電動(dòng)摩托車控制器可靠性論述
電動(dòng)車商情 電動(dòng)車商情網(wǎng) 俠名 電動(dòng)車維修 2004-7-3 9
| 1、電動(dòng)摩托車控制器的實(shí)現(xiàn)方式與組成部分 目前電動(dòng)摩托車用有刷、無刷控制器普遍采用PWM調(diào)速方式，控制器內(nèi)部必須要PWM發(fā)生器電路，另外還有電源電路、功率、器件、功率器件驅(qū)動(dòng)電路，控制部件（轉(zhuǎn)把、閘把、電機(jī)霍耳等）信號(hào)采集與處理電路、過流、欠壓、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)電路。 2、影響控制器可靠性的因素 控制器的失效，從表現(xiàn)形式來看，一般有以下幾種：（1）功率器件損壞；（2）控制器內(nèi)部供電電源損壞；（3）控制器工作時(shí)斷進(jìn)續(xù)；（4）連接線磨損及接插件接觸不良或脫落引盧控制信號(hào)丟失。針對(duì)以上失效形式的起因分析如下： A、功率器件的損壞，一般以下幾種可能，電機(jī)損壞引起的，功率器件本身的質(zhì)量差或選用等級(jí)不夠引起的，器件安裝或振動(dòng)松動(dòng)引起的，電機(jī)過載引起的，功率器件驅(qū)動(dòng)電路損壞或參數(shù)設(shè)計(jì)不合理引起的。 B、控制器內(nèi)部電源的損壞，一般有以下幾種可能，控制器內(nèi)部電路短路，外圍控制部件短路，外部引線短路。 C、控制器工作起來時(shí)斷時(shí)續(xù)，一般有以下幾種可能，器件本身在高溫或低溫環(huán)境下參數(shù)漂移，控制器總體設(shè)計(jì)功耗大導(dǎo)致某些器件局部溫度過高而使器件本身進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，接觸不良。 D、連接線磨損及接插件接觸不良或脫落，一般有以下幾種可能，線材選擇不合理，對(duì)線材的保護(hù)不完備，接插件的選型不好，線束與接插件的壓接不牢。 3、提高控制器可靠性的方案 了解電動(dòng)摩托車控制器可能發(fā)生故障點(diǎn)以后，有針對(duì)性的可靠性設(shè)計(jì)就有了目標(biāo)。 A、首先是功率器件的型號(hào)、品牌、產(chǎn)地與供應(yīng)商的選擇，然后對(duì)功率器件的篩選老化，以上兩點(diǎn)是提高功率器件可靠性前提。電動(dòng)摩托車用控制器應(yīng)使用A級(jí)的IC與電子器件（C級(jí)為商用級(jí)、I級(jí)為工業(yè)級(jí)、A為車用級(jí)、M為軍用級(jí)），采用A級(jí)電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)略）。在此基礎(chǔ)上，對(duì)功率器件安裝工藝的設(shè)計(jì)和對(duì)功率器件驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)才有意義。 B、對(duì)于控制器的內(nèi)部電源，為了防止控制器內(nèi)部或外部短路對(duì)電源的損壞，同時(shí)也是出于對(duì)電源自身的保護(hù)，可以把電源設(shè)計(jì)成多路獨(dú)立供電方式，這樣既可以防止局部電路（轉(zhuǎn)把、閘把、電機(jī)傳感器等）發(fā)生短路而燒壞控制器，又可以防止電源電壓異常升高而擊穿外部器件�；谝陨峡紤]，并降低電源自身的功耗，提高電源的轉(zhuǎn)換效率，可以采用DC-DC模塊（直流變換器）來實(shí)現(xiàn)。由于DC-DC模塊的負(fù)載能力強(qiáng)，自身的功率損耗相當(dāng)?shù)停ú坏?.1W），這樣在提高控制器的整體效率，降低控制器的運(yùn)行溫度方面有著線形穩(wěn)壓器無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，總之,在有刷或無刷控制器的電路中，由于控制器內(nèi)部電源擔(dān)負(fù)著模塊電路與電動(dòng)車外圍控制器件的供電，因此控制器內(nèi)部電源的可靠性就相當(dāng)重要了，這樣不但能提高整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)也避免了在整車裝配過程中由于誤操作而損壞控制器。 C、要克服控制器對(duì)溫度的敏感，第一是選擇溫度系數(shù)好的元器件，第二是從設(shè)計(jì)上降低各模塊電路的功率消耗，第三是盡量減少無用功消耗，第四是充分考慮到控制器的散熱。降低大電流環(huán)境下使用的MOS管的溫度，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)速度(Tempo)與驅(qū)動(dòng)能力一定要強(qiáng)，而且要選用正溫度系數(shù)的MOS管。 