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20230425二輪車電器局部電機、電池、控制器、充電器工作原理報告

目錄表綜合分為六大方面電動車發展歷史1電機分類2控制器分類3電動車電器組合4轉把工作原理+控制器工作56控制器發展展望6一、電動車控制器開展歷史

控制器的開展是跟隨電機的開展而開展：

1、80年代中國的民營企業在南方蓬勃開展，杭州金華一個坐自行車的小老板用工業直流電機(36V)+3塊12V鉛酸電平通過改裝做了一輛電動車。

2、事實上，自1992年以來，我國便有了自行車研制和生產的相關電動車產品，特別是從1995年清華大學研制的第一臺輕型電動車出世開始，開展到現在的五花八門、林林總總，時間倉促卻也催生了一個行業的傳奇。掐指算來，電動自行車行業已經經過了十余載，這十余載記載了一個產業成長的神話，也記錄了一個從無到有、從有到精，再開展成為目前全世界最大的電動自行車產業的全過程。從第一輛個人的專利制造到第一輛被公安部門正式認證并允許生產的電動車開始，這一個屬于中國的新產業邁開了前進的步伐，在短短的十余載內，已經成就了讓全世界仰慕的產業規模。

3、啟動期：1999-2001年：在這一階段，電池、電機、控制器、充電器〔電動車四大件〕等關鍵零部件在技術上尚不完善，這個階段也主要是針對電動車四大件等關鍵技術進行摸索、研究。從技術層面上來說，早期的電動自行車新電池充電一次只能行駛大約30公里，電池壽命短，電機最大輸出轉矩只有14-18N.M，爬坡能力差，容易磨損，而且電機也都是有刷無齒電機此階段較為知名的電動車品牌有大陸鴿、千鶴、綠源、英克萊。

6、開展期：2023-2023年：電動車保有量從2023年超過1.4億輛后就繼續保持在此根底上的高位增長，電動車社會普及率到達10%以上，每百戶擁有電動車數量普及率到達76%，超過自行車、摩托車、汽車等交通工具的水平，成為國內市場容量最大的交通工具，成為名副其實的第一交通工具。以愛瑪、雅迪、新日為代表的領軍型品牌綜合實力得到進一步穩固，以綠源、比德文、立馬等為代表的領先型品牌產銷量得到進一步提升，以富士達、臺鈴、小刀、小鳥、綠駒、綠佳、寶島、澳柯瑪、速派奇、真愛等為代表的活力型品牌成為行業開展的中堅力量。此外，行業內仍有一大批活潑在渠道和終端的活潑型品牌值得稱贊

4、萌芽期：2002-2005年：在這一階段，伴隨著關鍵研發技術的不斷突破，電動自行車整車性能大為提升，加之全國城市的大規模“禁摩〞政策推動，作為自行車、摩托車替代產品的輕型電動車憑借快捷、方便、環保、廉價的優勢，迅速被越來越多的消費者認同，。以新日、綠源、千鶴、大陸鴿、英克萊等品牌為代表的上規模企業已經形成，而且按照南北差異，亦形成了行業內的以江蘇無錫、浙江、天津為代表的三大產業集聚地，成為“長三角〞產業結構升級中的一個新亮點，奠定了電動自行車產業“三足鼎立〞〔指的是產業基地〕的競爭格局

5、成長期：2006-2023年全行業的技術水平大幅度提高，蓄電池壽命和容量提高了35%，電機由單一的有刷無齒電機開展成為以無刷高效電機為主流，壽命提高了5倍，效率提高了近30%，爬坡和載重能力提高約3.5倍。在性能提高的同時，制造本錢也大幅度下降，價格功率下降到原來的21%；在控制器系統和充電系統方面，技術水平也大幅度提高。特別是在電池技術和電機技術方面都有了很大的進展，電動車專用鉛酸蓄電池在技術上的突破已經領先國際此時的產業規模已到達了年產2100萬輛〔2007年〕，社會保有量到達8000萬。6、開展期：2023-2023年：電動車保有量從2023年超過1.4億輛后就繼續保持在此根底上的高位增長，電動車社會普及率到達10%以上，每百戶擁有電動車數量普及率到達76%，超過自行車、摩托車、汽車等交通工具的水平，成為國內市場容量最大的交通工具，成為名副其實的第一交通工具。以愛瑪、雅迪、新日為代表的領軍型品牌綜合實力得到進一步穩固，以綠源、比德文、立馬等為代表的領先型品牌產銷量得到進一步提升，以富士達、臺鈴、小刀、小鳥、綠駒、綠佳、寶島、澳柯瑪、速派奇、真愛等為代表的活力型品牌成為行業開展的中堅力量。此外，行業內仍有一大批活潑在渠道和終端的活潑型品牌值得稱贊。

