摘要：為了減少尾氣排放,，啟停技術已經在汽車上推廣開來。針對越來越嚴格的環(huán)保法規(guī)和市場需求,，ZLG推出摩托車智能啟停發(fā)電一體化控制方案,，具有靜音啟動,、高效充電和智能啟停三大特點。

一,、引言

隨著消費水平的增長,，機動車保有量也在爆發(fā)式增長,，隨之帶來的機動車尾氣污染問題也越來越嚴重。為了緩解機動車在等紅綠燈,、堵車或者短時停靠時的尾氣排放問題,，啟停技術已經在汽車上廣泛應用開來,。對于摩托車來說，啟停功能也提上了日程,。ZLG推出的智能啟停發(fā)電一體化控制方案，可以給駕駛者更舒適的感受,，可以減少尾氣排放,，對于摩托車廠家來說，更是可以節(jié)省成本,！

二、傳統摩托車啟動發(fā)電

傳統摩托車的啟動電機是直流有刷電機,，其轉子是線圈,，通過碳刷和換向器對外連通,。這種結構決定了，在高速旋轉時會產生過大的感應電流和摩擦損失,，不適合當發(fā)電機使用,。所以傳統摩托車必須搭配另外一個磁電機來做發(fā)電功能,。以某型號踏板車為例，其結構如圖,。

圖 1 傳統結構

傳統啟動方式中使用的是有刷直流啟動電機，通過單向器和減速齒輪機構,，在啟動的時候連接到汽油發(fā)動機的主軸,。啟動過程：駕駛人按下點火開關，電氣系統控制啟動電機轉動,，啟動電機帶動汽油發(fā)動機啟動,，等汽油發(fā)動機啟動完成后,，駕駛人松開點火開關。

在傳統的啟動方式中,，存在以下缺點：

l 有刷直流電機有碳刷和換向器，碳刷容易磨損,，而且會產生火花，導致換向器積碳,。

l 單向器和減速齒輪機構比較復雜,，容易損壞,。

l 傳統啟動電機由于其連接機構，啟動過程中明顯存在較大噪音,。

傳統的發(fā)電系統由磁電機、穩(wěn)壓整流器和蓄電池組成,。摩托車的蓄電池對于整車來說只是個輔助電源，一般只在啟動和發(fā)動機停轉時啟用,。磁電機才是摩托車的主電源，汽油發(fā)動機啟動后,，帶動磁電機轉動從而發(fā)電，其作用包括給整車供電和給蓄電池充電,。磁電機是無刷電機，外轉子是磁體,，連接在發(fā)動機主軸，內定子是線圈,，固定于發(fā)動機殼體，定子與轉子間沒有任何機械接觸,。磁電機發(fā)出來的是交流電,，需要穩(wěn)壓整流器通過二極管整流橋的方式,，進行半波或全波整流為直流電,。由于二極管存在壓降，此方式一般效率比較低下,。

三、啟停發(fā)電一體系統

新型的啟動發(fā)電一體系統中,，將傳統啟停系統中磁電機改進為帶霍爾傳感器的直流無刷電機，可以兼具啟動和發(fā)電功能,。該系統在機械結構上替代了有刷直流啟動電機和傳統磁電機,，不需要原來的單向器、減速齒輪等傳動零部件,，同時保留了磁電機沒有機械接觸的優(yōu)點,。在電氣結構上,，將啟停控制和穩(wěn)壓整流器整合為一個智能啟?？刂破?。

圖 2 啟停發(fā)電一體

啟停發(fā)電一體電機取消了有刷電機和其機械結構,，優(yōu)點如下：

l 結構簡單,，可靠性更高；

l 不產生火花和電弧,，不產生碳粉,；

l 減輕整車質量和裝配難度,；

l 無刷電機免維護,、無碳刷,，故障率低,、維修費用低,；

四、智能啟停發(fā)電控制方案

ZLG基于多年的電機控制技術積累,，針對摩托車啟停發(fā)電一體系統推出了摩托車智能啟停發(fā)電控制方案,。

l 適用范圍：摩托車啟停發(fā)電一體電機（磁電機）；

l 控制方式：霍爾FOC矢量控制,；

l 機械結構簡單，性能穩(wěn)定壽命長,；

l 靜音啟動技術，取消有刷啟動電機及其機械結構；

l 智能啟停技術,，起步舒適快捷；

l 高效充電技術,，FOC矢量控制和弱磁,；

l 恒流/恒壓充電，完善的充電監(jiān)控功能,；

l 完整的軟件,、硬件設計參考,；

靜音啟動技術是指摩托車在啟動的時候，不再有傳統摩托車啟動時的機械摩擦噪聲和電機電流噪聲,。啟停發(fā)電一體電機是直流無刷電機，沒有換向器,、碳刷和額外的機械機構,，直接連接在汽油發(fā)動機主軸，轉動時不會機械摩擦噪聲,。在電機控制上，方案采用霍爾FOC矢量控制技術,，轉矩脈動小、啟動扭矩大,，配合霍爾傳感器可以實現精準閉環(huán)控制,，極快速啟動,。從零速加速到汽油發(fā)動機啟動，整個過程中轉矩平穩(wěn),，消除了啟動時的電流噪聲,。

智能啟停技術是指摩托車在行駛過程中，需要臨時停車超過一定時間時,，發(fā)動機實現自動熄火功能，在需要繼續(xù)前進時,，無需重按啟動按鈕,，只需要松開剎車，加油門即可實現發(fā)動機自動啟動的一種技術,。ZLG智能啟?？刂破鞣桨钢?，采集摩托車轉速信號、剎車信號,、油門信號和發(fā)動機溫度信號等，通過智能邏輯識別駕駛者意圖,，控制發(fā)動機熄火或者啟動,。傳統摩托在短時停車時,，發(fā)動機處于怠速狀態(tài)。ZLG的智能啟停技術使得摩托車在短時停車時處于熄火狀態(tài),，減少了油耗和尾氣排放。配合靜音快速啟動技術,，給駕駛者帶來更舒適的感受,。

ZLG方案設計中,，啟動功能和充電功能共用電路,，通過軟件控制電機作為啟動或者發(fā)電功能。汽油發(fā)動機啟動以后,，帶動磁電機產生充電電流,，控制器通過FOC矢量控制和弱磁技術可以實現恒壓、恒流流輸出,，充電電流,、電壓可控,。ZLG方案通過開關MOS的方式整流,，相比傳統穩(wěn)壓整流器的二極管整流,，具有更低的損耗、更高的效率。在高速旋轉狀態(tài)下,，通過弱磁技術控制，可以更好地穩(wěn)定輸出電壓,。

圖 3 充電功能框圖

五,、結論

環(huán)保法規(guī)和駕駛者的舒適便捷性需求將推動摩托車啟停技術的發(fā)展,。ZLG推出的智能啟停發(fā)電控制方案具有靜音啟動,、智能啟停和高效充電三大特點，可提供完整的軟硬件設計參考,，助力廠商快速實現產品化。