D、由于電動(dòng)摩托車電氣系統(tǒng)信號(hào)的傳輸是用連接線束來完成的，出于提高電動(dòng)摩托車整車線路的可靠性和提高控制器本身的可靠性出發(fā)，對(duì)電動(dòng)車連接線束與接插件的要求是：連接可靠、防水、防塵、抗震、防氧化、防磨損。基于以上要求，電動(dòng)車連接線束與接插件要有完備的防護(hù)套，非功率線路用接插件一定要達(dá)到汽車級(jí)的接插標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)殡妱?dòng)摩托車的使用環(huán)境從某種意義上講，比汽車的使用環(huán)境還要惡劣，功率線路部分不能使用汽車電路上普遍采用的接插件。汽車電路里有大電流經(jīng)過的線路基本采用壓線端子，直接用螺栓固定在接線柱上了，其大量的接插件電路只是用于汽車電子電路或燈具，這些接插件所承載的電流不是很大。電動(dòng)摩托車的功率線路上應(yīng)使用能承受大電流的接插件（如優(yōu)質(zhì)子彈頭等）。 4、控制器實(shí)時(shí)保護(hù)功能對(duì)控制器可靠性的作用 對(duì)于控制器的欠壓保護(hù)功能，保護(hù)的是電池，過流保護(hù)功能不但保護(hù)了電機(jī)，還保護(hù)了控制器本身，這是控制器最基本的保護(hù)功能，如果控制器只具有欠壓與過流（或限流）保護(hù)功能，實(shí)際上是把對(duì)電機(jī)的所有保護(hù)功能全部轉(zhuǎn)化成過流（或限流）保護(hù)功能，這樣對(duì)在復(fù)雜工況下使用的電動(dòng)摩托車電氣系統(tǒng)來說，其設(shè)計(jì)可靠性就很低了。對(duì)于無刷電機(jī)控制器，由于輸入控制變量與控制器使用的功率器件比較多，控制器可以利用各種輸入信號(hào)對(duì)控制系統(tǒng)完成相當(dāng)完善與相當(dāng)靈活的保護(hù)，這些保護(hù)功能可以有：過流保護(hù)、減流保護(hù)、低電流過載保護(hù)、電機(jī)換相信號(hào)錯(cuò)誤保護(hù)，在沒有過流的情況下電機(jī)堵轉(zhuǎn)直接保護(hù)等。無刷控制器通過直接讀取各種控制信號(hào)，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理或保護(hù)，這種就可以大大提高摩托車用無刷控制器的設(shè)計(jì)可靠性，從批量使用的效果來看，采用實(shí)時(shí)控制與保護(hù)技術(shù)的無刷控制器返修率可以控制在千分之二以內(nèi)。 電動(dòng)摩托車行駛速度(Tempo)比較快，而且行駛在機(jī)動(dòng)車道上，因此絕對(duì)不允許出現(xiàn)飛車現(xiàn)象。電動(dòng)摩托車在重負(fù)載啟動(dòng)或突然上坡時(shí)功率將突然達(dá)到2KW以上。出于對(duì)控制器自身的保護(hù)和對(duì)電機(jī)的保護(hù)，在不影響騎行人員正常起動(dòng)與突然加速的情況下，需要有堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能。這種堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能不是簡單的限流保護(hù)或過流保護(hù)。 5、控制器的可靠性測(cè)試 一般電子產(chǎn)品的測(cè)試有器件測(cè)試、板級(jí)測(cè)試、成品測(cè)試，破壞性的極限測(cè)試等幾類。對(duì)于電動(dòng)摩托車控制器而言，以上幾種測(cè)試必須做。需要強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于產(chǎn)品初期的成品測(cè)試，防高低溫老化，抗振動(dòng)、抗干擾、抗電流沖擊(Impuise)，防水、防短路測(cè)試是必須要做的，而且是需要100％做測(cè)試的。 6、批量使用與質(zhì)量評(píng)估 通過對(duì)控制器設(shè)計(jì)可靠性的改進(jìn)與嘗試，并大批量配套裝配整車，經(jīng)過長時(shí)間的市場(chǎng)(Rialto)使用與質(zhì)量追蹤，對(duì)電動(dòng)摩托車用大功率有刷控制器（系統(tǒng)）的返修率已經(jīng)控制在1KPPM以內(nèi)，電動(dòng)摩托車用大功率無刷控制器（系統(tǒng)）的返修率已經(jīng)控制在2KPPM以內(nèi)。 |
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