带制动能量回收的轮毂电机控制器设计(附件)
当前，电动汽车发展的最大问题是其续航能力差及电池电量补充和利用。电动车的成本控制以及性能的优化提升，应重点研究其控制器、蓄电池、电机，其中以轮毂电机控制器为主要研究对象，其研究对电动汽车的发展有着不可缺少的意义。本文主要研究带制动能量回收的轮毂电机控制系统，基于控制芯片STM8S进行带制动能量回收的轮毂控制器的总体设计。本文首先提出电动汽车控制系统方案的整体结构方框图，其次是分别对控制器的各个模块电路进行设计与说明，最重要的介绍是元件的选择和工作原理，分析了无刷直流电机的工作过程，设计控制器电路图，并且运用AltiumDesigner绘制控制器各个模块的电路图。目的是为获得一种合理完善的设计方案来控制汽车制动时的能量回收，增加汽车的续航能力。关键词轮毂电机，能量回收，控制器，STM8S芯片
目录
1. 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 轮毂电机技术国内外研究现状 2
1.3 制动能量回收的国内外研究现状 3
1.4 本课题的研究内容 3
2. 带制动能量回收控制器设计 4
2.1 能量回收方式与无刷直流电机控制器简述 4
2.2 控制系统硬件的基本组成结构 5
2.3 控制芯片STM8S介绍 6
2.4 电源模块 8
2.5 信号检测模块 9
2.6 霍尔信号采集电路 11
3. 基于AltiumDesigner软件原理图设计过程 12
3.1 建立工作环境 12
3.2 绘制元器件并添入集成库 13
3.3 绘制原理图 14
3.4 生成PCB 17
结论 19
致谢 20
参考文献 21
绪论
随着社会的飞速发展，人们越来越依赖石油能源，石油能源因此变得日益短缺。为了减少不可再生能源的使用，保护美好的环境，新能源汽车就自然而然的成为了人们的研究方向，并且新能源汽车已经发展成为一种新型的代步工具。但是新能源汽车还存在诸多的问题，主要集中于汽车续航能力和电池方面的问题。为解决这两个问题，本文基于分析无刷直流轮毂电机的结构和 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
工作原理以及对能量回收系统的分析，设计制动能量的回收的轮毂电机控制器控制系统，借此来提高电动汽车的续航能力和电池电量的补充能力。
课题背景及意义
随工业时代发展至今，汽车的发展对人类的影响既有好的一面，也有坏的一面。其好的一面主要体现在，在其给人类生活提供了便利的同时，缩短了成本和运输的时间，带动了一系列产业链的飞速发展，促进了社会经济的快速发展，汽车的发展在我国的经济中占有很大的比重。其坏的一面主要体现在，汽车的尾气排放给人类生存环境带来了非常巨大的影响，空气的污染问题越来越突出，以此同时，不可再生的能源的日益消耗，使得全球环境日益恶化，石油危机爆发，我国石油消耗日益增加，石油资源也就变得日益短缺，并且我国的石油来源主要是依赖于国外进口，这无疑是我国面临的重大挑战，随着汽车的发展，各个国家能源的消耗和需求量日益增大，能源难题上升为世界难题。在如此严峻的势态下，新能源汽车的出现，使得这个严峻的问题得以改善。
电动车的出现是在一百多年以前，由于其电池技术发展的不成熟和局限性，因此电动车逐渐被燃油汽车淹没。时至今日，各个国家爆发石油危机，为找寻汽车工业的可持续发展方向，清洁能源、对人类生存环境几乎没有污染的电动汽车再次进入了人们的视线内。随着科技创新的不断进步，电动汽车的发展也变的飞快起来，随着电动汽车的发展，人们生活的不断提高要求着电动汽车技术的不断更新，在技术的不断更新中出现了轮毂电机技术，由于轮毂电机技术的实用性得到了人们的重视，随着人们关注度不断提高，轮毂电机相关结束也随科技进步变得愈发成熟起来。从长远来看，电动汽车具有非常大的发展前景，电动汽车的发展可以较好的解决环境难题和能源难题，而轮毂式驱动电机在提高传动效率的同时，极大的简化了机械传动的装置，减轻了汽车的整车质量。轮毂电机的研究方向将成为今后电动汽车的动力研究方向。
轮毂电机的研究在新能源汽车研究领域必将占据重要席位，为更有效的提高能量利用效率以增加汽车持续行驶的里程。研究带制动能量回收的轮毂电机控制器控制系统具有必要意义，其中对轮毂电机的控制设计便是本课题的关键部分，所以要使得整体的研究水平得到提高，设计一个合理且运行良好的控制系统，必须研究其核心控制部分。
