文档介绍：智能电动车控制器摘要:电动车成为人类生活中越来越重要的交通工具,电动车控制器主要有单片机、 MC14585B 、 CD4040B 等组成。该系统包括 PWM 控制方案、速度测量和显示方案、刹车控制方案和电路保护方案等。主要是以单片机为核心, 特别采用软硬件相结合的方式, 可以极大地提高系统的安全性和可靠性关键词:电动车单片机智能控制 1引言随着人们物质生活水平的提高,电动自行车作为一种新兴的交通工具正在越来越多地走进人们的生活。对于普通消费者而言,汽车太贵买不起,自行车太累不想骑,公交车人太多不想挤,摩托车太危险路段又禁驶,而电动自行车是最适合他们的产品。由于电动车轻便,速度适中,安全价廉,无噪音尾气污染,可大大提高非机动车道的通行效率,非常适合城市内单人短程出行,具有其他交通工具无法比拟的优势。据全国各大城市的市场需求调查,有高达 76% 的市民有将电动自行车作为代步交通工具的需求。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,它就像是电动车的大脑,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。我国是一个自行车大国, 据报道, 全国自行车拥有量为亿。从事电动自行车开发生产的企业有 600 多家, 且还有不断发展的趋势。电动自行车主要包括三个方面的核心技术: 电机、控制器和电池。电动车控制器应该是兼顾蓄电池及电机的实际使用情况进行综合设计,应充分考虑蓄电池、控制器、电机三者之间的关系,将它们作为一个综合的系统来设计,从而得到更为理想的电动车控制器。而不应该是目前市售的只要具有无级调速,刹车断电、软启动……等功能的电动车调速器。针对电动自行车实际使用情况,我们对无刷电动自行车控制器的设计进行了改进,增设了如下的功能:使电动车控制器具有输出端短路保护功能,本控制器可以实现输出端直接短路保护,即使在电机处于最高转速行动时(此时往往输出最高电压)直接短路控制器输出端,控制器也能很可靠的保护。在保护时电路自动降低了输出电流,以保护蓄电池的安全,此时电流约为 ,并随时检测输出端状态,当输出端故障排除后,控制器能自动恢复正常控制,具有自恢复功能,从而控制器具有自保护能力,提高了控制器和蓄电池的安全程度,也提高了对电机本身故障的耐受程度。针对电动自行车使用实际情况,出现堵转是可能出现的工况之一,如控制器能对输出端短路进行可靠保护, 那么在电机堵转条件下,控制器同样可以进行保护,并可保护电机及蓄电池的安全。如果只具有限流功能的控制器,此时将输出大电流(如限流 14A) ,这些使蓄电池(容量为 12AH) 处于大电流放电状态下(14A) ,将影响蓄电池的使用寿命。另外,大电流流经电机绕组,时间一长,将使电机温升上升,导致绕组绝缘老化, 轻则影响电机寿命,重则烧毁电机。 2系统的硬件设计 89C51 为核心器件,从而控制电动自行车的行驶。以 AT89C51 为核心所组成的闭环控制系统, 能够实现速度显示, 速度控制,采用改变电机驱动电压的方法实现电机调速, 电压调速的实现方法有多种, 在应用单片机输出控制信号进行调速的场合, 比较便于实现而且调整性能良好的是脉冲宽度调制(PWM) 技术。系统方框图如图 1所示: 单片机调速模块显示模块电路保护 PWM 产生电路报警模块电动机图1 系统框图 : 。它是现代科学技术和军事装备中重要的机电元件之一。无刷直流电动机是以法拉第的电磁感应定律为基础,而又以新兴的电子技术、数字技术和各种物理原理为后盾,因此它具有很强的生命力。无刷直流电动机的最大特点,就是没有换向器和电刷组成的机械接触机构。另外,它通常采用永磁体为转子,没有激磁损耗;发热的电枢绕组又通常装在外面的定子上,这样,热阻较小,散热容易。因此,无刷直流电动机没有换向火花, 没有无线电干扰,寿命长,运行可靠,维护简便。此外,它的转速不受机械换向的限制,可以方便地实现无级变速,因而非常适合用在电动车上。无刷直流电动机是由电动机本体(带有电枢绕组的定子和永磁转子) 、转子位置传感器和电子开关线路 3部分组成,其原理框图如图 2所示。图2 原理框图无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的,就它们内部发生的电磁过程来说,本质上无多大差别。在无刷直流电动机中,借助反映主转子位置的位置传感器的输出信号,通过电子换向线路去驱动与电枢绕组联结的响应的功率开关元件,使电枢绕组依次馈电,从而在主定子上产生跳跃式的旋转