二、電機分類

1、電機按供電轉換方式分：〔1〕有刷電機、〔2)無刷電機。

〔1〕：有刷電機分為：有刷有齒〔有刷高速〕{有離合、無離合}。有刷無齒〔有刷低速〕電機。

〔2〕：無刷電機分為：無刷有齒〔無刷高速〕{有離合、無離合}。無刷無齒〔無刷低速〕電機。

無刷有離合電機是出口型和局部國內輕便電動車使用。無離合電機及低速電機做為電摩及三輪電車主選。近3年出現三輪車大功率叉速電機。500W-3000W..

無離合電機利用倍壓原理把電動車下坡時電機產生的電能電壓25V左右提升到50V.，通過控制器的處理向電池充電。

2、電機按放的位置分為：前驅電機、中置電機、懸掛電機、后輪電機等。

3、電機按繞線分為：盤式、繞組。

4、按組裝方式分為：輻條輪電機〔12吋、20吋、22吋、24吋、26吋、700C、28吋〕。輪廓電機。

5、按使用方式：簡易自行車電機、電摩電機、三輪車電機、老年輪椅車電機、滑板車電機、平衡車電機等等。

6、按電機有無安裝磁鋼位置傳感器分：有霍爾電機、無霍爾電機

7、按轉速分：高速電機、低速電機。

電機是把電能轉換成機械能的重要載體。

早期的有刷電機是通過碳刷來實現電機電流在電機磁場內的流動方向。從而保證電機旋轉方向的一致性。

無刷電機是在電機內安裝3個霍爾，當做位置傳感器。在控制器中使用專用IC〔電流自動換向〕。控制器收到電機位置信號而供給不同方向的電流。從而保證電機旋轉方向的一致性。

三：控制器分類

控制器是為電機效勞的。好的電動車是根據電機的特性定制控制器。

1、控制器按供電轉換方式分：〔1〕有刷控制器、〔2)無刷控制器。

2、按電流方向轉換方式分：有刷有霍爾控制器、有刷無霍爾控制器。

3、按控制信號來源分：力矩控制器、普通控制器。

4、按BOMS管個數分：6管、9管、12管等等。

5、按輸出電流波形分：方波控制器、正弦波控制器、矢量正弦波控制器。四、控制器控制原理

高標電動車控制器原理

以下圖就是電動車控制器的控制及顯示原理簡易圖，從圖上可以看出控制系統、霍爾傳感器、電池、MCU、儀表盤之間的關系。在這一點上，優秀的控制器品牌會做的更為精準、高性能。

1、控制器是由周邊器件和主芯片〔或單片機〕組成的。周邊器件是一些功能器件，如執行、采樣等，它們是電阻、傳感器、橋式開關電路，以及輔助單片機或專用集成電路完成控制過程的器件；單片機也稱微控制器，是在一塊集成片上把存貯器、有變換信號語言的譯碼器、鋸齒波發生器和脈寬調制功能電路以及能使開關電路功率管導通或截止、通過方波控制功率管的的導通時間以控制電機轉速的驅動電路、輸入輸出端口等集成在一起構成計算機片。

2、電動車控制器對電動車整車的平安運行都有著重大的作用，在電動車控制器的選擇上就很重要。目前市場上做的比較好的電動車控制器就是高標控制器，高標控制器采用最優質的產品元件，搭載高標科技最先進的生產技術，采用高科技生產流程，為消費者和合作商提供最為高端優質的產品。高標控制器具有全兼容技術，超強防干擾，同時還采用EABS技術，能夠在不消耗電池能源的情況下，有效提升騎行舒適度，讓騎行者體驗平穩、安靜、快速的騎乘樂趣。

