實現方式與組成部分目前電動車用無刷限制器普遍接受PWM調速方式,限制器內部必須要PWM發生器電路,另外還要有電源電路,功率器件,功率器件驅動,限制部件(轉把,剎把,電機霍爾等),信號采集與處理電路,過流與欠壓等疼惜電路限制器原理與牢靠性限制器的牢靠性及質量推斷(2)影響限制器的牢靠性的因素限制器的失效,從表現形式看,一般有以下幾種,1)功率器件損壞:2)限制器內部供電電源損壞;3)限制器工作時斷時續;4)連接線磨損及接插件接觸不良或脫落引起限制信號丟失限制器的牢靠性及質量推斷(3)針對以上失效形式的起因分析如下:A.功率器件的損壞,一般有以下幾種可能:電機損壞引起的,器件安裝或振動松動引起的,電機過載引起的,功率器件損壞或參數設計不合理一起的限制器的牢靠性及質量推斷(4)B.限制器內部電源損壞,一般有以下幾種可能:限制器內部電路短路,外圍限制部件短路,外部引線短路限制器的牢靠性及質量推斷(5)C.限制器工作起來時斷時續,一般有以下幾種可能:器件本身在高溫或低溫環境下參數漂移,限制器總體設計功耗大導致某些器件局部溫度過高而使器件本身進入疼惜狀態,接觸不良提高限制器牢靠性的方案(1)了解電動車限制系統可能發生故障點以后,有針對性的牢靠性設計就有了目標A.首先是功率器件的型號,品牌,產地與供應商的選擇,然后對功率器件的篩選老化,以上兩點是提高功率器件牢靠性的前提.在此基礎上,對功率器件安裝工藝的設計和對功率器件驅動電路的設計才有意義.對無刷電機限制器而言,一般上三路功率管的驅動比較困難,目前大多數廠家接受專用驅動芯片.專用驅動芯片的不足之處是價格較高,內部的變頻電路接受了有源電路,轉換效率偏低,其主要的應用場合是在四周電路完全沒有溝通電存在狀況下,利用其內部電路完成變頻,升壓與整流.提高限制器牢靠性的方案(2)B.對于限制器的內部電源,為了防止限制器內部或外部短路對電源的損壞,同時也是出于對電源自身的疼惜,可以把電源設計成多路獨立供電方式,為提高電源轉換效率,接受DC-DC模式,帶負載實力強,自身功耗低,只有零點幾瓦.提高限制器牢靠性的方案(3)C.要克服限制器對溫度的敏感,第一是選擇溫度系數好的元器件,其次是從設計上降低各模塊電路消耗,第三是盡量削減無用功功耗,第四是充分考慮限制器的散熱提高限制器牢靠性的方案(4)D.由于電動車電氣系統信號的傳輸是用連接線束來完成的,對電動車連接線束與接插件的要求是:連接牢靠,防水,防塵,抗振,防氧化,防磨損1.什么是限制器？在電動車中起什么作用？答：限制器是限制電機轉速的部件，也是電動車電動系統的核心。限制器兼具多種疼惜功能，如欠壓疼惜、限流驅動、過流疼惜、堵轉疼惜，剎車斷電，上電自檢等功能。電動車電氣學問問答2.限制器上的標識如何理解？ 答：限制器標識上包括產品名稱，工作電壓，額定功率，欠壓疼惜值和相關功能等說明如圖所示3.什么叫限制器的限流驅動？ 答：限流驅動（過流疼惜）電路是對限制器輸出的最大電流值進行限制，以疼惜電機，電池和限制器在允許的范圍內輸出的最大電流，否則由于電流過大，對上述器件造成損壞。4.限制器的限流的測試方法有哪些？答：對限流的測試，需運用直流電流表（或鉗形電表直流檔進行，接上電表時，上車騎行時得到的最大電流。還可運用測功機等設備進行測量5.什么是欠壓點？如何測量？答：電源（電池）電壓降到低于此值時，限制器進入欠壓疼惜狀態，，即電機停轉。測試欠壓點電壓（即測量電源電壓），需運用萬用表直流電壓檔進行，轉動轉把，使電機轉動，緩慢調低電源電壓值，待電機停止轉動時，該值就是欠壓值。備注：本公司限制器可在線調整欠壓點，無需重新刷程序或另調整欠壓電阻阻值。6.為什么要設置欠壓點？數據是如何產生的？答：設置欠壓點的目的是疼惜電池，防止過放電。通常每節電池的欠壓點是10.5V（標準值為12V），據此，4節電池的欠壓點為42V，其他同理，那么限制器在欠壓點時就斷電了。假如在騎行過程中，由于電池電壓過低，限制器進入欠壓疼惜狀態，那么只有在電池電壓回升到高于此值，手把歸零，再次轉動手把，限制器方能接著供電，使電機轉動，當然，這樣做對電池是有損害的！