本发明专利技术公开了一种高效率电动车控制系统及控制方法，属于电动车控制系统技术领域，本文设计的转子位置检测电路，可以检测电机转子的实时位置，同时提供电机的实际转速进行反馈给速度闭环，与目标转速进行比较后，此时PI控制器得到转速的误差量与偏移量；电机将实际电流反馈给电流环，与上述的速度环输出的参考电流比较后，电流环的PI控制器得到电流环的误差值与偏移量，电流环的输出值作为参考电压，控制电机，从而调节电机转速和转向。从而调节电机转速和转向。从而调节电机转速和转向。
【技术实现步骤摘要】
一种高效率电动车控制系统及控制方法
[0001]本专利技术涉及一种电动车控制系统，特别是涉及一种高效率电动车控制系统，本专利技术还涉及一种电动车控制系统的控制方法，特别涉及一种高效率电动车控制系统的控制方法，属于电动车控制系统
技术介绍
[0002]自从工业革命以来，技术水平高速发展，蒸汽机开始出现，慢慢应用在各个领域，其中就包括了关系一个国家重大发展的工业领域，随着时代大革新大进步，公共交通领域也早已不再满足蒸汽机带动交通工具，而是也进入了工业化，集成化的高速发展阶段。
[0003]两次工业革命的出现，促进了交通工具的进一步智能化。
[0004]而在这些交通工具中，传统的两轮车是人们使用最多的交通工作，慢慢地有种交通工具逐渐为人关注和重视，那就是电动两轮车。
[0005]电动两轮车包括电动自行车，电动摩托车等。
[0006]电动两轮车逐渐在人们的日常生活和出行中，占据着重要的地位，轻巧，方便，绿色，环保成为了电动两轮车的代名词。
[0007]反观汽车，作为传统动力的内燃机，因为技术成熟，成本低，通常用于汽车驱动。
[0008]但随着汽车的普及，内燃机所带来的问题日益凸显，环境污染以及能源消耗问题也日益严重，导致空气质量的不断恶化，二氧化碳排放增加，温室效应日益严重，人们的生存和发展面临着严峻的挑战，同时石油和天然气等一次能源的储存量也不足以支撑汽车行业的长足发展，也就是说，传统的内燃机汽车已不能完全满足当今市场需求。
[0009]因此，对于石油能源越来越短缺的问题，越来越多的人开始关注，在短途出行上，采用电动两轮车代替汽车，不仅环保绿色，而且更加高效方便。
[0010]为配合市场需求，减小环境污染，削弱汽车对于一次能源的依赖,电动两轮车己经成为汽车行业发展的一个主要方向，而现有技术中的电动车在使用和调控的时候都并不智能和便捷，为此设计一种高效率电动车控制系统及控制方法来解决上述问题。
技术实现思路
[0011]本专利技术的主要目的是为了提供一种高效率电动车控制系统及控制方法，本文设计的转子位置检测电路，可以检测电机转子的实时位置，同时提供电机的实际转速进行反馈给速度闭环，与目标转速进行比较后，此时PI控制器得到转速的误差量与偏移量；电机将实际电流反馈给电流环，与上述的速度环输出的参考电流比较后，电流环的PI控制器得到电流环的误差值与偏移量，电流环的输出值作为参考电压，控制电机，从而调节电机转速和转向。
[0012]本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：
[0013]一种高效率电动车控制系统，包括控制核心MCU模块，所述控制核心MCU模块电性连接功率MOS管驱动电路，该功率MOS管驱动电路电性连接功率管和电池电压变换模块，所
述功率管电性连接BLDCM模块，所述BLDCM模块电性连接霍尔转子位置检测传感器，所述霍尔转子位置检测传感器电性连接采样电路和过流保护电路以及控制核心MCU模块，所述控制核心MCU模块电性连接电池电压变换模块，所述控制核心MCU模块电性连接刹车模块、三挡变速模块、转把模块和电平控制显示屏。
[0014]优选的，所述电源电压变换模块包括三种电压，分别是15V，5V和3.3V。
[0015]优选的，所述控制核心MCU模块采用STM32系列的单片机。
[0016]一种高效率电动车控制系统的控制方法，包括如下步骤：
[0017]步骤一：对无刷直流电机建立数学模型，分析对电磁转矩的控制，进而分析对电机的控制；
[0018]步骤二：建立数学模型大前提，定子谐波磁场在转子中产生的感应电流忽略不计；
[0019]铁损和杂损忽略不计；
[0020]电枢反应忽略不计，齿槽效应忽略不计，并且假设气隙磁场梯形波，平顶宽度为120
°
；
[0021]步骤三：定子绕组以Y型作为连接方式，并且基于上述所说的3相6状态成立。
[0022]优选的，在步骤三中3相6状态成立具体包括以U
a
为A相定子相电压，U
b
为B相定子相电压，U
c
为C相定子相电压，R
a
为A相绕组电阻，R
b
为B相绕组电阻，R
c
为C相绕组电阻，L
