Jak wygodnie rozwiązać problem podróży na krótkich dystansach?Współdzielenie roweru?samochód elektryczny?samochód?A może nowy typ hulajnogi elektrycznej?
Uważni przyjaciele przekonają się, że małe i przenośne hulajnogi elektryczne stały się pierwszym wyborem dla wielu młodych ludzi.
Różne hulajnogi elektryczne
Najpopularniejszym kształtem hulajnog elektrycznych jest jednoczęściowa konstrukcja ramy w kształcie litery L, zaprojektowana w minimalistycznym stylu.Kierownicę można zaprojektować jako zakrzywioną lub prostą, a kolumna kierownicy i kierownica są zwykle ustawione pod kątem około 70°, co może ukazać krzywoliniowe piękno połączonego zespołu.Po złożeniu hulajnoga elektryczna ma konstrukcję „jednokształtną”.Z jednej strony może prezentować prostą i piękną złożoną konstrukcję, z drugiej strony jest łatwy w przenoszeniu.
Hulajnogi elektryczne cieszą się ogromną popularnością wśród wszystkich.Oprócz kształtu istnieje wiele zalet:
Przenośny: rozmiar hulajnogi elektrycznej jest na ogół niewielki, a korpus jest zwykle wykonany ze stopu aluminium, który jest lekki i przenośny.W porównaniu z rowerami elektrycznymi, hulajnogi elektryczne można łatwo załadować do bagażnika samochodu lub przewieźć metrem, autobusami itp., Można je używać w połączeniu z innymi środkami transportu, co jest bardzo wygodne.
Ochrona środowiska: może zaspokoić potrzeby podróży niskoemisyjnych.W porównaniu z samochodami nie trzeba się martwić o korki w miastach i trudności z parkowaniem.
Wysoka oszczędność: hulajnoga elektryczna zasilana jest baterią litową, bateria jest długa, a zużycie energii niskie.
Wydajność: w hulajnogach elektrycznych zazwyczaj stosuje się silniki synchroniczne z magnesami trwałymi lub bezszczotkowe silniki prądu stałego.Silniki charakteryzują się dużą mocą wyjściową, wysoką wydajnością i niskim poziomem hałasu.Ogólnie rzecz biorąc, maksymalna prędkość może osiągnąć ponad 20 km/h, czyli znacznie szybciej niż w przypadku wspólnych rowerów.
Skład hulajnogi elektrycznej
Biorąc za przykład domową hulajnogę elektryczną, w całym samochodzie znajduje się ponad 20 części.Oczywiście to nie wszystko.Wewnątrz nadwozia znajduje się także płyta główna układu sterowania silnikiem.
Silniki do skuterów elektrycznych zazwyczaj wykorzystują bezszczotkowe silniki prądu stałego lub silniki synchroniczne z magnesami trwałymi o mocy setek watów i specjalne sterowniki.W układzie sterowania hamulca zazwyczaj wykorzystuje się żeliwo lub stal kompozytową;Baterie litowe mają różną pojemność, którą można dostosować do rzeczywistych potrzeb.Wybierz, jeśli masz określone wymagania dotyczące prędkości, spróbuj wybrać akumulator powyżej 48 V;jeśli masz wymagania co do zasięgu lotu, spróbuj wybrać akumulator o pojemności powyżej 10Ah.
Konstrukcja nadwozia hulajnogi elektrycznej decyduje o jej wytrzymałości i masie.Musi mieć nośność co najmniej 100 kilogramów, aby hulajnoga była wystarczająco wytrzymała, aby wytrzymać test na wyboistych drogach.Obecnie najczęściej używaną hulajnogą elektryczną jest stop aluminium, który jest nie tylko stosunkowo lekki, ale także ma doskonałą wytrzymałość.
