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第一章电动车电子配件原理及分类———————————————————————————————— 作者：———————————————————————————————— 日期： 第一章 电动车电子配件原理及分类第一节 转把A〕 开关型霍尔：当敏感面有磁场时元件输出低,无磁场时输出高,供电电压为4.5V—24V，输出电路为集电极开路，开关型霍尔元件一般用于电动车电子刹把，无刷电机内部三个位置传感器、助力传感器、车轮速度传感器等B〕 线形霍尔：当元件敏感面磁场强弱变化时，其输出为1.0V—4.2V连续线形变化〔假设电源供点为5V〕C〕 管脚排列：电动自行车的调速把是采用线性霍尔元件，其输出电压是随磁场线性变化的，输出电压有几种〔假设电源供电为5V〕：1.0V—4.2V、4.2V—1.0V、0—4.2V、1.0V—5V、0—5V等市场中绝大局部用的是1.0V—4.2V的转把〔叫正把〕，常规产品默认正把，而由于历史原因，市场少量存在4.2V—1.0V转把〔反把〕，可以定制与之相配的产品其它输出电压的转把市场中存在很少，已成为事实中的非标产品正把〔1.0V—4.2V〕与反把〔4.2V—1.0V〕可以自己改：翻开转把，把两个磁铁都转180，再装好，正把、反把就互相转换了。

电动车厂家假设自己设置20km/h限速，可以翻开转把再产生高速的磁铁上用502粘一个厚纸片，使转把转不到最高速区就可以了霍尔转把的供电电压一般为5V，只有供电5V才输出上面的电压值，有一种用MC33035做的普通无刷控制器，因MC3305有输出6.2V的基准电压，利用此6.2V给霍尔转把供电，其输出最大值也相应有所提高〔约5V〕霍尔转把有三个引线：绿〔信号〕、红〔电源〕、黄〔地线〕，规定标准排列顺序是：1.信号、2.电源、3.地线霍尔转把有长线〔1200mm〕、短线〔450mm〕之分，与不同的车型和控制器配套使用，短线的一般是TJC3-3Pin白插头插在电路板上，长线的一般是SM-3Pin黑插针插头，直接与控制器线对接锁定转把的转把上加了一个机械开关按纽，的智能型控制器〔ZKC3615E、ZKC3615G、WZKC3615E等〕利用此按纽作为模式转换按纽，用于1：1助力、电动、定速、故障自检的模式转换第二节 断电刹把一、断电刹把作用当刹车时，控制器检测到刹车信号，无论转把在什么状态都断开电机供电二、分类机械常开、机械常闭、电子常高、电子常低机械刹把就是一种机械开关，所以有两条引线在不刹车时有断开与闭合之分，所以叫常开、常闭，市场中大容量使用机械常开刹把，只有极少使用机械常闭刹把，属市场中不兼容产品。

电子刹把是采用开关型霍尔元件的，所以有三条引线，规定标准排列为1黄〔信号〕、2红〔电源〕、3〔地线〕，在不刹车时也有输出上下之分，所以叫常高、常底，注意：电子常高刹把因刹车时处于低电位，所以很多人又称为低电位刹把市场中大量使用电子常高刹把，只有极少客户用电子常低刹把机械常开刹把和电子常高刹把，都可以左右刹把直接并联工作，而机械常闭刹把那么串联工作，电子常低刹把那么用附加电路工作机械刹把的缺点是防水性能差，长时间使用易发生接触不良，可靠性很低，一般点黄油使用也只能使用一年，但价格廉价；电子刹把防水能好，长时间使用也没有接触不良问题，但价格稍高，一般追求质量的厂家才使用刹把也有长线〔1200mm〕、短线〔450mm〕之分，与不同的车型和控制器配套使用，短线的一般是TJC3-3Pin白插头在电路板上，长线的一般是SM-3Pin黑插针插头，直接与控制器线对接电子刹把接三根线，机械常开刹把那么只接插座的两边两针，中间的电源不接，只接信号线和地线电子刹把供电电压范围为4.5V—24V，根据控制器不同一般分为5V、12V、15V，都是可以可靠工作的第三节 助力传感器助力传感器也是采用霍尔元件，用支架固定在右中轴旁，中轴上装有磁环，中轴转一周那么磁环上的五个磁钢使霍尔元件输出五个脉冲，智能型控制器检测到后，那么可计算出1：1助力力矩给电机供电了。

