控制器的可靠性及质量判断.PPT

电动车电气知识培训参考 王成伟 无锡市双洋电子有限公司 内容提要 电动车电子配件原理及分类 控制器原理与可靠性 电动车电气知识问答 电动车电子配件原理及分类 转把 调速转把是用线性霍尔元件实现的,电动车中大量使用霍尔元件做传感器,为此首先介绍: 霍尔元件是一种磁敏传感器,首先分开关型霍尔和线性霍尔两种,原理简述如下: 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4.5-24V,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3个位置传感器,助力传感器,车轮速度传感器等. 线性霍尔 当敏感面磁场强弱变化时,其输出为1.0V-4.2V连续线性变化(若电源供电为5V). 调速转把 电动车的调速转把是采用线性霍尔元件,其输出电压是随磁场变化的，输出电压有几种(若供电电源为5V),1.0-4.2V,4.2V-1.0V,0-4.2V,1.0-5V,0-5V等,现在通用的是1.0V-4.2V的转把,霍尔转把的供电电压为5V,有三个引线 断电刹把 断电刹把的作用 当刹车时,控制器检测到刹车信号时,无论转把在什么状态,都断开电机供电 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 电子刹把是采用开关型霍尔元件的,所以有三个引线 助力传感器 助力传感器也是采用霍尔元件,用支架固定在中轴旁,中轴上装有磁环,中轴转一周则磁环上的5个磁钢使霍尔元件输出的5个脉冲,控制器检测到后,则可计算出1:1助力力矩给电机供电了.且新型助力传感器可识别中轴的前转后转,只有向前转时,控制器才给电机供电. 电动车用电池 主要分为干式铅酸蓄电池,胶体电池,锂离子电池,镍氢电池等.电压分为36V 48V 72V等.因为铅酸电池价格最低,所以市场上几乎都是铅酸电池,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 电动车用充电器 铅酸电池采用恒流恒压方式充电, 控制器的可靠性及质量判断(1) 电动车控制器的实现方式与组成部分 目前电动车用无刷控制器普遍采用PWM调速方式,控制器内部必须要PWM发生器电路,另外还要有电源电路,功率器件,功率器件驱动,控制部件(转把,刹把,电机霍尔等),信号采集与处理电路,过流与欠压等保护电路 控制器的可靠性及质量判断(2) 影响控制器的可靠性的因素 控制器的失效,从表现形式看,一般有以下几种,1) 功率器件损坏:2)控制器内部供电电源损坏;3)控制器工作时断时续;4)连接线磨损及接插件接触不良或脱落引起控制信号丢失 控制器的可靠性及质量判断(3) 针对以上失效形式的起因分析如下: A.功率器件的损坏,一般有以下几种可能:电机损坏引起的,器件安装或震动松动引起的,电机过载引起的,功率器件损坏或参数设计不合理一起的 控制器的可靠性及质量判断(4) B.控制器内部电源损坏,一般有以下几种可能:控制器内部电路短路,外围控制部件短路,外部引线短路 控制器的可靠性及质量判断(5) C.控制器工作起来时断时续,一般有以下几种可能:器件本身在高温或低温环境下参数漂移,控制器总体设计功耗大导致某些器件局部温度过高而使器件本身进入保护状态,接触不良 提高控制器可靠性的方案(1) 了解电动车控制系统可能发生故障点以后,有针对性的可靠性设计就有了目标 A.首先是功率器件的型号,品牌,产地与供应商的选择,然后对功率器件的筛选老化,以上两点是提高功率器件可靠性的前提.在此基础上,对功率器件安装工艺的设计和对功率器件驱动电路的设计才有意义.对无刷电机控制器而言,一般上三路功率管的驱动比较复杂,目前大多数厂家采用专用驱动芯片.专用驱动芯片的不足之处是价格较高,内部的变频电路采用了有源电路,转换效率偏低,其主要的应用场合是在周围电路完全没有交流电存在情况下,利用其内部电路完成变频,升压与整流. 提高控制器可靠性的方案(2) B.对于控制器的内部电源,为了防止控制器内部或外部短路对电源的损坏,同时也是出于对电源自身的保护,可以把电源设计成多路独立供电方式,为提高电源转换效率,采用DC-DC模式,带负载能力强,自身功耗低,只有零点几瓦. 提高控制器可靠性的方案(3) C.要克服控制器对温度的敏感,第一是选择温度系数好的元器件,第二是从设计上降低各模块电路消耗,第三是尽量减少无用功功耗,第四是充分考虑控制器的散热 提高控制器可靠性的方案(4) D.由于电动车电气系统信号的传输是用连接线束来完成的,对电动车连接线束与接插件的要求是:连接可靠,防水,防尘,抗振,防氧化,防磨损 1.什么是控制器？在电动车中起什么作用？ 答：控制器是控制电机转速的部件，也是电动车电动系统的核心。控制器兼具多种保护功能，如欠压保护、限流驱动、过流保护、堵转保护，刹车断电