3、電動車控制器的設計品質、特性、所采用的微處理器的功能、功率開關器件電路及周邊器件布局等，直接關系到整車的性能和運行狀態，也影響控制器本身的性能和效率。不同品質的控制器，用在同一輛車上、配用同一組相同充放電狀態的電池，有時也會在續航里程上表現出較大的差異。電動車控制器作用重大，廣闊消費者應當予以重視。好的電動車控制器還能夠有效延長電動車其他部件的使用壽命，進而延長整車使用壽命。五、功能實現示意圖六、具體原理和開展方向電動車控制器的分類及架構電動車的控制器按照功率來分大功率控制器、中功率控制器、小功率控制器，按照電機的類型來分類直流有刷控制器和直流無刷控制器，按照在車上的裝配位置來分可以分為別離式控制器和一體式控制器。現在很大一局部電動車使用的是無刷控制器。控制器最根本的功能是驅動控制功能，根據其功能要求最根本的架構是周邊器件和主芯片〔或單片機〕組成。周邊器件是一些功能器件，如執行、采樣等，它們是電阻、傳感器、橋式開關電路，以及輔助單片機或專用集成電路完成控制過程的器件；單片機也稱微控制器，是在一塊集成片上把存貯器、有變換信號語言的譯碼器、鋸齒波發生器和脈寬調制功能電路以及能使開關電路功率管導通或截止、通過方波控制功率管的導通時間以控制電機轉速的驅動電路、輸入輸出端口等集成在一起而構成的計算機芯片。控制器性能主要影響因素控制器作為電動車的最主要的關鍵部件，其性能和質量直接關系到電動車的性能和質量，也關系到消費者的直接人身平安，因此對于廠家來說控制器的性能和質量尤其重要。影響控制器質量和性能的主要因素有以下幾點：1控制器的元器件的性能和質量，控制器最主要的工作部件是單片機，目前我國采用的絕大局部的單片機〔微處理器〕來自于國外進口。其他的元器件、零配件我國目前根本上能夠自主生產，如電感、傳感器等。2控制器的設計水平，主要是指的是總體結構設計、功率開關電路的布局、各種周邊電子元器件的分布等都關系到控制器的質量。3控制器與電機及其他功能部件的兼容程度。控制器作為電動車整車的控制中樞，直接指揮復雜采集信號的處理和各種指令的發出，因此信號采集部件和指令執行部件的性能對控制器的性能有一定的影響。電動車控制器的開展方向電動車控制器作為電動車的“神經中樞〞，主要是協調電機和電源正常工作，同時保證駕駛盡可能經濟、平安、環保。從以上兩個方面決定了電動車控制器的開展方向，電機和電源的開展方向引導控制器的研究與開發的方向。從電動車控制器企業中占據龍頭老大地位的高標科技的開展歷程以及他們現在的開展重心可以看出，電動車控制器在未來主要開展方向表現為以下幾個方面：1智能化。控制器不僅僅進行驅動控制，同時將成為動力和能源管理中心，通過根據路況和助力的情況，智能的調配動力能源，使得能源利用效率提高。2定制化。高端的電動車市場主要是以品牌產品為主，不同的品牌產品其功能不盡相同，因此對控制器的要求也不一樣，因此在控制器高端產品中逐步走向定制化。3強調管理功能。

控制器功能越來越強大，逐步成為自行車的管理中心，如能源管理，通過合理的智能化的能源調配，提高電池的利用率和工作效率；平安管理，通過欠壓、過流等各種保護功能，實現電動車的智能平安管理功能。

4人性化、傻瓜化。

針對電動車的消費群體的廣泛性，電動車的控制必須走向人性化，如引述數字顯示技術、甚至聲音控制技術等操控更加容易，更加平安舒適。5集成化。

隨著制造工藝的提高，MCU功能的強大，控制器逐步走向集成化，原來外局部立元器件較多，任何一個器件損壞都可能導致整個控制器癱瘓，而集成技術將原來的分立件集成到MCU中實現。保證了控制器的質量、減少返修率，縮小了控制器體積。另外還可以集成其他的功能如防盜系統功能。“高標科技，只為高端〞，廣東高標電子科技是一家集研發、生產、銷售為一體的國家級高新技術企業。從2023年至今，高標科技憑借卓越品質、穩定性能、創新技術在行業內的市場占有率已經穩居第一，并在環保電能交通工具控制系統、業務與軟件、專業效勞等三大領域都確立了端到端的領先地位，逐漸成為綠色電動控制領域的領導者。高標科技一直從事自主研發，具有專業、研發經驗豐富的工程師，目前已擁有近100多項專利、30多項創造技術專利，處于業界領先水平，并先后被認定為國家級高新技術企業、智能驅動重點實驗室、深圳職業學院產學研基地、東莞理工學院產學