且新型助力传感器可以识别中轴的前转后转，只有向前转时，控制器才给电机供电第四节 电动车用电池〔简述〕主要分为干式铅酸电池、胶体电池、锂离子电池、镍氢电池等；电压分为36V〔三块12V电池〕因铅酸电池价格最低，所以现在市场中几乎都是铅酸电池，且为36V的，容量为12AH，但它体积大、重量重、容量低、寿命短而锂离子电池和镍氢电池没有上述缺点，但价格高得多，所以应用极少第五节 电动车用充电器〔简述〕36V铅酸电池恒流恒压充电器，一般主要参数为：220V交流输入，输出最高电压42V、充电电流为恒流方式，当电池电压充至42V时，那么自动转为涓流方式了，且有充满指示第六节 电动车用的电机〔简述〕随着电动车技术的开展和完善，电机经历了几代产品，随历史进程主要有：高速有刷中置电机、高速有刷轮毂电机〔有刷有齿〕、低速有刷轮毂电机〔有刷无齿〕、低速无刷轮毂电机〔无刷无齿〕、高速无刷轮毂电机〔无刷有齿〕等根本上的性能判断是：有刷电机有碳刷磨损定期维护更换问题，且大电流时碳刷和碳刷接触压降及碳粉短路换向器引起效率较底无刷电机那么没有此问题，但因无刷电机需电子转向，所以无刷电机控制器本钱大幅增加，且因其电路复杂，故障率也偏高。

高速电机有齿轮减速，导致噪声大且齿轮及轴承等环节随使用时间及负载情况故障率偏高，本钱也偏高但高速电机的效率尤其是低速启动的效率较好，所以启动较有力低速电机没有齿轮也就没有了它的故障点，且本钱较低，但在低速区启动时效率低，力量小现在最常用的是低速有刷电机和低速无刷电机，简称有刷电机和无刷电机，下面简述原理：普通直流电机的电枢在转子上，而定子产生固定不动的磁场为了使直流电机旋转，需要通过转向器和电刷不断地改变电枢组中电流的方向，使两个磁场的方向始终保持相互垂直，从而产生恒定的转矩驱动电机不断旋转有刷电机引线有两根无刷直流电机为了去掉电刷，将电枢放到定子上，而转子作成永磁体，这样的构造正好与普通直流电机相反；然而，即使这样改变还不够，因为定子上的电枢通入直流电以后，只能产生不变的磁场，电机依然转不起来为了使电机的转子转起来，必须使定子电枢各相绕不断地换相通电，这样才能使定子磁场随着转子的位置在不断低变化，使定子磁场与转子永磁磁场始终保持90左右的空间角，产生转矩推动转子旋转实际的方式为：直流电源通过开关电路向电机定子绕组供电，三个位置传感器随时检测到转子所处的位置，并根据转子的位置信号来控制六个开关管的导通和截止，从而自动地控制了哪个绕组通电，及通电方向，从而实现了电子换向。

