Wie lässt sich das Problem der Kurzstreckenreisen bequem lösen?Fahrrad teilen?Elektroauto?Auto?Oder ein neuer Typ Elektroroller?
Aufmerksame Freunde werden feststellen, dass kleine und tragbare Elektroroller für viele junge Menschen zur ersten Wahl geworden sind.
Verschiedene Elektroroller
Die häufigste Form von Elektrorollern ist die L-förmige, einteilige Rahmenstruktur im minimalistischen Stil.Der Lenker kann gebogen oder gerade gestaltet sein, und die Lenksäule und der Lenker befinden sich im Allgemeinen in einem Winkel von etwa 70°, was die krummlinige Schönheit der kombinierten Baugruppe zeigen kann.Nach dem Zusammenklappen hat der Elektroroller eine „einförmige“ Struktur.Einerseits kann es eine einfache und schöne gefaltete Struktur aufweisen, andererseits ist es leicht zu tragen.
Elektroroller erfreuen sich bei allen großer Beliebtheit.Neben der Form gibt es viele Vorteile:
Tragbar: Die Größe von Elektrorollern ist im Allgemeinen klein und der Körper besteht im Allgemeinen aus einer Aluminiumlegierung, die leicht und tragbar ist.Im Vergleich zu Elektrofahrrädern können Elektroroller problemlos in den Kofferraum eines Autos geladen oder in U-Bahnen, Bussen usw. transportiert werden. Sie können sehr praktisch in Kombination mit anderen Transportmitteln verwendet werden.
Umweltschutz: Es kann den Anforderungen eines kohlenstoffarmen Reisens gerecht werden.Im Vergleich zum Auto müssen Sie sich keine Sorgen über Staus und Parkschwierigkeiten in der Stadt machen.
Hohe Wirtschaftlichkeit: Der Elektroroller wird von einer Lithiumbatterie angetrieben, die Batterie ist lang und der Energieverbrauch ist gering.
Effizient: Elektroroller verwenden im Allgemeinen Permanentmagnet-Synchronmotoren oder bürstenlose Gleichstrommotoren.Die Motoren haben eine große Leistung, einen hohen Wirkungsgrad und einen geringen Geräuschpegel.Im Allgemeinen kann die Höchstgeschwindigkeit mehr als 20 km/h erreichen, was viel schneller ist als bei geteilten Fahrrädern.
Die Zusammensetzung des Elektrorollers
Nehmen wir als Beispiel einen heimischen Elektroroller: Das gesamte Auto besteht aus mehr als 20 Teilen.Natürlich sind das nicht alle.Im Inneren der Karosserie befindet sich außerdem ein Motherboard für das Motorsteuerungssystem.
Elektrorollermotoren verwenden im Allgemeinen bürstenlose Gleichstrommotoren oder Permanentmagnet-Synchronmotoren mit Hunderten von Watt und speziellen Steuerungen.Für die Bremssteuerung wird im Allgemeinen Gusseisen oder Verbundstahl verwendet.Lithiumbatterien verfügen über unterschiedliche Kapazitäten, die an Ihren tatsächlichen Bedarf angepasst werden können.Wählen Sie, wenn Sie bestimmte Anforderungen an die Geschwindigkeit haben, versuchen Sie, eine Batterie über 48 V zu wählen;Wenn Sie Anforderungen an die Reichweite haben, versuchen Sie, eine Batterie mit einer Kapazität über 10 Ah zu wählen.
Die Karosseriestruktur eines Elektrorollers bestimmt seine Tragfähigkeit und sein Gewicht.Damit der Roller dem Test auf holprigen Straßen standhält, muss er über eine Tragfähigkeit von mindestens 100 Kilogramm verfügen.Der derzeit am häufigsten verwendete Elektroroller besteht aus einer Aluminiumlegierung, die nicht nur ein relativ geringes Gewicht, sondern auch eine hervorragende Robustheit aufweist.