轮毂电机技术国内外研究现状
最早研究轮毂电机技术的是国外，许多国家在研究上投入了大量的物质和财力，并在轮毂相关技术领域取得重大突破。作为机电能量转化不可或缺的工具，轮毂电机多年来在人们的日常生活中得到了广泛的应用，特别是在类的日常生活之中和社会经济发展的各个领域中更为突出。相较于国外，国内的研究起步比较晚。相关数据统计，来自于电机的动力能源有高达百分之九十。在我国新能源汽车的制造中，有近百分之七十的电能用于电机。随着现代社会对生产需求的不断增大，轮毂电机技术研究也必须向新型的方向发展。科学技术的不断进步和新出现的新型材料，使得轮毂电机技术也得到了不断的更新。
众所周知，日本在能源方面很是紧缺。因此，为其汽车行业得以长足的发展，他们对于电动汽车的相关技术研究从未松懈，当然轮毂电机技术也得到了较为快速的发展。清水浩是日本庆义塾大学的教授与研究人员，采用了轮毂电机相关技术，共同设计和完善了电动汽车Eliica。在1915年，由美国的Langmill提出汞整流器门控制，其主要是直流可变交流的逆变设备。1917年，Boliger提出了一种新的方式，就是一种运用整流器替换机械刷工作，为无刷直流电机诞生提供了强而有力的基础。
相较而言，国内对轮毂电机技术的研究运用的主要是广汽汽车集团和奇瑞汽车公司。奇瑞汽车公司运用轮毂电机技术设计生产的瑞麒X1EV，在其动力方面与同类燃油车相当。作为新能源车，它诞生的同时，说明了国内轮毂电机技术研究取得是实质性的进步。
制动能量回收的国内外研究现状
1.3.1 国外研究情况
源自上世纪90年，欧洲许多国家投入了大量的人力与物力致力于研究新能源汽车，新能源汽车就此迈进一大步，取得非常重大的成果，这些新研究设计出的电动车都以配置了轮毂电机技术和运用了制动能量回收技术为共同点。经由美国政府的大量实际测试及分析相关的实验数据结果可知，续驶的里程增加了10%25%的车辆。都运用了制动能量回收技术。
1.3.2 国内研究情况
我国已经研究了多年的能量回收方面的技术，并且已经取得了较好的成果。随着对制动能量回收技术方面的深入研究，其根据汽车机械部分制动力的可调控与不可调控，制定了相关的制动能量控制策略。通过建立制模型，进行大量的严谨的仿真试验，最后证明了制动能量回收系统在电动汽车当中具有非常显著的效果，极大的提高了汽车的续航里程，为试车实验提供了强而有力的理论基础。
目录
1. 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 轮毂电机技术国内外研究现状 2
1.3 制动能量回收的国内外研究现状 3
1.4 本课题的研究内容 3
2. 带制动能量回收控制器设计 4
2.1 能量回收方式与无刷直流电机控制器简述 4
2.2 控制系统硬件的基本组成结构 5
2.3 控制芯片STM8S介绍 6
2.4 电源模块 8
2.5 信号检测模块 9
2.6 霍尔信号采集电路 11
3. 基于AltiumDesigner软件原理图设计过程 12
3.1 建立工作环境 12
3.2 绘制元器件并添入集成库 13
3.3 绘制原理图 14
3.4 生成PCB 17
结论 19
致谢 20
参考文献 21
绪论
随着社会的飞速发展，人们越来越依赖石油能源，石油能源因此变得日益短缺。为了减少不可再生能源的使用，保护美好的环境，新能源汽车就自然而然的成为了人们的研究方向，并且新能源汽车已经发展成为一种新型的代步工具。但是新能源汽车还存在诸多的问题，主要集中于汽车续航能力和电池方面的问题。为解决这两个问题，本文基于分析无刷直流轮毂电机的结构和 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
工作原理以及对能量回收系统的分析，设计制动能量的回收的轮毂电机控制器控制系统，借此来提高电动汽车的续航能力和电池电量的补充能力。
课题背景及意义