Tablica przyrządów może wyświetlać takie informacje, jak aktualna prędkość i przebieg, przy czym zazwyczaj wybierane są pojemnościowe ekrany dotykowe;opony zazwyczaj występują w dwóch rodzajach: opony bezdętkowe i opony pneumatyczne, a opony bezdętkowe są stosunkowo drogie;w celu uzyskania lekkiej konstrukcji rama jest zwykle wykonana ze stopu aluminium.Taki zwykły skuter elektryczny zwykle kosztuje od 1000 do 3000 juanów.
Podstawowa analiza technologii skuterów elektrycznych
Jeśli elementy hulajnogi elektrycznej są demontowane i oceniane jeden po drugim, koszt silnika i układu sterowania jest najwyższy.Jednocześnie są także „mózgami” hulajnogi elektrycznej.Uruchomienie, działanie, postęp i wycofanie, prędkość i zatrzymanie hulajnogi elektrycznej zależą od wszystkich systemów sterowania silnikiem w hulajnogach.
Hulajnogi elektryczne mogą jeździć szybko i bezpiecznie, mają wysokie wymagania dotyczące wydajności układu sterowania silnikiem, a także wysokie wymagania dotyczące wydajności silnika.Jednocześnie, jako praktyczny środek transportu, układ sterowania silnikiem musi wytrzymywać wibracje, wytrzymywać trudne warunki i charakteryzować się wysoką niezawodnością.
MCU działa poprzez zasilacz i wykorzystuje interfejs komunikacyjny do komunikacji z modułem ładowania oraz modułem zasilacza i zasilania.Moduł napędu bramy jest elektrycznie połączony z głównym MCU sterującym i napędza silnik BLDC poprzez obwód napędowy OptiMOSTM.Czujnik położenia Halla może wykrywać aktualne położenie silnika, a czujnik prądu i czujnik prędkości mogą tworzyć podwójny układ sterowania w pętli zamkniętej do sterowania silnikiem.
Po uruchomieniu silnika czujnik Halla wykrywa jego aktualne położenie, przekształca sygnał położenia bieguna magnetycznego wirnika na sygnał elektryczny i dostarcza prawidłowe informacje o komutacji dla elektronicznego obwodu komutacyjnego sterującego wyłącznikiem rurki wyłącznika zasilania. w stanie elektronicznego obwodu komutacyjnego i przesyła dane z powrotem do MCU.
Czujnik prądu i czujnik prędkości tworzą podwójny układ zamknięty.Różnica prędkości jest wprowadzana, a regulator prędkości wyprowadza odpowiedni prąd.Następnie różnica między prądem a rzeczywistym prądem jest wykorzystywana jako wejście regulatora prądu, a następnie odpowiedni sygnał PWM jest wysyłany do napędzania wirnika z magnesem trwałym.Obracaj w sposób ciągły, aby sterować cofaniem i kontrolą prędkości.Stosowanie systemu z podwójną pętlą zamkniętą może zwiększyć odporność systemu na zakłócenia.System podwójnej pętli zamkniętej zwiększa kontrolę prądu ze sprzężeniem zwrotnym, co może zmniejszyć przeregulowanie i przesycenie prądu oraz uzyskać lepszy efekt kontroli, co jest kluczem do płynnego ruchu hulajnogi elektrycznej.
Dodatkowo niektóre hulajnogi są wyposażone w elektroniczne układy przeciwblokujące.System wykrywa prędkość koła na podstawie czujnika prędkości koła.Jeżeli wykryje, że koło jest w stanie zablokowanym, automatycznie reguluje siłę hamowania zablokowanego koła tak, aby znajdowało się ono w stanie toczenia się i ślizgania (poślizg boczny wynosi około 20%), zapewniając bezpieczeństwo kierowcy. właściciel hulajnogi elektrycznej.
Rozwiązanie z chipem do hulajnogi elektrycznej
Ze względu na bezpieczne ograniczenie prędkości moc ogólnych hulajnóg elektrycznych jest ograniczona od 1 kW do 10 kW.W przypadku układu sterowania i akumulatora hulajnogi elektrycznej Infineon zapewnia kompletne rozwiązanie:
Schemat projektowania sprzętu konwencjonalnego systemu sterowania hulajnogą pokazano na poniższym rysunku, który obejmuje głównie MCU napędu, obwód napędu bramy, obwód napędu MOS, silnik, czujnik Halla, czujnik prądu, czujnik prędkości i inne moduły.
