增程式摩托车增程控制器的设计与研究

发布时间：2017-11-27 11:20

  本文关键词：增程式摩托车增程控制器的设计与研究

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【摘要】：随着汽车尾气排放造成的环境问题日益突出,节能减排、低碳生活和可持续发展成为全球共识。据《2015年中国机动车污染防治年报》表明,2014年全国机动车排放污染物4547.3万吨,机动车尾气排放已成为我国空气污染的重要来源。为降低机动车尾气排放,各国积极推动电动车的研发。目前,纯电动汽车使用量逐渐增加,但尚有许多技术问题未能解决,譬如蓄电池技术、充电技术、电机控制技术等,增程式电动汽车作为传统燃油汽车向纯电动汽车发展的过渡车型仍受到广泛关注。增程式摩托车是增程式车辆的一种,通过在纯电动摩托车上安装一套增程器,当蓄电池电量不足时起动增程器发电,实现增程的目的。现阶段增程式摩托车增程器多为小型汽油机和发电机同轴机械组合而成,且多为手拉式起动,操作繁复,智能化程度低;而电起动式增程器必须配备性能可靠的增程控制器,在整车控制器的配合下完成增程器的起动和发电功能。目前电起动式增程器因增程控制器成本较高、控制器体积较大,且可靠性较低,易发生过压或过流损坏。因此,对增程式摩托车增程控制器开展进一步研究具有现实意义。在分析增程式摩托车、增程器、起动-发电机构造及运行原理、控制原理和逆变与整流原理的基础上,本文对增程控制器进行设计与研究,完成控制系统仿真分析、增程控制器整体结构设计、硬件电路整体设计、软件设计以及系统调试和试验分析。增程控制器主要功能模块包括功率驱动、电压检测与保护、电流检测与保护、电机转速检测、电池端电压检测、增程器燃油位置检测、机油压力检测和故障指示等。增程控制器采用主控芯片和专用控制芯片联合控制,选择PIC16F873作为主控芯片完成对电池端电压检测、增程器燃油位置检测、机油压力检测、电机转速检测、故障指示和通信等功能,实现增程控制器控制策略;电机专用控制芯片FCM8201完成增程器起动控制,并完成该过程的电压、电流检测和保护、霍尔信号采集编译和PWM逻辑输出等。论文完成对增程控制器的系统调试和实车初步试验,调试结果表明增程控制器的各个功能模块工作正常,各状态检测和保护模块工作可靠。实车试验完成了起动状态和发电状态试验验证,试验数据表明增程器起动目标转速为1000r/min,起动电流16.3A,起动时间为2s-2.7s,发电整流输出稳定,增程控制器能满足控制要求;试验结果表明增程控制器具有良好的控制效果,增程器在起动和发电阶段运行平稳,控制器各功能模块工作可靠。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U483

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本文编号：1231686