a
为A相绕组自身电感，L
b
为B相绕组自身电感，L
c
为C相绕组自身电感，M为ABC三相绕组之间的互感，p为微算子，i
a
为A相绕组相电流，i
b
为B相绕组相电流，i
c
为C相绕组相电流，E
a
为A相绕组上的反电动势，E
b
为B相绕组上的反电动势，E
c
为C相绕组上的反电动势，则电机相电压方程如下所示：
[0023][0024]基于基尔霍夫电流定律可以得到以下基本关系式：
[0025]i
a
+i
b
+i
c
＝0
[0026]故而可以得到：
[0027]Mi
a
+Mi
b
+Mi
c
＝0
[0028]将以上3个关系式进行联立就可以得到：
[0029][0030][0031][0032]因此上述三公式说明通过控制每相的相电压则控制每相的反电动势。
[0033]优选的，根据电磁感应理论：e＝Blv，其中e为感应，l为导体在磁场中切割磁感线的长度，v为导体切割磁感线的速度，又因为
[0034][0035]其中，n为电机转速，D为绕组的有效内径，p为转子极对数，τ为极距，可求得电机绕组的反电动势为：
[0036][0037]α为计算极弧系数，C为反电动势常数，φ为每相磁通，每相磁通固定则反电动势就与电机转速成正比关系，同样控制了反电动势则控制电机转速。
[0038]优选的,在理想情况下，电磁功率可以按照下式进行计算：
[0039]P＝E
a
i
a
+E
b
i
b
+E
c
i
c
＝2E
m
I
[0040]其中，E
m
为反电动势幅值，I为相电流的幅值，可得：
[0041][0042]其中，ψ为电磁磁链峰值，ω为电机角速度，从以上公式可知，电磁转矩与相电流成正比，通过控制相电流就可以控制电机电磁转矩，通过精准控制电流，实现电机转速的的无级可调。
[0043]本专利技术的有益技术效果：
[0044]本专利技术提供的一种高效率电动车控制系统及控制方法，本文设计的转子位置检测电路，可以检测电机转子的实时位置，同时提供电机的实际转速进行反馈给速度闭环，与目标转速进行比较后，此时PI控制器得到转速的误差量与偏移量；电机将实际电流反馈给电流环，与上述的速度环输出的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高效率电动车控制系统，其特征在于：包括控制核心MCU模块，所述控制核心MCU模块电性连接功率MOS管驱动电路，该功率MOS管驱动电路电性连接功率管和电池电压变换模块，所述功率管电性连接BLDCM模块，所述BLDCM模块电性连接霍尔转子位置检测传感器，所述霍尔转子位置检测传感器电性连接采样电路和过流保护电路以及控制核心MCU模块，所述控制核心MCU模块电性连接电池电压变换模块，所述控制核心MCU模块电性连接刹车模块、三挡变速模块、转把模块和电平控制显示屏。2.根据权利要求1所述的一种高效率电动车控制系统，其特征在于：所述电源电压变换模块包括三种电压，分别是15V，5V和3.3V。3.根据权利要求2所述的一种高效率电动车控制系统，其特征在于：所述控制核心MCU模块采用STM32系列的单片机。4.根据权利要求3所述的一种高效率电动车控制系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：对无刷直流电机建立数学模型，分析对电磁转矩的控制，进而分析对电机的控制；其中在建立数学模型从通过转速传感器、扭力传感器、电压表、电流表、震动传感器、温度传感器和摄像头对无刷直流电机的运行数据进行采集；将采集的数据传输至建模软件进行数学建模，并分析对电磁转矩的控制，进而分析对电机的控制；步骤二：建立数学模型大前提，定子谐波磁场在转子中产生的感应电流忽略不计；铁损和杂损忽略不计；电枢反应忽略不计，齿槽效应忽略不计，并且假设气隙磁场梯形波，平顶宽度为120
°
；步骤三：定子绕组以Y型作为连接方式，并且基于步骤二所述的大前提构成3相6状态成立。5.根据权利要求2所述的一种高效率电动车控制系统的控制方法，其特征在于：在步骤三中3相6状态成立具体包括以U
a
为A相定子相电压，U
b
为B相定子相电压，U
c
为C相定子相电压，R
a
为A相绕组电阻，R
b
为B相绕组电阻，R
c
为C相绕组电阻，L
a
为A相绕组自身电感，L
b
为...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶伟光，石坚，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：
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