低功耗高效率100V轉(zhuǎn)12V電流3A 電動(dòng)車(chē)車(chē)充專(zhuān)用芯片SL3041

什么是電動(dòng)車(chē)控制器?

電動(dòng)車(chē)控制器專(zhuān)用dc-dc降壓電源芯片：

SL3036 ESOP8 工作電壓8V-100V 最大電流2A （內(nèi)置MOS管）

SL3036H ESOP8 工作電壓8V-150V 最大電流1.5A （內(nèi)置MOS管）

SL3038 SOP8 工作電壓8V-150V 最大電流5A（外擴(kuò)MOS管）

SL3041 ESOP8 工作電壓10-100V 最大電流3A（內(nèi)置MOS管）

SL3041H ESOP8 工作電壓10-120V 最大電流1.5A（內(nèi)置MOS管）

SL3042 SOP8 工作電壓10-120V 最大電流10A（外擴(kuò)MOS管）

寬電壓降壓恒壓芯片，大功率降壓ic，48V降壓芯片，60V降壓芯片，72V降壓IC，85V降壓IC,90V降壓芯片，100V降壓IC，120V降壓芯片

電動(dòng)車(chē)控制器是用來(lái)控制電動(dòng)車(chē)電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、進(jìn)退、速度、停止以及電動(dòng)車(chē)的其它電子器件的核心控制器件，它就像是電動(dòng)車(chē)的大腦，是電動(dòng)車(chē)上重要的部件。電動(dòng)車(chē)就來(lái)看主要包括電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)二輪摩托車(chē)、電動(dòng)三輪車(chē)、電動(dòng)三輪摩托車(chē)、電動(dòng)四輪車(chē)、電瓶車(chē)等，電動(dòng)車(chē)控制器也因?yàn)椴煌能?chē)型而有不同的性能和特點(diǎn)。

主要功能

超靜音設(shè)計(jì)技術(shù)：獨(dú)特的電流控制算法，能適用于任何一款無(wú)刷電動(dòng)車(chē)電機(jī)，并且具有相當(dāng)?shù)目刂菩Ч?，提高了電?dòng)車(chē)控制器的普遍適應(yīng)性，使電動(dòng)車(chē)電機(jī)和控制器不再需要匹配。

恒流控制技術(shù)：電動(dòng)車(chē)控制器堵轉(zhuǎn)電流和動(dòng)態(tài)運(yùn)行電流完全一致，保證了電池的壽命，并且提高了電動(dòng)車(chē)電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

自動(dòng)識(shí)別電機(jī)模式系統(tǒng)：自動(dòng)識(shí)別電動(dòng)車(chē)電機(jī)的換相角度、霍爾相位和電機(jī)輸出相位，只要控制器的電源線、轉(zhuǎn)把線和剎車(chē)線不接錯(cuò)，就能自動(dòng)識(shí)別電機(jī)的輸入及輸出模式，可以省去無(wú)刷電動(dòng)車(chē)電機(jī)接線的麻煩，大大降低了電動(dòng)車(chē)控制器的使用要求。

隨動(dòng)abs系統(tǒng)：具有反充電/汽車(chē)EABS剎車(chē)功能，引入了汽車(chē)級(jí)的EABS防抱死技術(shù)，達(dá)到了EABS剎車(chē)靜音、柔和的效果，不管在任何車(chē)速下保證剎車(chē)的舒適性和穩(wěn)定性，不會(huì)出現(xiàn)原來(lái)的abs在低速情況下剎車(chē)剎不住的現(xiàn)象，完全不損傷電機(jī)，減少機(jī)械制動(dòng)力和機(jī)械剎車(chē)的壓力，降低剎車(chē)噪音，大大增加了整車(chē)制動(dòng)的安全性；并且剎車(chē)、減速或下坡滑行時(shí)將EABS產(chǎn)生的能量反饋給電池，起到反充電的效果，從而對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)，延長(zhǎng)電池壽命，增加續(xù)行里程，用戶可根據(jù)自己的騎行習(xí)慣自行調(diào)整EABS剎車(chē)深度。

電機(jī)鎖系統(tǒng)：在警戒狀態(tài)下，報(bào)警時(shí)控制器將電機(jī)自動(dòng)鎖死，控制器幾乎沒(méi)有電力消耗，對(duì)電機(jī)沒(méi)有特殊要求，在電池欠壓或其他異常情況下對(duì)電動(dòng)車(chē)正常推行無(wú)任何影響。

自檢功能：分動(dòng)態(tài)自檢和靜態(tài)自檢，控制器只要在上電狀態(tài)，就會(huì)自動(dòng)檢測(cè)與之相關(guān)的接口狀態(tài)，如轉(zhuǎn)把，剎把或其它外部開(kāi)關(guān)等等，一旦出現(xiàn)故障，控制器自動(dòng)實(shí)施保護(hù)，充分保證騎行的安全，當(dāng)故障排除后控制器的保護(hù)狀態(tài)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。

