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20230425二輪車電器局部電機、電池、控制器、充電器工作原理報告

目錄表綜合分為六大方面電動車發(fā)展歷史1電機分類2控制器分類3電動車電器組合4轉(zhuǎn)把工作原理+控制器工作56控制器發(fā)展展望6一、電動車控制器開展歷史

控制器的開展是跟隨電機的開展而開展：

1、80年代中國的民營企業(yè)在南方蓬勃開展，杭州金華一個坐自行車的小老板用工業(yè)直流電機(36V)+3塊12V鉛酸電平通過改裝做了一輛電動車。

2、事實上，自1992年以來，我國便有了自行車研制和生產(chǎn)的相關(guān)電動車產(chǎn)品，特別是從1995年清華大學(xué)研制的第一臺輕型電動車出世開始，開展到現(xiàn)在的五花八門、林林總總，時間倉促卻也催生了一個行業(yè)的傳奇。掐指算來，電動自行車行業(yè)已經(jīng)經(jīng)過了十余載，這十余載記載了一個產(chǎn)業(yè)成長的神話，也記錄了一個從無到有、從有到精，再開展成為目前全世界最大的電動自行車產(chǎn)業(yè)的全過程。從第一輛個人的專利制造到第一輛被公安部門正式認證并允許生產(chǎn)的電動車開始，這一個屬于中國的新產(chǎn)業(yè)邁開了前進的步伐，在短短的十余載內(nèi)，已經(jīng)成就了讓全世界仰慕的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

3、啟動期：1999-2001年：在這一階段，電池、電機、控制器、充電器〔電動車四大件〕等關(guān)鍵零部件在技術(shù)上尚不完善，這個階段也主要是針對電動車四大件等關(guān)鍵技術(shù)進行摸索、研究。從技術(shù)層面上來說，早期的電動自行車新電池充電一次只能行駛大約30公里，電池壽命短，電機最大輸出轉(zhuǎn)矩只有14-18N.M，爬坡能力差，容易磨損，而且電機也都是有刷無齒電機此階段較為知名的電動車品牌有大陸鴿、千鶴、綠源、英克萊。

6、開展期：2023-2023年：電動車保有量從2023年超過1.4億輛后就繼續(xù)保持在此根底上的高位增長，電動車社會普及率到達10%以上，每百戶擁有電動車數(shù)量普及率到達76%，超過自行車、摩托車、汽車等交通工具的水平，成為國內(nèi)市場容量最大的交通工具，成為名副其實的第一交通工具。以愛瑪、雅迪、新日為代表的領(lǐng)軍型品牌綜合實力得到進一步穩(wěn)固，以綠源、比德文、立馬等為代表的領(lǐng)先型品牌產(chǎn)銷量得到進一步提升，以富士達、臺鈴、小刀、小鳥、綠駒、綠佳、寶島、澳柯瑪、速派奇、真愛等為代表的活力型品牌成為行業(yè)開展的中堅力量。此外，行業(yè)內(nèi)仍有一大批活潑在渠道和終端的活潑型品牌值得稱贊

4、萌芽期：2002-2005年：在這一階段，伴隨著關(guān)鍵研發(fā)技術(shù)的不斷突破，電動自行車整車性能大為提升，加之全國城市的大規(guī)模“禁摩〞政策推動，作為自行車、摩托車替代產(chǎn)品的輕型電動車憑借快捷、方便、環(huán)保、廉價的優(yōu)勢，迅速被越來越多的消費者認同，。以新日、綠源、千鶴、大陸鴿、英克萊等品牌為代表的上規(guī)模企業(yè)已經(jīng)形成，而且按照南北差異，亦形成了行業(yè)內(nèi)的以江蘇無錫、浙江、天津為代表的三大產(chǎn)業(yè)集聚地，成為“長三角〞產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級中的一個新亮點，奠定了電動自行車產(chǎn)業(yè)“三足鼎立〞〔指的是產(chǎn)業(yè)基地〕的競爭格局

5、成長期：2006-2023年全行業(yè)的技術(shù)水平大幅度提高，蓄電池壽命和容量提高了35%，電機由單一的有刷無齒電機開展成為以無刷高效電機為主流，壽命提高了5倍，效率提高了近30%，爬坡和載重能力提高約3.5倍。在性能提高的同時，制造本錢也大幅度下降，價格功率下降到原來的21%；在控制器系統(tǒng)和充電系統(tǒng)方面，技術(shù)水平也大幅度提高。特別是在電池技術(shù)和電機技術(shù)方面都有了很大的進展，電動車專用鉛酸蓄電池在技術(shù)上的突破已經(jīng)領(lǐng)先國際此時的產(chǎn)業(yè)規(guī)模已到達了年產(chǎn)2100萬輛〔2007年〕，社會保有量到達8000萬。6、開展期：2023-2023年：電動車保有量從2023年超過1.4億輛后就繼續(xù)保持在此根底上的高位增長，電動車社會普及率到達10%以上，每百戶擁有電動車數(shù)量普及率到達76%，超過自行車、摩托車、汽車等交通工具的水平，成為國內(nèi)市場容量最大的交通工具，成為名副其實的第一交通工具。以愛瑪、雅迪、新日為代表的領(lǐng)軍型品牌綜合實力得到進一步穩(wěn)固，以綠源、比德文、立馬等為代表的領(lǐng)先型品牌產(chǎn)銷量得到進一步提升，以富士達、臺鈴、小刀、小鳥、綠駒、綠佳、寶島、澳柯瑪、速派奇、真愛等為代表的活力型品牌成為行業(yè)開展的中堅力量。此外，行業(yè)內(nèi)仍有一大批活潑在渠道和終端的活潑型品牌值得稱贊。

