Come risolvere comodamente il problema dei viaggi a breve distanza?Bike sharing?macchina elettrica?auto?O un nuovo tipo di scooter elettrico?
Gli amici attenti scopriranno che gli scooter elettrici piccoli e portatili sono diventati la prima scelta per molti giovani.
Vari scooter elettrici
La forma più comune degli scooter elettrici è la struttura del telaio monoblocco a forma di L, progettata in uno stile minimalista.Il manubrio può essere progettato per essere curvo o dritto, e il piantone dello sterzo e il manubrio sono generalmente a circa 70°, il che può mostrare la bellezza curvilinea dell'assemblaggio combinato.Dopo la piegatura, lo scooter elettrico ha una struttura “monoformata”.Da un lato può presentare una struttura piegata semplice e bella e dall'altro è facile da trasportare.
Gli scooter elettrici sono molto popolari tra tutti.Oltre alla forma, ci sono molti vantaggi:
Portatile: le dimensioni degli scooter elettrici sono generalmente piccole e il corpo è generalmente realizzato in lega di alluminio, leggera e portatile.Rispetto alle biciclette elettriche, gli scooter elettrici possono essere facilmente caricati nel bagagliaio di un'auto o trasportati in metropolitana, autobus, ecc., possono essere utilizzati in combinazione con altri mezzi di trasporto, molto convenienti.
Protezione ambientale: può soddisfare le esigenze dei viaggi a basse emissioni di carbonio.Rispetto alle automobili, non è necessario preoccuparsi degli ingorghi del traffico urbano e delle difficoltà di parcheggio.
Elevata economia: lo scooter elettrico è alimentato da una batteria al litio, la batteria è lunga e il consumo energetico è basso.
Efficiente: gli scooter elettrici utilizzano generalmente motori sincroni a magneti permanenti o motori CC senza spazzole.I motori hanno una grande potenza, alta efficienza e bassa rumorosità.Generalmente, la velocità massima può raggiungere più di 20 km/h, che è molto più veloce di quella delle biciclette condivise.
La composizione dello scooter elettrico
Prendendo come esempio uno scooter elettrico domestico, ci sono più di 20 parti nell’intera vettura.Naturalmente, questi non sono tutti.C'è anche una scheda madre del sistema di controllo del motore all'interno della carrozzeria dell'auto.
I motori degli scooter elettrici utilizzano generalmente motori CC senza spazzole o motori sincroni a magneti permanenti con centinaia di watt e controller speciali.Il comando del freno utilizza generalmente ghisa o acciaio composito;le batterie al litio hanno varie capacità, che possono essere regolate in base alle proprie effettive esigenze.Scegli, se hai determinate esigenze di velocità, prova a scegliere una batteria superiore a 48V;se hai esigenze di autonomia, prova a scegliere una batteria con una capacità superiore a 10 Ah.
La struttura della scocca di uno scooter elettrico ne determina la resistenza al carico e il peso.Deve avere una capacità di carico di almeno 100 chilogrammi per garantire che lo scooter sia sufficientemente robusto da resistere al test su strade sconnesse.Al momento, lo scooter elettrico più comunemente utilizzato è la lega di alluminio, che non è solo relativamente leggera, ma anche eccellente in termini di robustezza.
Il quadro strumenti può visualizzare informazioni come la velocità attuale e il chilometraggio e generalmente sono selezionati touch screen capacitivi;i pneumatici generalmente sono di due tipi, pneumatici tubeless e pneumatici, e i pneumatici tubeless sono relativamente costosi;per un design leggero, il telaio è generalmente realizzato in lega di alluminio.Uno scooter elettrico così ordinario viene generalmente venduto per un prezzo compreso tra 1.000 e 3.000 yuan.
Analisi di base della tecnologia degli scooter elettrici
Se i componenti dello scooter elettrico vengono smontati e valutati uno per uno, il costo del motore e del sistema di controllo è massimo.Allo stesso tempo sono anche il “cervello” del monopattino elettrico.L'avvio, il funzionamento, l'avanzamento e il ritiro, la velocità e l'arresto dello scooter elettrico dipendono da tutti i sistemi di controllo del motore negli scooter.
Gli scooter elettrici possono funzionare in modo rapido e sicuro e hanno requisiti elevati in termini di prestazioni del sistema di controllo del motore, nonché requisiti elevati in termini di efficienza del motore.Allo stesso tempo, come mezzo di trasporto pratico, il sistema di controllo del motore deve resistere alle vibrazioni, resistere ad ambienti difficili e avere un'elevata affidabilità.
L'MCU funziona tramite l'alimentatore e utilizza l'interfaccia di comunicazione per comunicare con il modulo di ricarica, l'alimentatore e il modulo di alimentazione.Il modulo di azionamento del gate è collegato elettricamente all'MCU di controllo principale e aziona il motore BLDC attraverso il circuito di azionamento OptiMOSTM.Il sensore di posizione Hall può rilevare la posizione corrente del motore, mentre il sensore di corrente e il sensore di velocità possono formare un doppio sistema di controllo a circuito chiuso per controllare il motore.
Dopo che il motore inizia a funzionare, il sensore Hall rileva la posizione corrente del motore, converte il segnale di posizione del polo magnetico del rotore in un segnale elettrico e fornisce informazioni di commutazione corrette per il circuito di commutazione elettronico per controllare l'interruttore del tubo dell'interruttore di alimentazione nello stato del circuito di commutazione elettronica e restituire i dati all'MCU.