随工业时代发展至今，汽车的发展对人类的影响既有好的一面，也有坏的一面。其好的一面主要体现在，在其给人类生活提供了便利的同时，缩短了成本和运输的时间，带动了一系列产业链的飞速发展，促进了社会经济的快速发展，汽车的发展在我国的经济中占有很大的比重。其坏的一面主要体现在，汽车的尾气排放给人类生存环境带来了非常巨大的影响，空气的污染问题越来越突出，以此同时，不可再生的能源的日益消耗，使得全球环境日益恶化，石油危机爆发，我国石油消耗日益增加，石油资源也就变得日益短缺，并且我国的石油来源主要是依赖于国外进口，这无疑是我国面临的重大挑战，随着汽车的发展，各个国家能源的消耗和需求量日益增大，能源难题上升为世界难题。在如此严峻的势态下，新能源汽车的出现，使得这个严峻的问题得以改善。
电动车的出现是在一百多年以前，由于其电池技术发展的不成熟和局限性，因此电动车逐渐被燃油汽车淹没。时至今日，各个国家爆发石油危机，为找寻汽车工业的可持续发展方向，清洁能源、对人类生存环境几乎没有污染的电动汽车再次进入了人们的视线内。随着科技创新的不断进步，电动汽车的发展也变的飞快起来，随着电动汽车的发展，人们生活的不断提高要求着电动汽车技术的不断更新，在技术的不断更新中出现了轮毂电机技术，由于轮毂电机技术的实用性得到了人们的重视，随着人们关注度不断提高，轮毂电机相关结束也随科技进步变得愈发成熟起来。从长远来看，电动汽车具有非常大的发展前景，电动汽车的发展可以较好的解决环境难题和能源难题，而轮毂式驱动电机在提高传动效率的同时，极大的简化了机械传动的装置，减轻了汽车的整车质量。轮毂电机的研究方向将成为今后电动汽车的动力研究方向。
轮毂电机的研究在新能源汽车研究领域必将占据重要席位，为更有效的提高能量利用效率以增加汽车持续行驶的里程。研究带制动能量回收的轮毂电机控制器控制系统具有必要意义，其中对轮毂电机的控制设计便是本课题的关键部分，所以要使得整体的研究水平得到提高，设计一个合理且运行良好的控制系统，必须研究其核心控制部分。
轮毂电机技术国内外研究现状
最早研究轮毂电机技术的是国外，许多国家在研究上投入了大量的物质和财力，并在轮毂相关技术领域取得重大突破。作为机电能量转化不可或缺的工具，轮毂电机多年来在人们的日常生活中得到了广泛的应用，特别是在类的日常生活之中和社会经济发展的各个领域中更为突出。相较于国外，国内的研究起步比较晚。相关数据统计，来自于电机的动力能源有高达百分之九十。在我国新能源汽车的制造中，有近百分之七十的电能用于电机。随着现代社会对生产需求的不断增大，轮毂电机技术研究也必须向新型的方向发展。科学技术的不断进步和新出现的新型材料，使得轮毂电机技术也得到了不断的更新。
众所周知，日本在能源方面很是紧缺。因此，为其汽车行业得以长足的发展，他们对于电动汽车的相关技术研究从未松懈，当然轮毂电机技术也得到了较为快速的发展。清水浩是日本庆义塾大学的教授与研究人员，采用了轮毂电机相关技术，共同设计和完善了电动汽车Eliica。在1915年，由美国的Langmill提出汞整流器门控制，其主要是直流可变交流的逆变设备。1917年，Boliger提出了一种新的方式，就是一种运用整流器替换机械刷工作，为无刷直流电机诞生提供了强而有力的基础。
相较而言，国内对轮毂电机技术的研究运用的主要是广汽汽车集团和奇瑞汽车公司。奇瑞汽车公司运用轮毂电机技术设计生产的瑞麒X1EV，在其动力方面与同类燃油车相当。作为新能源车，它诞生的同时，说明了国内轮毂电机技术研究取得是实质性的进步。
制动能量回收的国内外研究现状
1.3.1 国外研究情况
源自上世纪90年，欧洲许多国家投入了大量的人力与物力致力于研究新能源汽车，新能源汽车就此迈进一大步，取得非常重大的成果，这些新研究设计出的电动车都以配置了轮毂电机技术和运用了制动能量回收技术为共同点。经由美国政府的大量实际测试及分析相关的实验数据结果可知，续驶的里程增加了10%25%的车辆。都运用了制动能量回收技术。
1.3.2 国内研究情况
我国已经研究了多年的能量回收方面的技术，并且已经取得了较好的成果。随着对制动能量回收技术方面的深入研究，其根据汽车机械部分制动力的可调控与不可调控，制定了相关的制动能量控制策略。通过建立制模型，进行大量的严谨的仿真试验，最后证明了制动能量回收系统在电动汽车当中具有非常显著的效果，极大的提高了汽车的续航里程，为试车实验提供了强而有力的理论基础。
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