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
5 S0 q2 x- M& M3 ^) J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
2 K. c2 H5 k. c8 o% y4 Y" _+ a实验，很值得推广使用。
. {/ b. f# ]5 K电动车以其无污染，无嗓音，轻便美观．结构简
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
* K) Q2 y! j3 {, E$ t4 W  T量制约了电动摩托车、电动自行车的行驶里程，也大
  \! q# X  D0 j3 X: _# z2 [8 V大制约了电动摩托车和电动自行车的进一步发展．
1 w$ e+ P) h4 d  }$ R# r6 f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
, y8 t  K/ `5 x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
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]。
8 P9 v( ~8 v8 S8 T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
# \% B3 N6 k6 r* ?主电路等组成。主要实现对电机的调速、启制动、能量
管理及欠压过流过载、输出端短路保护等功能。其整
6 j& z/ P& w4 h6 H$ P  S  Y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
0 M: y$ [# |& h, D& H- |$ j# s功率放大和逻辑变换，以得到6路PWM信号控制的
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。
, [! O1 J: ~' O5 p/ U; Z3控制器硬件结构
图2示出控制器硬件系统结构图。考虑到价格
8 b8 M- R- v( ^* Y& w1 O成本，控制器采用PICl6F72芯片进行控制。
PICl6F72是28脚的PIC系列中档单片机．具有高
5 X9 n5 T- }$ O& g2 r$ D性能RISC CPU，仅有35条单字节指令．除程序分支
9 d' E( [" |" f1 _% Y5 q指令为双周期指令外，均为单周期指令：具有2Kxl4
0 v: G' d/ z' Y+ ?. J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
- Q& x7 H. j* ?率为10位的PWM模块；还具有6通道8位模数转
$ q9 H+ l( P; l0 L换器。由于PICl6F72的体积小，结构紧凑，功能齐
全．所以非常适合用于电动车控制器中。
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