Auf der Instrumententafel können Informationen wie die aktuelle Geschwindigkeit und der Kilometerstand angezeigt werden. Im Allgemeinen werden kapazitive Touchscreens ausgewählt.Reifen gibt es im Allgemeinen in zwei Arten: schlauchlose Reifen und Luftreifen, und schlauchlose Reifen sind relativ teuer;Für eine leichte Bauweise besteht der Rahmen im Allgemeinen aus einer Aluminiumlegierung.Ein solcher gewöhnlicher Elektroroller kostet im Allgemeinen zwischen 1.000 und 3.000 Yuan.
Kernanalyse der Elektroroller-Technologie
Wenn die Komponenten des Elektrorollers einzeln zerlegt und bewertet werden, sind die Kosten für Motor und Steuerung am höchsten.Gleichzeitig sind sie auch das „Gehirn“ des Elektrorollers.Start, Betrieb, Vor- und Zurückfahren, Geschwindigkeit und Stopp des Elektrorollers hängen von allen Motorsteuerungssystemen in Rollern ab.
Elektroroller können schnell und sicher fahren und stellen hohe Anforderungen an die Leistung des Motorsteuerungssystems sowie hohe Anforderungen an die Effizienz des Motors.Gleichzeitig muss das Motorsteuerungssystem als praktisches Transportmittel Vibrationen standhalten, rauen Umgebungen standhalten und eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
Die MCU arbeitet über die Stromversorgung und kommuniziert über die Kommunikationsschnittstelle mit dem Lademodul sowie dem Netzteil und dem Leistungsmodul.Das Gate-Antriebsmodul ist elektrisch mit der Hauptsteuerungs-MCU verbunden und treibt den BLDC-Motor über die OptiMOSTM-Antriebsschaltung an.Der Hall-Positionssensor kann die aktuelle Position des Motors erfassen, und der Stromsensor und der Geschwindigkeitssensor können ein doppeltes Regelsystem zur Steuerung des Motors bilden.
Nachdem der Motor zu laufen beginnt, erfasst der Hall-Sensor die aktuelle Position des Motors, wandelt das Positionssignal des Rotormagnetpols in ein elektrisches Signal um und liefert korrekte Kommutierungsinformationen für den elektronischen Kommutierungsschaltkreis zur Steuerung des Schalters der Leistungsschaltröhre im Zustand der elektronischen Kommutierungsschaltung und geben die Daten an die MCU zurück.
Der Stromsensor und der Geschwindigkeitssensor bilden ein doppeltes Regelkreissystem.Die Geschwindigkeitsdifferenz wird eingegeben und der Geschwindigkeitsregler gibt den entsprechenden Strom aus.Dann wird die Differenz zwischen dem Strom und dem tatsächlichen Strom als Eingang des Stromreglers verwendet, und dann wird die entsprechende PWM ausgegeben, um den Permanentmagnetrotor anzutreiben.Kontinuierliches Drehen zur Rückwärtssteuerung und Geschwindigkeitsregelung.Durch die Verwendung eines doppelten geschlossenen Regelkreises kann die Entstörung des Systems verbessert werden.Das doppelte geschlossene Regelkreissystem erhöht die Rückkopplungsregelung des Stroms, wodurch das Überschwingen und die Übersättigung des Stroms verringert und eine bessere Regelungswirkung erzielt werden können, was der Schlüssel zur reibungslosen Bewegung des Elektrorollers ist.
Darüber hinaus sind einige Roller mit elektronischen Antiblockiersystemen ausgestattet.Das System erkennt die Radgeschwindigkeit durch Abtasten des Radgeschwindigkeitssensors.Wenn erkannt wird, dass sich das Rad in einem blockierten Zustand befindet, steuert es automatisch die Bremskraft des blockierten Rads, sodass es sich in einem rollenden und rutschenden Zustand befindet (die Seitenschlupfrate beträgt etwa 20 %), wodurch die Sicherheit des Rads gewährleistet wird Besitzer des Elektrorollers.
