具有能量回馈制动功能的电动车控制器设计

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摘要
为了提高电动车的能量利用率，介绍了一种带有能量回馈制动功能的电动车控制器；同时还介绍了实现控制
器硬件结构和能量回馈的方法。试验结果表明，该控制器的设计性能稳定。通过了载人爬坡、上坡重载的启动和制动
实验，很值得推广使用。
. t" Z! n6 k" d电动车以其无污染，无嗓音，轻便美观．结构简
$ V" w% w- O# q. c单，使用方便，价格适中，无需驾照和年检等优点，日
益成为大众化，平民化的交通工具。目前，因电池容
- ]! M. |; m! ?1 M" D! z量制约了电动摩托车、电动自行车的行驶里程，也大
' M$ a+ M& d/ p9 [- N大制约了电动摩托车和电动自行车的进一步发展．
如何节省能量和增加电动摩托车、电动自行车的行
驶里程，已成为电动车进一步发展的关键。为了提高
; U/ \* ~6 G5 `4 z: r; Z电动车的能量利用率．其最有效的方式是采用能量
回馈制动技术【J】。为此．这里介绍了一种实用化的具
5 t) y2 Z; p0 d8 P/ F2 O" M有能量回馈制动功能的电动车控制器设计方法．类
似的设计方案可参见文献[2]。
电动车控制系统由PICl6F单片机控制器、
MOSFET驱动保护电路、信号检测电路和6管H桥
: R# z* D6 |2 S3 h! }1 w- X主电路等组成。主要实现对电机的调速、启制动、能量
# D& T6 j$ y8 G2 @+ U- x管理及欠压过流过载、输出端短路保护等功能。其整
个系统的协调控制由PIC单片机系统实现，它包括速
度开环补偿调节、电流闭环PI调节、换流控制、PWM
信号产生等。驱动电路主要对输出的PWM信号进行
! y% B, V2 t4 S1 h  U功率放大和逻辑变换，以得到6路PWM信号控制的
0 K3 ^$ G( `4 [  j* B1 c/ s  u三相逆变桥。对I{ALL信号的采集采用多次采样校验
的方式，滤除噪声以免误动作而影响输出转矩。
8 J6 Q) P+ |) R8 w0 }% p& g3控制器硬件结构
2 K! I' E+ h- R# x5 |( [图2示出控制器硬件系统结构图。考虑到价格
) m; i+ s3 p! {$ l, w* X: r成本，控制器采用PICl6F72芯片进行控制。
6 g' A6 `% E# E: D/ J& y! DPICl6F72是28脚的PIC系列中档单片机．具有高
2 H4 P/ e5 w3 ?: I, d; I性能RISC CPU，仅有35条单字节指令．除程序分支
指令为双周期指令外，均为单周期指令：具有2Kxl4
' K7 Z- _. d( Q3 t" d3 {6 L+ L个FLASH程序存储器和多达14个中断源：还具有
3个定时器、2个捕捉器、1个比较器，1个最大分辨
! _; `* t% j3 ^. y' c率为10位的PWM模块；还具有6通道8位模数转
换器。由于PICl6F72的体积小，结构紧凑，功能齐
: r& }- s  W, Z3 i9 _全．所以非常适合用于电动车控制器中。
) l+ c& F0 w# N/ n6 |" K
3 M# `  V3 E; W, [* N2 Z
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