反充電功能：剎車(chē)、減速或下坡滑行時(shí)將EABS產(chǎn)生的能量反饋給電池，起到反充電的效果，從而對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)，延長(zhǎng)電池壽命，增加續(xù)行里程。

堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能：自動(dòng)判斷電機(jī)在過(guò)流時(shí)是處于完全堵轉(zhuǎn)狀態(tài)還是在運(yùn)行狀態(tài)或電機(jī)短路狀態(tài)，如果過(guò)流時(shí)是處于運(yùn)行狀態(tài)，控制器將限流值設(shè)定在固定值，以保持整車(chē)的驅(qū)動(dòng)能力；如電機(jī)處于純堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，則控制器2秒后將限流值控制在10A以下，起到保護(hù)電機(jī)和電池，節(jié)省電能；如電機(jī)處于短路狀態(tài)，控制器則使輸出電流控制在2A以下，以確保控制器及電池的安全。

動(dòng)靜態(tài)缺相保護(hù)：指在電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)車(chē)電機(jī)任意一相發(fā)生斷相故障時(shí)，控制器實(shí)行保護(hù)，避免造成電機(jī)燒毀，同時(shí)保護(hù)電動(dòng)車(chē)電池、延長(zhǎng)電池壽命。

功率管動(dòng)態(tài)保護(hù)功能：控制器在動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功率管的工作情況，一旦出現(xiàn)功率管損壞的情況，控制器馬上實(shí)施保護(hù)，以防止由于連鎖反應(yīng)損壞其他的功率管后，出現(xiàn)推車(chē)比較費(fèi)力的現(xiàn)象。

防飛車(chē)功能：解決了無(wú)刷電動(dòng)車(chē)控制器由于轉(zhuǎn)把或線路故障引起的飛車(chē)現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)的安全性。

1+1助力功能：用戶可自行調(diào)整采用自向助力或反向助力，實(shí)現(xiàn)了在騎行中輔以動(dòng)力，讓騎行者感覺(jué)更輕松。

巡航功能：自動(dòng)/手動(dòng)巡航功能一體化，用戶可根據(jù)需要自行選擇，8秒進(jìn)入巡航，穩(wěn)定行駛速度，無(wú)須手柄控制。

模式切換功能：用戶可切換電動(dòng)模式或助力模式。

防盜報(bào)警功能：超靜音設(shè)計(jì)，引入汽車(chē)級(jí)的遙控防盜理念，防盜的穩(wěn)定性更高，在報(bào)警狀態(tài)下可鎖死電機(jī)，報(bào)警喇叭音效高達(dá)125dB以上，具有極強(qiáng)的威懾力。并具有自學(xué)習(xí)功能，遙控距離長(zhǎng)達(dá)150米不會(huì)有誤碼產(chǎn)生。

倒車(chē)功能：控制器增加了倒車(chē)功能，當(dāng)用戶在正常騎行時(shí)，倒車(chē)功能失效；當(dāng)用戶停車(chē)時(shí)，按下倒車(chē)功能鍵，可進(jìn)行輔助倒車(chē)，并且倒車(chē)速度最高不超過(guò)10km/h。

遙控功能：采用先進(jìn)的遙控技術(shù)，長(zhǎng)達(dá)256的加密算法，靈敏度多級(jí)可調(diào)，加密性能更好，并且絕無(wú)重碼現(xiàn)象發(fā)生，極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并具有自學(xué)習(xí)功能，遙控距離長(zhǎng)達(dá)150米不會(huì)有誤碼產(chǎn)生。

高速控制：采用最新的為馬達(dá)控制設(shè)計(jì)專(zhuān)用的單片機(jī)，加入全新的BLDC控制算法，適用于低于6000rpm高速、中速或低速電機(jī)控制。

電機(jī)相位：60度120度電機(jī)自動(dòng)兼容，不管是60度電機(jī)還是120度電機(jī)，都可以兼容，不需要修改任何設(shè)置。

改進(jìn)方法

電動(dòng)車(chē)控制器應(yīng)該是兼顧蓄電池及電機(jī)的實(shí)際使用情況進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮蓄電池、控制器、電機(jī)三者之間的關(guān)系，將它們作為一個(gè)綜合的系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)，從而得到更為理想的電動(dòng)車(chē)控制器。而不應(yīng)該是市售的只要具有無(wú)級(jí)調(diào)速，剎車(chē)斷電、軟啟動(dòng)……等功能的電動(dòng)車(chē)調(diào)速器。針對(duì)電動(dòng)自行車(chē)實(shí)際使用情況，我們對(duì)無(wú)刷電動(dòng)自行車(chē)控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，增設(shè)了如下的功能：