无刷电机的引线共8根，三根绕组相线〔粗〕A黄、B蓝、C绿，定义为A〔黄〕、B〔蓝〕、C〔绿〕，五根霍尔元件引线〔细〕，一般定义为电源〔红〕、地线〔黑〕、黄〔SA〕、兰〔SB〕、绿〔SC〕只有8根线都对接了，电机才正常运转，假设电机反转有两种方法解决：1.把后轮反装；2.电机的粗线A、B互换插，霍尔信号细线SA、SC互换插无刷电机按霍尔元件的点角度可分为60和120电机其实，现在的120电机只是把三个霍尔元件的中间一个反面安装了，并无本质区别，当然，这样驱动译码表也就不同了从外部识别方法是看三个电机霍尔的状态，60电机有000和111状态，即三个霍尔可以输出全低或全高，没有010和101状态；120电机那么没有000和111状态，而有010和101状态可以使用智能无刷控制器进入自检状态看相应霍尔状态指示灯的亮灭判断顺便说一下，智能无刷控制器可自动识别60、120角电机而正常运转，其它任何厂家的控制器无此功能；智能控制器还有故障自检功能，其他厂家控制器也没有此功能第二章 控制器原理及可靠性第一节 控制器及分类一、 控制器的命名、特点控制器的功能主要是控制电机旋转速度，并对整车的电气系统进展有效的保护。

根据所要驱动的电机的形式、参数的不同，要选择的控制器参数也不同国标对电动车用控制器的命名标准如下：1. 控制器的命名控制器型号有以下局部构车〔W〕 ZK〔C〕 XXXX X控制器系列号A、B、C、D、E、F、G、H等，由生产商自定义产品参数：前两位是额定工作电压，后两位是额定工作电流代表直流电动机控制器，C是指用单片机控制的智能型代表电机种类，W代表无刷电机，无字头的代表有刷电机产品名称代号ZK：有刷电机用普通型驱动控制器ZKC：有刷电机用智能型驱动控制器WZK：无刷电机用普通型驱动控制器WZKC：无刷电机用智能型驱动控制器命名举例ZK3615A：普通有刷控制器，额定电压36V，额定电流15A，厂家A类产品ZK3615C：普通有刷控制器，额定电压36V，额定电流15A，厂家C类产品ZKC2415KA：智能有刷控制器，额定电压24V，额定电流15A，厂家KA类产品WZK3615C：普通无刷控制器，额定电压36V，额定电流15A，厂家C类产品WZKC3615E：智能无刷控制器，额定电压36V，额定电流15A，厂家E类产品2. 控制器的特点电动自行车用各种型号的控制器特点如下表：控制器名称代表型号电路构造功率管数价格骑行模式功能描述普通有刷ZK3615A简单2低单一“电动〞骑行功能欠压、限流/过流智能有刷ZKC3615E简单2中“助力〞、“电动〞、“定速〞欠压、限流/过流、故障自检/显示欠压、限流/过流普通无刷WZK3615A复杂6高单一“电动〞骑行功能智能无刷WZKC3615E复杂6高“助力〞、“电动〞、“定速〞欠压、限流、堵转保护、缺相保护、故障自检/显示二、 典型模块电路构造与通用参数各种控制器的特点不一样，其内部的工作原理也不一样，下面分别介绍各种控制器的电路构造与典型的电路图。

1. 有刷控制器的模块电路与电路图典型的有刷控制器原理框图如下，其中： 稳定电压欠压保护电路MOS管驱动电路MOS管PWM芯片限流/过流保护电路电池转把、闸把有刷电机内部稳压电源用以提供控制器内部电子元件的工作电压PWM芯片根据转把的输入电压，输出相应脉冲宽度的方波给MOS 管驱动电路MOS管驱动电路将PWM信号整形提供给MOS管MOS管是大电流开关元件，其导通时间与关闭时间，受PWM信号的控制欠压保护电路在电池电压降低到控制器设定值以下时，停顿PWM芯片信号的输出，以保护电池不至于在低电压情况下放电限流保护〔或过流保护〕电路是对控制器输出的最大电流进展限制，以保护电池、控制器、电机等不会出现允许范围以上的大电流有刷控制器的代表型号ZK3615A，其典型电路图如下：有刷控制器ZK3615A典型电路图对有刷控制器来讲，一般有以下通用参数：标称工程使用参数额定电压匹配使用的电池额定电压额定电流允许长时间放电的最大电流欠压保护电。