Chip-Lösung für Elektroroller
Aufgrund der Sicherheitsgeschwindigkeitsbegrenzung ist die Leistung allgemeiner Elektroroller auf 1 kW bis 10 kW begrenzt.Für Steuerung und Batterie des Elektrorollers bietet Infineon eine Komplettlösung:
Das Hardware-Designschema des herkömmlichen Roller-Steuerungssystems ist in der folgenden Abbildung dargestellt, das hauptsächlich die Antriebs-MCU, die Gate-Antriebsschaltung, die MOS-Antriebsschaltung, den Motor, den Hall-Sensor, den Stromsensor, den Geschwindigkeitssensor und andere Module umfasst.
Das Wichtigste bei Elektrorollern ist die sichere Fahrt.Im vorherigen Abschnitt haben wir vorgestellt, dass es drei geschlossene Kreisläufe gibt, um die Sicherheit von Elektrorollern zu gewährleisten: Strom, Geschwindigkeit und Hall.Für diese drei Hauptgeräte mit geschlossenem Regelkreis – Sensoren – bietet Infineon eine Vielzahl von Sensorkombinationen an.
Der Hall-Positionsschalter kann den Hall-Schalter der Serie TLE4961-xM von Infineon verwenden.TLE4961-xM ist ein integrierter Hall-Effekt-Latch, der für hochpräzise Anwendungen mit überlegener Versorgungsspannungsfähigkeit, Betriebstemperaturbereich und Temperaturstabilität der magnetischen Schwelle entwickelt wurde.Der Hall-Schalter wird zur Positionserkennung verwendet, verfügt über eine hohe Erkennungsgenauigkeit, verfügt über Verpolungsschutz und Überspannungsschutzfunktionen und verwendet ein kleines SOT-Gehäuse, um Platz auf der Leiterplatte zu sparen.
Der Stromsensor verwendet den Infineon TLI4971 Stromsensor:
TLI4971 ist der hochpräzise kernlose Miniatur-Magnetstromsensor von Infineon für AC- und DC-Messungen mit analoger Schnittstelle und zwei schnellen Überstromerkennungsausgängen sowie bestandener UL-Zertifizierung.Der TLI4971 vermeidet alle negativen Effekte (Sättigung, Hysterese), die bei Sensoren mit Flussdichtetechnologie üblich sind, und ist mit einer internen Selbstdiagnose ausgestattet.Das digital unterstützte analoge Technologiedesign des TLI4971 mit proprietärer digitaler Spannungs- und Temperaturkompensation bietet überlegene Stabilität über Temperatur und Lebensdauer.Das Differenzmessprinzip ermöglicht eine hohe Streufeldunterdrückung beim Betrieb in rauen Umgebungen.
Der Geschwindigkeitssensor nutzt den Infineon TLE4922, einen aktiven Hall-Sensor, der sich ideal zur Bewegungs- und Positionserkennung von ferromagnetischen und permanentmagnetischen Strukturen eignet. Für optimale Präzision ist ein zusätzliches Selbstkalibrierungsmodul implementiert.Es verfügt über einen Betriebsspannungsbereich von 4,5–16 V und wird in einem kleinen PG-SSO-4-1-Gehäuse mit verbesserter ESD- und EMV-Stabilität geliefert
Physische Designfähigkeiten der Elektroroller-Hardware
Auch im konstruktiven Aufbau weisen Elektroroller einige Besonderheiten auf.Im Hardware-Teil wird als Schnittstelle im Allgemeinen ein Multi-Interface-Goldfinger-Stecker verwendet, was für die Stabilität und Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung von Vorteil ist.
Bei der Steuersystemplatine ist die MCU in der Mitte der Platine angeordnet, und die Gate-Ansteuerschaltung ist etwas weiter von der MCU entfernt angeordnet.Bei der Konstruktion sollte auf die Wärmeableitung der Gate-Antriebsschaltung geachtet werden.Auf der Leistungsplatine sind Stromanschlüsse mit Schraubklemmen für Hochstromverbindungen über Kupferklemmleisten vorgesehen.Für jeden Phasenausgang bilden zwei Kupferstreifen die DC-Busverbindung und verbinden alle parallel geschalteten Halbbrücken dieser Phase mit der Kondensatorbank und der Gleichstromversorgung.Parallel zum Ausgang der Halbbrücke ist ein weiteres Kupferband geschaltet.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. Dezember 2022