电动轻型摩托车因其骑行便捷、成本低廉及零排放污染的优点,在近几年广为流行。无论从环保角度还是能源角度看,未来电动车都会有一个大的发展,可能会成为新的经济增长点。电动轻型摩托车的电气系统主要包括电池、直流无刷电机(BLDC)和电子控制器(Electronic Control Unit,简称ECU)。ECU作为系统的核心,承担了接收控制信号、驱动电机运行的关键功能以及仪表显示、电池管理、安全保护等扩展功能的实现。这些控制逻辑的算法都是由ECU的软件来完成。可以说,ECU软件的开发就是整个电动摩托车控制系统的核心技术,其优劣直接决定了整车性能的高低。当前业界对于ECU软件技术研究的重点是优化控制,提高电机效率,延长电池寿命,以及扩展新功能等。传统的ECU软件采用简单的一体化架构设计,没有分层和模块化,不利于维护和移植。此外在电机控制上采用简单的方波换相方式驱动电机,噪声和力矩波动较大、效率低。本文的研究课题,就是引入汽车开放系统架构(AUTOSAR)的标准软件架构,以平台化的理念和模块化的方法进行ECU软件的设计开发,实现调速、刹车、防盗锁死、仪表显示、电池过压及过流保护等功能；在电机控制算法上采用更为先进的空间矢量调制(SVM)方法,输出正弦电流驱动电机以消减力矩波动和噪声并提高效率。最后,在系统的调校和测试中,开发了一个上位机调校软件,通过UART接口实时监控ECU运行状态并调校其控制参数,以使系统性能达到最优。经过测试验证,所设计的ECU功能稳定可靠,电机运行平稳安静,效率及最大输出扭矩优于传统控制器,从而改善了骑行的舒适性并提高了续航里程。
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