一、使電動(dòng)車(chē)控制器具有輸出端短路保護(hù)功能

本控制器可以實(shí)現(xiàn)輸出端直接短路保護(hù)，即使在電機(jī)處于最高轉(zhuǎn)速行動(dòng)時(shí)(此時(shí)往往輸出最高電壓)直接短路控制器輸出端，控制器也能很可靠的保護(hù)。在保護(hù)時(shí)電路自動(dòng)降低了輸出電流，以保護(hù)蓄電池的安全，此時(shí)電流約為0.3A，并隨時(shí)檢測(cè)輸出端狀態(tài)，當(dāng)輸出端故障排除后，控制器能自動(dòng)恢復(fù)正?？刂疲哂凶曰謴?fù)功能，從而控制器具有自保護(hù)能力，提高了控制器和蓄電池的安全程度，也提高了對(duì)電機(jī)本身故障的耐受程度。針對(duì)電動(dòng)自行車(chē)使用實(shí)際情況，出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)是可能出現(xiàn)的工況之一，如控制器能對(duì)輸出端短路進(jìn)行可靠保護(hù)，那么在電機(jī)堵轉(zhuǎn)條件下，控制器同樣可以進(jìn)行保護(hù)，并可保護(hù)電機(jī)及蓄電池的安全。如果只具有限流功能的控制器，此時(shí)將輸出大電流(如限流14A)，這些使蓄電池(容量為12AH)處于大電流放電狀態(tài)下(14A)，將影響蓄電池的使用壽命。另外，大電流流經(jīng)電機(jī)繞組，時(shí)間一長(zhǎng)，將使電機(jī)溫升上升，導(dǎo)致繞組絕緣老化，輕則影響電機(jī)壽命，重則燒毀電機(jī)。

二、采用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)

控制器采用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)(無(wú)刷：轉(zhuǎn)速/電流雙閉環(huán)，有刷：電壓/電流雙閉環(huán))，由于電流環(huán)存在，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的限幅，即可以保護(hù)電動(dòng)車(chē)在處于各種正常運(yùn)行情況下最大電流輸出值不會(huì)超出設(shè)定的電流限幅值，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)限流，這樣在任何運(yùn)行情況下，蓄電池均不會(huì)出現(xiàn)超過(guò)設(shè)定值電流的放電過(guò)程，保證了蓄電池的安全。另外由于雙閉環(huán)的配合作用，可以使電機(jī)實(shí)現(xiàn)最理想的啟動(dòng)過(guò)程和加速過(guò)程，使蓄電池的電流得到有效的利用，從而可以增加電動(dòng)自行車(chē)的行駛里程。而市售控制器由于是單閉環(huán)控制系統(tǒng)，并依靠MC33035(MC33033)芯片的限流作用，所以在啟動(dòng)和加速時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)控制器大電流輸出至限流保護(hù)的運(yùn)行狀態(tài)。

三、欠壓比較設(shè)計(jì)成電壓滯環(huán)自鎖比較

市面上有的控制器只具有欠壓保護(hù)功能，即當(dāng)蓄電池電壓低于某一電壓值后(如32V)封鎖控制器不工作，這容易使用戶利用蓄電池的回升電壓工作(即蓄電池停止放電后，蓄電池電壓會(huì)回升2～3v)，從而造成蓄電池過(guò)放電。本控制器欠壓比較設(shè)計(jì)成電壓滯環(huán)自鎖比較，這樣可以有效地避免了蓄電池回升電壓的使用。

按上述改進(jìn)設(shè)計(jì)的有刷、無(wú)刷電動(dòng)車(chē)控制器，經(jīng)各種負(fù)載情況，各種路況實(shí)際行駛考驗(yàn)，證明其具有很高的可靠性。在堵轉(zhuǎn)運(yùn)行和輸出端直接短路情況下均可實(shí)現(xiàn)可靠的保護(hù)，提高了無(wú)刷電動(dòng)自行車(chē)控制器在實(shí)際運(yùn)行時(shí)的可靠程度，改進(jìn)后的控制器完全可以實(shí)現(xiàn)減少控制器的故障率，降低車(chē)輛返修率的目的。另外，由于電流環(huán)的作用，并可相對(duì)于一般市面上用的控制器可延長(zhǎng)續(xù)駛距離近10%，行駛過(guò)程中有頻繁加減速、反復(fù)上下坡時(shí)，電流環(huán)作用的效果更加明顯。

技術(shù)開(kāi)發(fā)

