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电动自行车工作原理与图解

类别:名车导购 日期:2019-10-6 23:27:59 人气: 来源:

  忽悠美女老板结局E-bike 电动自行车工作原理 电动自行车是具有电力驱动、脚踏驱动、电力和脚踏并用等功效的绿色环保 交通工具。 电动自行车的原理和结构都不复杂, 可以认为是在自行车的基础上加 一套电机驱动机构组成(见图 1-1)。蓄电池经过一个控制器给一个电机送电, 电机放在后车轮中,电机的旋转带动自行车的行进。电动自行车的控制器连接 一个调速手柄,在脚踏中轴上装有助力传感器,转动调速手柄可以让控制器检 测到不同的电压值,控制器根据电压值大小,模拟调节输送给电机电压的高低, 从而控制了电机的转速。 图 1-1 电动自行车控制方框图 控制器无刷电机控制的方法是根据电机的反馈信号, 控制电机三相驱动 上下臂 MOS 管的导通和截止,从而实现电子换向。如下图所示,电机为三角形连 接,三相驱动上下臂各 MOS 管导通顺序组合为:V1-V2,V2-V3, V3-V4,V5-V4, V5-V6,V1-V6。 图 1-2 驱动电 2 系统方框图 电动自行车采用 SPMC65P2404A 作为主控 MCU。 主要任务是进行调速电压 MCU 检测,电池电压检测,电流检测,过流中断检测,3 霍尔信号检测,1 霍尔信号中断检测,刹车信号检测,1:1 助力检测,温度检测,故障显示 输出,PWM 控制电机转速输出,6 电机驱动输出,系统方框 图如下: 图 2-1 系统方框图 3 控制器电气规格 ★型式 :直流无刷 ★额定电压:36V ★额定扭矩:8.5N.M ★过流:15 ± 1A 4 控制器功能介绍 ★1:1 助力; ★刹车断电,刹车灯供电; ★自动巡航; ★欠压( 31.5V ± 0.5 ); ★电子刹车; ★休眠省电功能。 ★过流(限流为 15A ± 1 ); ★堵转断流(倒转,转把复位,重电源,自动复位); 4.1 1:1 助力 ★额定功率:240W ★额定转速:210R/MIN ★欠压:31.5 ± 0.5V 1:1 助力,是指在没有旋转调速车把,电动车电池打开时,电动车会根据骑 行者的骑行速度提供 1:1 助力。 4.2 电子刹车 电子刹车,就是指在刹车时能做到让电机的驱动 MOS 管上臂(或者下臂)全 部导通而下臂(或者上臂)截止,电机三相接线全部短接,能使电机产生阻力, 达到刹车的效果。 4.3 自动巡航 自动巡航,是指把调速车把转到所需的角度,电动自行车达到相应车速后, 在 5S(时间可变)内调速车把不转动,则电动自行车就保持在这个速度行驶,这 时骑行者可以松开调速车把, 免去手一直拧着调速车把之累。自动巡航后只有松 开调速车把,并重新旋转调速车把,才可以再次调节电动自行车的行驶速度。 4.4 堵转断流 堵转断流, 是指电动自行车超载时,或是在爬坡时电流过大或者是阻力过大 时,导致电机停止转动,系统能检测到这种现象,停止对电机的输出,起到 作用。 发生堵转断流后, 只要满足倒转, 复位调速车把或电源关闭后再重新打开, 三个条件中的一个,系统会重新检测是否有堵转,如果恢复正常,系统会重新正 常工作。 4.5 智能过流 智能过流, 一是指在高速时(平坦的道上), 最大电流不可以超过 15A; 二是速度很低时,尤其是在爬坡时电流不可以超过 23A,过流的参考极限电 流跟当前车速有关。 4.6 智能欠压 智能欠压,当蓄电池电压降至额定值的 90%,36V 电池降为 31.5V 时, 电池自动停止供电,从而防止蓄电池放电过深,受到损害。系统会自动检测电池 是否欠压,欠压会停止继续工作。在电池欠压停止工作时,会出现电池电压短时 间回升,虽然超过欠压的电压值,但系统应不工作,只有当电池电压稳定 到额 定电压以上,电动自行车才开始正常工作。 4.7 休眠省电 当系统在通电状态下,无任何操作,5 分钟后会进入到休眠模式,人为转动 车轮便可以系统,继续正常工作。 5 控制板界面 图 5-1 系统硬件 6 芯片特性简介 SPMC65P2404A 是由凌阳公司设计开发的 8 位工业级单片机, 采用凌阳 SPMC65 内核,支持位操作指令。具有强大的定时/计数器、丰富的外部中断源以及 ADC、 PWM、标准通讯接口 SPI 等多种功能。适用于通用工控场合、计算机外围控制和 家电等。 SPMC65P2404A 有 20 管脚和 28 管脚两种封装。 本设计选用 28 管脚封装, 如图 6?1 所示。28 管脚封装芯片的具体特性如下: ◆ 工作电压:3.0V~5.5V ◆ 工作速度:8MHz ◆ 工作温度:-40℃~85 ℃ ◆ 超强抗干扰、抗静电 ESD 能力 ◆ 4K byte ROM,192 byte RAM ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 23 个通用输入输出口 强大的定时计数器:2 个 8 位、2 个 16 位具有 Capture\Compare\PWM 功能 1 个 1KHz~62.5KHz 的时基 8 通道 10 位精度的 ADC(带外部参考电压) 4 个外部中断,12 个内部中断 SPI 串行通讯接口 2 种省电模式:Halt、Stop 蜂鸣器输出功能 ◆ 4.0V/2.5V 可选低电压复位功能 ◆ 可编程看门狗功能 图 6-1 SPMC65P2404A*28P 封装 7 系统主流程设计 主程序主要采用时间槽轮循方式,每 1MS 走一个分支,共分四个分支,便于 程序控制和功能增加。 图 7-1 主流程图 8 结语 SPMC65 系列芯片以优异的性能和丰富的资源适合于各个公控场合。本设计 采用 SPMC65P2404A 做为主控芯片开发的电动自行车,真正做到低成本、高性能。 欢迎访问我们的网站: 电动车信息港:昆明电动车网:云南电动车网:电动车网:上海电动车网:江苏电动车网:浙江电动车网:无锡电动车网:台州电动车网:联合发布

  

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