增程式電動(dòng)摩托車ISG電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、自1885年第一輛摩托車誕生以來，摩托車工業(yè)的蓬勃發(fā)展改變了人們的生活方式和生活質(zhì)量，但其產(chǎn)生的環(huán)境污染、能源消耗等問題也制約了摩托車工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，尤其是國Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)正式施行和油價(jià)上漲等因素，使得傳統(tǒng)摩托車工業(yè)壓力倍增。近年來，受宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控影響，傳統(tǒng)摩托車行業(yè)走勢低迷，2012年2365萬輛的銷量更是創(chuàng)5年來新低。另一面，電動(dòng)摩托車蓬勃發(fā)展。電動(dòng)摩托車具有環(huán)境污染小、噪聲低、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、適用范圍廣和成本低等特點(diǎn)，深受消費(fèi)者青

2、睞。僅2012年我國電動(dòng)摩托車（含電動(dòng)自行車）產(chǎn)銷量就超過3000萬輛，使電動(dòng)摩托車的社會保有量達(dá)1.4億輛，普及率超過10％。但同時(shí)，電動(dòng)摩托車的缺點(diǎn)也是比較明顯的:續(xù)駛里程短、動(dòng)力電池壽命短等。
　　 傳統(tǒng)的提高電動(dòng)摩托車?yán)m(xù)駛里程方式主要有增加動(dòng)力電池容量、提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)效率、減小整車質(zhì)量等。論文課題突破傳統(tǒng)，給電動(dòng)摩托車增加一套增程器，采用車載充電的方式增加行駛里程。裝有增程器的電動(dòng)摩托車又稱為增程式電動(dòng)摩托車，它是一種配有

3、地面充電和車載供電功能的純電驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)摩托車。除了增加續(xù)駛里程的特點(diǎn)外，增程式電動(dòng)摩托車還具有所需動(dòng)力電池容量小，造價(jià)低且不會發(fā)生缺電拋錨現(xiàn)象;動(dòng)力電池淺充淺放，有利于電池壽命等優(yōu)點(diǎn)。
　　 作為增程式電動(dòng)摩托車的核心，增程器由小型內(nèi)燃機(jī)、ISG電機(jī)和ISG電機(jī)控制器等組成。ISG電機(jī)是一種起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)，安裝在內(nèi)燃機(jī)主軸上。電動(dòng)摩托車缺電時(shí)，ISG電機(jī)先工作為電動(dòng)機(jī)模式，在ISG電機(jī)控制器作用下旋轉(zhuǎn)并起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)后一

4、直處于最佳工作狀態(tài)，拖動(dòng)ISG電機(jī)旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，ISG電機(jī)工作為發(fā)電機(jī)模式產(chǎn)生三相交流電，經(jīng)ISG電機(jī)控制器整流后給電摩托車用電設(shè)備（主要是驅(qū)動(dòng)電機(jī)）供電并給動(dòng)力電池補(bǔ)充電能。
　　 論文結(jié)合永磁無刷電機(jī)對ISG電機(jī)進(jìn)行理論分析，提出步進(jìn)起動(dòng)方案，并根據(jù)ISG電機(jī)特性，設(shè)計(jì)了ISG電機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)ISG電機(jī)起動(dòng)、對發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、起動(dòng)電流和動(dòng)力電池充電電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測和保護(hù)，及時(shí)切換ISG電機(jī)功能等。
　　 在硬件設(shè)計(jì)方面，采用

5、模塊化思想設(shè)計(jì)ISG電機(jī)控制器，以PIC18F23K20單片機(jī)為主控芯片，完成電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、轉(zhuǎn)速檢測模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、充電模塊、通訊模塊等模塊設(shè)計(jì)。
　　 在軟件設(shè)計(jì)方面，通過試驗(yàn)測試安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)主軸上的ISG電機(jī)靜態(tài)特性、發(fā)動(dòng)機(jī)最低起動(dòng)轉(zhuǎn)速，根據(jù)ISG電機(jī)控制策略編寫了控制流程，完成了基于匯編語言的編程、調(diào)試和優(yōu)化。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明，ISG電機(jī)控制器具有起動(dòng)性能好，可靠性高等特點(diǎn);通過對充