Il sensore di corrente e il sensore di velocità formano un doppio sistema a circuito chiuso.Viene immessa la differenza di velocità e il controller di velocità emetterà la corrente corrispondente.Quindi la differenza tra la corrente e la corrente effettiva viene utilizzata come ingresso del controller di corrente, quindi il PWM corrispondente viene emesso per azionare il rotore a magnete permanente.Ruotare continuamente per il controllo dell'inversione e il controllo della velocità.L'utilizzo di un doppio sistema a circuito chiuso può migliorare l'anti-interferenza del sistema.Il doppio sistema a circuito chiuso aumenta il controllo del feedback della corrente, che può ridurre il superamento e la sovrasaturazione della corrente e ottenere un migliore effetto di controllo, che è la chiave per il movimento fluido dello scooter elettrico.
Inoltre, alcuni scooter sono dotati di sistemi elettronici di frenata antibloccaggio.Il sistema rileva la velocità della ruota rilevando il sensore di velocità della ruota.Se rileva che la ruota è in uno stato bloccato, controlla automaticamente la forza frenante della ruota bloccata in modo che sia in uno stato di rotolamento e scorrimento (il tasso di slittamento laterale è di circa il 20%)), garantendo la sicurezza del proprietario dello scooter elettrico.
Soluzione chip per scooter elettrico
A causa del limite di velocità di sicurezza, la potenza degli scooter elettrici generali è limitata da 1KW a 10KW.Per il sistema di controllo e la batteria dello scooter elettrico, Infineon fornisce una soluzione completa:
Lo schema di progettazione hardware del sistema di controllo convenzionale dello scooter è mostrato nella figura seguente, che comprende principalmente l'MCU di azionamento, il circuito di azionamento del gate, il circuito di azionamento MOS, il motore, il sensore Hall, il sensore di corrente, il sensore di velocità e altri moduli.
La cosa più importante degli scooter elettrici è la guida sicura.Nella sezione precedente abbiamo introdotto che esistono 3 circuiti chiusi per garantire la sicurezza degli scooter elettrici: corrente, velocità e Hall.Per questi tre dispositivi principali a circuito chiuso: i sensori, Infineon offre una varietà di combinazioni di sensori.
L'interruttore di posizione Hall può utilizzare l'interruttore Hall della serie TLE4961-xM fornito da Infineon.TLE4961-xM è un latch ad effetto Hall integrato progettato per applicazioni ad alta precisione con capacità di tensione di alimentazione e intervallo di temperatura operativa superiori e stabilità della temperatura della soglia magnetica.L'interruttore Hall viene utilizzato per il rilevamento della posizione, ha un'elevata precisione di rilevamento, ha funzioni di protezione da inversione di polarità e protezione da sovratensione e utilizza un piccolo pacchetto SOT per risparmiare spazio sul PCB.
Il sensore di corrente utilizza il sensore di corrente Infineon TLI4971:
TLI4971 è il sensore di corrente magnetico senza nucleo miniaturizzato ad alta precisione di Infineon per la misurazione CA e CC, con interfaccia analogica e doppia uscita di rilevamento rapido di sovracorrente e certificazione UL superata.Il TLI4971 evita tutti gli effetti negativi (saturazione, isteresi) comuni ai sensori che utilizzano la tecnologia della densità di flusso ed è dotato di autodiagnostica interna.Il design della tecnologia analogica assistita digitalmente del TLI4971 con stress digitale proprietario e compensazione della temperatura offre stabilità superiore alla temperatura e alla durata.Il principio di misurazione differenziale consente un'ottima soppressione dei campi dispersi quando si opera in ambienti difficili.
Il sensore di velocità utilizza Infineon TLE4922, un sensore Hall attivo ideale per rilevare il movimento e la posizione di strutture ferromagnetiche e magnetiche permanenti, è implementato un modulo aggiuntivo di autocalibrazione per una precisione ottimale.Ha un intervallo di tensione operativa di 4,5-16 V e viene fornito in un piccolo pacchetto PG-SSO-4-1 con stabilità ESD ed EMC migliorata
Capacità di progettazione fisica dell'hardware dello scooter elettrico
I monopattini elettrici presentano anche alcune particolarità nella progettazione strutturale.Nella parte hardware, l'interfaccia utilizzata è generalmente una presa dorata multi-interfaccia, conveniente per la stabilità e l'affidabilità della connessione elettrica.
Nella scheda del sistema di controllo, l'MCU è disposto al centro del circuito e il circuito di comando del gate è disposto un po' lontano dall'MCU.Durante la progettazione, è necessario prestare attenzione alla dissipazione del calore del circuito di pilotaggio del gate.Sulla scheda di alimentazione sono forniti connettori di alimentazione con terminale a vite per l'interconnessione ad alta corrente tramite morsettiere in rame.Per ciascuna uscita di fase, due strisce di rame formano la connessione del bus DC, collegando tutti i semiponti in parallelo di quella fase al banco di condensatori e all'alimentazione DC.Un'altra striscia di rame è collegata in parallelo all'uscita del semiponte.
Orario di pubblicazione: 23 dicembre 2022