【導(dǎo)讀】控制器作為電動兩輪車的核心部件，控制電機(jī)的啟動、運行、進(jìn)退、變速、停止等操作，起到電動兩輪車“控制大腦”的作用。當(dāng)前電動車領(lǐng)域?qū)诵尿?qū)動電機(jī)的控制精度、轉(zhuǎn)矩脈動、可靠性、噪聲震動(NVH)、電機(jī)驅(qū)動效率、弱磁性能、電流響應(yīng)速度等技術(shù)性能要求越來越高，相應(yīng)的電機(jī)控制算法日趨復(fù)雜。在智能化發(fā)展趨勢下，電動兩輪車集成多種先進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)，從而對控制器芯片提出了更高要求，例如，需要芯片具有更高性能的處理能力、更加豐富的通信接口及多通道模擬/數(shù)字(A/D)和數(shù)字/模擬(D/A)接口等。
控制器作為電動兩輪車的核心部件，控制電機(jī)的啟動、運行、進(jìn)退、變速、停止等操作，起到電動兩輪車“控制大腦”的作用。當(dāng)前電動車領(lǐng)域?qū)诵尿?qū)動電機(jī)的控制精度、轉(zhuǎn)矩脈動、可靠性、噪聲震動(NVH)、電機(jī)驅(qū)動效率、弱磁性能、電流響應(yīng)速度等技術(shù)性能要求越來越高，相應(yīng)的電機(jī)控制算法日趨復(fù)雜。在智能化發(fā)展趨勢下，電動兩輪車集成多種先進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)，從而對控制器芯片提出了更高要求，例如，需要芯片具有更高性能的處理能力、更加豐富的通信接口及多通道模擬/數(shù)字(A/D)和數(shù)字/模擬(D/A)接口等。
無刷交流輪轂電機(jī)產(chǎn)生輸出動力時，需要控制器進(jìn)行調(diào)速以完成電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。高效舒適的調(diào)速控制離不開復(fù)雜的控制算法參與，龐大算法體系的運行需要高性能控制器芯片資源的支撐。
快包分析師針對兩輪電動車控制器的應(yīng)用場景，推薦基于小華、極海設(shè)計開發(fā)的主控方案，方案均采用矢量FOC控制技術(shù)，主要由矢量變換、環(huán)路調(diào)節(jié)器、空間矢量調(diào)制、霍爾處理以及外圍功能函數(shù)幾大模塊組成，根據(jù)兩輪車控制器行業(yè)實際情況，在調(diào)速平滑性、電機(jī)適用性、故障快速保護(hù)等關(guān)鍵節(jié)點上進(jìn)行優(yōu)化處理，具有多功率段電機(jī)靈活適配、騎行舒適度高、高效安全等特點。
1.極海APM32F035電動兩輪車控制方案
系統(tǒng)框圖
極海兩輪電動車控制器應(yīng)用方案，支持有感FOC矢量控制策略，集成多路運放、比較器，極大地精簡外圍電路設(shè)計，降低外部干擾，同步實現(xiàn)高效率、低噪聲APM32F035作為本方案的主控芯片，負(fù)責(zé)母線電壓、電流、HALL等信號采樣，執(zhí)行電機(jī)控制邏輯，并接收上層應(yīng)用下發(fā)的控制指令及回傳運行狀態(tài)反饋等。
同步對母線電壓以及電機(jī)的相電流信號進(jìn)行ADC采樣，輸入至MCU內(nèi)部進(jìn)行處理，并結(jié)合TMR2提供捕獲到的霍爾信號結(jié)合內(nèi)部算法計算獲取實際運行角度，進(jìn)而執(zhí)行內(nèi)部電機(jī)算法邏輯控制，隨后通過Timer1輸出3對互補的PWM信號至驅(qū)動芯片以及功率器件，進(jìn)而驅(qū)動電機(jī)運轉(zhuǎn)，使電機(jī)更為高效、平穩(wěn)、低聲地運行。
方案特點
● 支持顯示屏串口和CAN通訊，滿足高端應(yīng)用需求
應(yīng)用領(lǐng)域
可廣泛應(yīng)用于電動兩輪車，冰箱壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)，水泵，電動工具，園林工具等領(lǐng)域。
方案簡介：電動自行車電驅(qū)控制板方案以HC32M120為主控芯片，同MOS、Gate_Drivers、LDO及其他外圍電路構(gòu)成。主要功能：EBS、能量回饋、HDC、霍爾修復(fù)、相序自識別、一線通、三速、GB_25KM、1:1電動助力等。
方案特點：
48MHz主頻、2個獨立OPA、高速ADC、電機(jī)專用TIMER、溫度范圍：-40℃~105℃
豐富的基礎(chǔ)函數(shù)庫、SVPWM系統(tǒng)、電機(jī)專用控制庫模塊
FOC控制系統(tǒng)優(yōu)勢（正弦電流、轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)、低噪音）
平地/坡道/溜坡/滑行/帶載啟動優(yōu)勢（啟動轉(zhuǎn)矩大、重載啟動高可靠）
客制化控制流程優(yōu)勢（豐富的模塊化電機(jī)庫）
完善的系統(tǒng)保護(hù)功能（過流、過壓、欠壓、堵轉(zhuǎn)、飛車、短路等保護(hù)）
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