Najważniejszą rzeczą w hulajnogach elektrycznych jest bezpieczna jazda.W poprzedniej sekcji przedstawiliśmy, że istnieją 3 zamknięte pętle zapewniające bezpieczeństwo hulajnogi elektrycznej: prądową, prędkościową i Halla.Dla tych trzech głównych urządzeń z zamkniętą pętlą – czujników – Infineon oferuje różnorodne kombinacje czujników.
Przełącznik pozycyjny Halla może współpracować z przełącznikiem Halla serii TLE4961-xM dostarczonym przez firmę Infineon.TLE4961-xM to zintegrowany zatrzask z efektem Halla przeznaczony do zastosowań wymagających dużej precyzji, z doskonałymi możliwościami w zakresie napięcia zasilania i zakresem temperatur roboczych oraz stabilnością temperaturową progu magnetycznego.Przełącznik Halla służy do wykrywania położenia, ma wysoką dokładność wykrywania, ma funkcje ochrony przed odwrotną polaryzacją i ochroną przed przepięciem oraz wykorzystuje mały pakiet SOT, aby zaoszczędzić miejsce na PCB.
W czujniku prądu zastosowano czujnik prądu Infineon TLI4971:
TLI4971 to bardzo precyzyjny, miniaturowy, bezrdzeniowy magnetyczny czujnik prądu firmy Infineon do pomiarów prądu przemiennego i stałego, z interfejsem analogowym i podwójnym wyjściem do szybkiego wykrywania przetężenia oraz posiadający certyfikat UL.TLI4971 pozwala uniknąć wszelkich negatywnych skutków (nasycenie, histereza) typowych dla czujników wykorzystujących technologię gęstości strumienia i jest wyposażony w wewnętrzną autodiagnostykę.Konstrukcja TLI4971 ze wspomaganą cyfrowo technologią analogową z opatentowaną cyfrową kompensacją naprężeń i temperatury zapewnia doskonałą stabilność w zakresie temperatury i żywotności.Zasada pomiaru różnicowego umożliwia doskonałe tłumienie pola rozproszonego podczas pracy w trudnych warunkach.
Czujnik prędkości wykorzystuje Infineon TLE4922, aktywny czujnik Halla, idealny do wykrywania ruchu i położenia struktur ferromagnetycznych i trwałych. Zaimplementowano dodatkowy moduł samokalibracji zapewniający optymalną precyzję.Ma zakres napięcia roboczego 4,5–16 V i jest dostępny w małej obudowie PG-SSO-4-1 o zwiększonej stabilności ESD i EMC
Umiejętności projektowania fizycznego sprzętu do hulajnogi elektrycznej
Skutery elektryczne mają również pewne cechy szczególne w konstrukcji.W części sprzętowej używany interfejs to na ogół wielointerfejsowa wtyczka ze złotym palcem, która jest wygodna dla stabilności i niezawodności połączenia elektrycznego.
Na płycie systemu sterowania mikrokontroler znajduje się pośrodku płytki drukowanej, a obwód sterujący bramką jest umieszczony nieco dalej od MCU.Podczas projektowania należy zwrócić uwagę na rozpraszanie ciepła w obwodzie napędu bramy.Na płycie zasilania znajdują się złącza zasilania z zaciskami śrubowymi, umożliwiające połączenia wysokoprądowe za pomocą miedzianych listew zaciskowych.Dla każdego wyjścia fazowego dwa paski miedziane tworzą połączenie szyny DC, łącząc wszystkie równoległe półmostki tej fazy z baterią kondensatorów i zasilaczem prądu stałego.Kolejny pasek miedziany jest podłączony równolegle do wyjścia półmostka.
Czas publikacji: 23 grudnia 2022 r