二、電機分類

1、電機按供電轉(zhuǎn)換方式分：〔1〕有刷電機、〔2)無刷電機。

〔1〕：有刷電機分為：有刷有齒〔有刷高速〕{有離合、無離合}。有刷無齒〔有刷低速〕電機。

〔2〕：無刷電機分為：無刷有齒〔無刷高速〕{有離合、無離合}。無刷無齒〔無刷低速〕電機。

無刷有離合電機是出口型和局部國內(nèi)輕便電動車使用。無離合電機及低速電機做為電摩及三輪電車主選。近3年出現(xiàn)三輪車大功率叉速電機。500W-3000W..

無離合電機利用倍壓原理把電動車下坡時電機產(chǎn)生的電能電壓25V左右提升到50V.，通過控制器的處理向電池充電。

2、電機按放的位置分為：前驅(qū)電機、中置電機、懸掛電機、后輪電機等。

3、電機按繞線分為：盤式、繞組。

4、按組裝方式分為：輻條輪電機〔12吋、20吋、22吋、24吋、26吋、700C、28吋〕。輪廓電機。

5、按使用方式：簡易自行車電機、電摩電機、三輪車電機、老年輪椅車電機、滑板車電機、平衡車電機等等。

6、按電機有無安裝磁鋼位置傳感器分：有霍爾電機、無霍爾電機

7、按轉(zhuǎn)速分：高速電機、低速電機。

電機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的重要載體。

早期的有刷電機是通過碳刷來實現(xiàn)電機電流在電機磁場內(nèi)的流動方向。從而保證電機旋轉(zhuǎn)方向的一致性。

無刷電機是在電機內(nèi)安裝3個霍爾，當做位置傳感器。在控制器中使用專用IC〔電流自動換向〕?？刂破魇盏诫姍C位置信號而供給不同方向的電流。從而保證電機旋轉(zhuǎn)方向的一致性。

三：控制器分類

控制器是為電機效勞的。好的電動車是根據(jù)電機的特性定制控制器。

1、控制器按供電轉(zhuǎn)換方式分：〔1〕有刷控制器、〔2)無刷控制器。

2、按電流方向轉(zhuǎn)換方式分：有刷有霍爾控制器、有刷無霍爾控制器。

3、按控制信號來源分：力矩控制器、普通控制器。

4、按BOMS管個數(shù)分：6管、9管、12管等等。

5、按輸出電流波形分：方波控制器、正弦波控制器、矢量正弦波控制器。四、控制器控制原理

高標電動車控制器原理

以下圖就是電動車控制器的控制及顯示原理簡易圖，從圖上可以看出控制系統(tǒng)、霍爾傳感器、電池、MCU、儀表盤之間的關(guān)系。在這一點上，優(yōu)秀的控制器品牌會做的更為精準、高性能。

1、控制器是由周邊器件和主芯片〔或單片機〕組成的。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，以及輔助單片機或?qū)Ｓ眉呻娐吠瓿煽刂七^程的器件；單片機也稱微控制器，是在一塊集成片上把存貯器、有變換信號語言的譯碼器、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)通時間以控制電機轉(zhuǎn)速的驅(qū)動電路、輸入輸出端口等集成在一起構(gòu)成計算機片。

2、電動車控制器對電動車整車的平安運行都有著重大的作用，在電動車控制器的選擇上就很重要。目前市場上做的比較好的電動車控制器就是高標控制器，高標控制器采用最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品元件，搭載高標科技最先進的生產(chǎn)技術(shù)，采用高科技生產(chǎn)流程，為消費者和合作商提供最為高端優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。高標控制器具有全兼容技術(shù)，超強防干擾，同時還采用EABS技術(shù)，能夠在不消耗電池能源的情況下，有效提升騎行舒適度，讓騎行者體驗平穩(wěn)、安靜、快速的騎乘樂趣。