7.為什么會出現欠壓回升的狀況？答：因為電池是有內阻的，電動車在騎行（電機轉動）過程中，電池內阻必定要有壓降，而進入欠壓疼惜狀態之后，電機斷電，此時所測的電壓值為電池的空載電壓，以此回高于欠壓點值。8.為什么正常騎行時電量指示為滿電量，而在剛一啟動時指針偏轉，顯示電量不足？答：啟動時電流大，可以達到限流的最高值，整車回路產生較大的壓降，可以達到3V以上（與電池好壞和電源線粗細有關）所以電量會有所下降。而正常騎行時，電流較小，整車的壓降小，因此電量也就滿了。9.什么“1：1助力”？答：限制器檢測中軸助力傳感器的狀態，依據中軸旋轉速度，按1：1電動力矩供應電機電流。10.限制器自身功耗有多大？是否對電動車續航里程造成影響？答：限制器自身功耗一般在2-5W，耗電是很小的，對電動車的續航里程影響很小，幾乎可以忽視。11.無刷電機和無刷限制器匹配，理論上有多少種接法？有何技巧盡快匹配成功？答：有36種接法，只能親自調試。A.120°相角電機只有六種接法是可以正常轉動的，正反轉各3種。B.60°相角電機有兩種接法是可以正常轉動的正反轉各一種。12.限制器的限流大小與續航里程和爬坡實力大小有何辨證關系？答:續航里程相關于負載的電機的騎行電流，整車的騎行里程和限制器的關系不大，限制器的限流值與整車的爬坡實力和提速實力相關。13.限制器的限速是何原理？有何用處？在限速時是否奢侈效率？答：國標規定電動車的最高時速是20Km/小時，在限速狀態時不會超過該值。其原理就是限制限制器對電機的輸出電壓不能達到最高值，電機不會實現最高速。在限速時對效率的影響很小。14.“雙模”限制器原理是什么？答：所謂“雙模”，是指限制器對電機兼容性，即有霍爾電機和無霍爾電機（包括有霍爾損壞電機），在正常有霍爾模式下，假如霍爾損壞，則不致使電機停止工作，可順當進入無霍爾模式接著運轉，這樣確定程度降低電機霍爾損壞的返修率，提高產品質量。15.限制器的電源線接反會造成什么后果？答：燒毀限制器或電池保險16.單片機是什么意思？答：可以依據不同的程序，完成不同的電路功能的具有確定“思索”實力的智能集成電路，英文簡稱MCU。雙洋電子限制器接受意法半導體（ST）工業限制級芯片STM8S105，該芯片具有豐富的引腳功能，牢靠性高。17.PWM是什么意思？答：是“PulseWidthModulation”的縮寫，意思是脈沖寬度調制。是直流調壓中能量利用較高的一種，電動車限制器均接受這種方式。18.什么是霍爾？答：霍爾元件是一種磁敏傳感器，分開關型霍爾和線性霍爾開關型霍爾：當磁感面有磁場時元件輸出低，無磁場時輸出高，供電電壓為4.5V-24V。開關型霍爾一般用于電動車無刷電機內部的三個位置傳感器、助力傳感器、車輪速度傳感器等線性霍爾：當元件敏感面磁場強弱變更時，輸出為1.0V-4.2V的連續變更（供電為5V）如轉把霍爾19.什么是飛車？是什么緣由導致的？答：一打開電門鎖，電機就高速運轉，即電動車的速度不受轉把和剎車限制而高速行駛。飛車是很嚴峻的電動車故障，很簡潔導致人身事故。緣由多為限制器的故障，也有可能是轉把的故障，即轉把的霍爾元件燒毀，是的轉把輸出電壓總為高電位（如5V），雙洋限制器有對此的針對性疼惜，即使轉把有這類故障，也不會發生飛車事故。20.電動車跑的快慢都和什么有關系？答：與電機的額定轉速，輪徑大小，電池的電壓大小，限制器是否限速，路況好壞，是否頂風，車的鑄造件，車的裝配等等都有關。21.如何提高電動車的啟動力矩？通過哪幾種方法可以達到目的？分別有何優缺點？答：1.提高限制器的限流值，但降低了限制器的牢靠性，對電池的壽命也存在較大的影響，而且較費電，影響續航實力2.換扭矩大的電機，甚至是高速有齒電機，但成本會增加22.一輛電動車如出現速度慢的狀況，應以怎樣的思路逐步推斷是何緣由？答：首先看限制器的限速已經解除，把轉把擰到最大，測量限制器的輸出電壓，理論上接近電池的電壓（在最高轉速），假如是這樣，則有可能是電機的問題，假如限制器輸出低于電池電壓