在傳統(tǒng)的控制單元開(kāi)發(fā)流程中，通常采用串行開(kāi)發(fā)模式，即首先根據(jù)應(yīng)用需要，提出系統(tǒng)需求并進(jìn)行相應(yīng)的功能定義，然后進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，使用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言進(jìn)行面向硬件的代碼編寫(xiě)，隨后完成軟硬件和外部接口集成，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試標(biāo)定。

整車(chē)控制器，尤其是純電動(dòng)車(chē)控制器，其整車(chē)控制器研發(fā)多采用V模式開(kāi)發(fā)流程。軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，為并行開(kāi)發(fā)提供了強(qiáng)有力的工具。

第一步，功能定義和離線仿真。首先根據(jù)應(yīng)用需要明確控制器應(yīng)該具有的功能，為硬件設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)；然后基礎(chǔ)Matlab建立整個(gè)控制系統(tǒng)的仿真模型，并進(jìn)行離線仿真，運(yùn)用軟件仿真的方法設(shè)計(jì)和驗(yàn)證控制策略。

第二步，快速控制器原型和硬件開(kāi)發(fā)。從控制系統(tǒng)的Matlab仿真模型中取出控制器模型，并且結(jié)合dSPACE的物理接口模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)與被控對(duì)象的物理連接，然后運(yùn)用dSPACE提供編譯工具生成可執(zhí)行程序，并下載到dSPACE中。dSPACE此時(shí)作為目標(biāo)控制器的替代物，可以方便地實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)在線調(diào)試和控制邏輯調(diào)節(jié)。

在進(jìn)行離線仿真和快速控制其原型的同時(shí)，根據(jù)控制器的功能設(shè)計(jì)，同步完成硬件的功能分析并進(jìn)行相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)、制作，并且根據(jù)軟件仿真的結(jié)果對(duì)硬件進(jìn)行完善和修改。

第三步，目標(biāo)代碼生成。前述的快速控制原型基本生成了滿意的控制策略，硬件設(shè)計(jì)也形成了最終物理載體ECU的底層驅(qū)動(dòng)軟件，兩者集成后生成目標(biāo)代碼下載到ECU中。

第四步，純電動(dòng)汽車(chē)的硬件在環(huán)仿真，目的是驗(yàn)證其電動(dòng)車(chē)控制器電控單元ECU的功能。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，除了電控單元是真實(shí)的部件，部分被控對(duì)象也可以是真實(shí)的零部件。

第五步，調(diào)試和標(biāo)定。把經(jīng)過(guò)硬件再換仿真驗(yàn)證的ECU鏈接到完全真實(shí)的被控對(duì)象中，進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)和調(diào)試。

分類(lèi)

電動(dòng)車(chē)控制器從結(jié)構(gòu)上分兩種，我們把它稱(chēng)為分離式和整體式。

1、分離式：所謂分離，是指控制器主體和顯示部分分離。后者安裝在車(chē)把上，控制器主體則隱藏在車(chē)體包廂或電動(dòng)箱內(nèi)，不露在外面。這種方式使控制器與電源、電機(jī)間連線距離縮短，車(chē)體外觀顯得簡(jiǎn)潔。

2、一體式：控制部分與顯示部分合為一體，裝在一個(gè)精致的專(zhuān)用塑料盒子里。盒子安裝在車(chē)把的正中，盒子的面板上開(kāi)有數(shù)量不等的小孔，孔徑4-5mm，外敷透明防水膜?？變?nèi)相應(yīng)位置設(shè)有發(fā)光二極管以指示車(chē)速、電源和電池剩余電量。

控制器電路圖

簡(jiǎn)略地講控制器是由周邊器件和主芯片（或單片機(jī)）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(kāi)關(guān)電路，以及輔助單片機(jī)或?qū)Ｓ眉呻娐吠瓿煽刂七^(guò)程的器件；單片機(jī)也稱(chēng)微控制器，是在一塊集成片上把存貯器、有變換信號(hào)語(yǔ)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(kāi)關(guān)電路功率管導(dǎo)通或截止、通過(guò)方波控制功率管的的導(dǎo)通時(shí)間以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)電路、輸入輸出端口等集成在一起，而構(gòu)成的計(jì)算機(jī)片。這就是電動(dòng)自行車(chē)的智能控制器。它是以“傻瓜”面目出現(xiàn)的高技術(shù)產(chǎn)品。

控制器的設(shè)計(jì)品質(zhì)、特性、所采用的微處理器的功能、功率開(kāi)關(guān)器件電路及周邊器件布局等，直接關(guān)系到整車(chē)的性能和運(yùn)行狀態(tài)，也影響控制器本身性能和效率。不同品質(zhì)的控制器，用在同一輛車(chē)上，配用同一組相同充放電狀態(tài)的電池，有時(shí)也會(huì)在續(xù)駛能力上顯示出較大差別。