3、電動車控制器的設(shè)計品質(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行狀態(tài)，也影響控制器本身的性能和效率。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，有時也會在續(xù)航里程上表現(xiàn)出較大的差異。電動車控制器作用重大，廣闊消費者應(yīng)當予以重視。好的電動車控制器還能夠有效延長電動車其他部件的使用壽命，進而延長整車使用壽命。五、功能實現(xiàn)示意圖六、具體原理和開展方向電動車控制器的分類及架構(gòu)電動車的控制器按照功率來分大功率控制器、中功率控制器、小功率控制器，按照電機的類型來分類直流有刷控制器和直流無刷控制器，按照在車上的裝配位置來分可以分為別離式控制器和一體式控制器?，F(xiàn)在很大一局部電動車使用的是無刷控制器?？刂破髯罡镜墓δ苁球?qū)動控制功能，根據(jù)其功能要求最根本的架構(gòu)是周邊器件和主芯片〔或單片機〕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，以及輔助單片機或?qū)Ｓ眉呻娐吠瓿煽刂七^程的器件；單片機也稱微控制器，是在一塊集成片上把存貯器、有變換信號語言的譯碼器、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導(dǎo)通時間以控制電機轉(zhuǎn)速的驅(qū)動電路、輸入輸出端口等集成在一起而構(gòu)成的計算機芯片?？刂破餍阅苤饕绊懸蛩乜刂破髯鳛殡妱榆嚨淖钪饕年P(guān)鍵部件，其性能和質(zhì)量直接關(guān)系到電動車的性能和質(zhì)量，也關(guān)系到消費者的直接人身平安，因此對于廠家來說控制器的性能和質(zhì)量尤其重要。影響控制器質(zhì)量和性能的主要因素有以下幾點：1控制器的元器件的性能和質(zhì)量，控制器最主要的工作部件是單片機，目前我國采用的絕大局部的單片機〔微處理器〕來自于國外進口。其他的元器件、零配件我國目前根本上能夠自主生產(chǎn)，如電感、傳感器等。2控制器的設(shè)計水平，主要是指的是總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、功率開關(guān)電路的布局、各種周邊電子元器件的分布等都關(guān)系到控制器的質(zhì)量。3控制器與電機及其他功能部件的兼容程度?？刂破髯鳛殡妱榆囌嚨目刂浦袠?，直接指揮復(fù)雜采集信號的處理和各種指令的發(fā)出，因此信號采集部件和指令執(zhí)行部件的性能對控制器的性能有一定的影響。電動車控制器的開展方向電動車控制器作為電動車的“神經(jīng)中樞〞，主要是協(xié)調(diào)電機和電源正常工作，同時保證駕駛盡可能經(jīng)濟、平安、環(huán)保。從以上兩個方面決定了電動車控制器的開展方向，電機和電源的開展方向引導(dǎo)控制器的研究與開發(fā)的方向。從電動車控制器企業(yè)中占據(jù)龍頭老大地位的高標科技的開展歷程以及他們現(xiàn)在的開展重心可以看出，電動車控制器在未來主要開展方向表現(xiàn)為以下幾個方面：1智能化?？刂破鞑粌H僅進行驅(qū)動控制，同時將成為動力和能源管理中心，通過根據(jù)路況和助力的情況，智能的調(diào)配動力能源，使得能源利用效率提高。2定制化。高端的電動車市場主要是以品牌產(chǎn)品為主，不同的品牌產(chǎn)品其功能不盡相同，因此對控制器的要求也不一樣，因此在控制器高端產(chǎn)品中逐步走向定制化。3強調(diào)管理功能。

控制器功能越來越強大，逐步成為自行車的管理中心，如能源管理，通過合理的智能化的能源調(diào)配，提高電池的利用率和工作效率；平安管理，通過欠壓、過流等各種保護功能，實現(xiàn)電動車的智能平安管理功能。

4人性化、傻瓜化。

針對電動車的消費群體的廣泛性，電動車的控制必須走向人性化，如引述數(shù)字顯示技術(shù)、甚至聲音控制技術(shù)等操控更加容易，更加平安舒適。5集成化。

隨著制造工藝的提高，MCU功能的強大，控制器逐步走向集成化，原來外局部立元器件較多，任何一個器件損壞都可能導(dǎo)致整個控制器癱瘓，而集成技術(shù)將原來的分立件集成到MCU中實現(xiàn)。保證了控制器的質(zhì)量、減少返修率，縮小了控制器體積。另外還可以集成其他的功能如防盜系統(tǒng)功能?！案邩丝萍?，只為高端〞，廣東高標電子科技是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的國家級高新技術(shù)企業(yè)。從2023年至今，高標科技憑借卓越品質(zhì)、穩(wěn)定性能、創(chuàng)新技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的市場占有率已經(jīng)穩(wěn)居第一，并在環(huán)保電能交通工具控制系統(tǒng)、業(yè)務(wù)與軟件、專業(yè)效勞等三大領(lǐng)域都確立了端到端的領(lǐng)先地位，逐漸成為綠色電動控制領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。高標科技一直從事自主研發(fā)，具有專業(yè)、研發(fā)經(jīng)驗豐富的工程師，目前已擁有近100多項專利、30多項創(chuàng)造技術(shù)專利，處于業(yè)界領(lǐng)先水平，并先后被認定為國家級高新技術(shù)企業(yè)、智能驅(qū)動重點實驗室、深圳職業(yè)學(xué)院產(chǎn)學(xué)研基地、東莞理工學(xué)院產(chǎn)學(xué)