企业合作项目_仿生机器人与系统教育部重点实验室

图1 电动自行车

电动自行车作为新兴的交通工具，具有污染小、噪音小、快捷便利等优点，无论在城市还是乡村，都可畅行无阻，在全世界越来越受到欢迎。据不完全统计，目前我国电动自行车年销售量达数千万辆，保有量达上亿辆。电动自行车整个产业链已经成熟，产值达数千亿元。作为电动自行车的核心部件，电动车控制器把电能以适当方式给电机，使得电机可以加速、减速、匀速、刹车、停车等，控制器还可以提供电量显示、速度显示、报警、防盗等附加功能。控制器的质量就决定了电动自行车的运行好坏。当今国内的电动车控制器市场发展迅速,但功率驱动部分大同小异，产品性能/功能取决于控制器的心脏—微处理器以及控制器的灵魂—软件算法。我研究所从电动自行车控制器技术的战略制高点出发，投入巨大人力物力，倾力打造出基于世界著名英飞凌半导体公司的汽车级微处理器的新一代电动自行车控制器，它具有汽车级可靠性和优越的控制性能。控制器采用了英飞凌半导体的最新一代微处理器XC800系列作为控制器核心，该系列微处理器为电机控制做了专门的优化，外设丰富，处理能力强，实时性高，汽车级抗干扰性，大大提高了控制器的可靠性和控制性能。

控制软件是控制器的灵魂所在。该控制器软件基于以下几个方面提高了产品的性能与功能:

1) 启动时的噪音控制,使得电机得以超静音启动；
2) 独立6路PWM空间矢量调制技术，使得磁力矩控制更为精确，带来更好的变速和制动性能,同时降低了能耗，续航里程提高9%；

3) 线性EBS刹车以及滑行反充电过程中的电压以及电流的精准控制,确保此过程中控制器的安全以及控制效果,并且,支持EBS线性刹把；
4) 强大的硬件监控保护模块,确保电机运行可靠,并方便故障判断；

5) 全部功能按模块化设计,用户可以通过硬件接线或者串口通讯来配置功能模块与系统参数；

6) 智能自学习功能，可根据相线接法和电机相角调整控制输出。

图2 500W电动自行车控制器

图3 350W直流无刷电机

控制器所具备的功能

1) 超静音启动；

2) 柔性/线性EBS；

3) 特定速度区间滑行反充电和EBS刹车反充电；

4) 1比1助力；
5) 低速下全扭矩输出功能；

6) 监控保护,对电机相/霍耳/刹把/转把/EBS系统等外部接线设置进行自检,并实时监控系统状态提供系统状态指示；

7) 欠压滞环保护；

8) MOS管过流实时保护；

9) 堵转保护；
10) EBS过程中的电流/电压控制；

11) 自动巡航/手动巡航；

12) 按键3档切换；

13) 串口通信功能,用于配置功能模块和系统参数；

14) 自学习功能,智能识别电机相角和相接线方式；

15) 限速自学习功能。

16) 防盗保护

17) 缺相保护

18) 电流渐升功能

图4 防水试验

图5 高低温实验

我研究所全力打造的新一代基于XC800的电动自行车控制器具备卓越的性能、极高的可靠性和强大的扩展能力,可适应恶劣的工作环境，满足最苛刻的用户的功能扩展要求；严格的工艺程序确保控制器真正做到"三防"(防水,防震,防电磁干扰)；同时,优秀的变速系统和制动系统可给用户带来行云流水般的行驶乐趣。

目前已研制出350W, 450W, 500W等序列电动自行车控制器，并与相关生产企业合作，实现了规模化生产，产品经过三年检验，可靠性高，实际返修率小于2%，控制性能优良，达到业界一流水平。而且我研究所不断推陈出新，引领电动自行车控制器的大踏步发展。