短距離移動の問題を便利に解決するにはどうすればよいでしょうか?自転車シェアリング？電気自動車？車？それとも新型電動スクーター？
注意深い友人なら、小型で持ち運び可能な電動スクーターが多くの若者にとって第一の選択肢になっていることに気づくでしょう。
各種電動スクーター
電動スクーターの最も一般的な形状は、ミニマリスト スタイルで設計された L 字型のワンピース フレーム構造です。ハンドルバーは曲線または直線に設計でき、ステアリングコラムとハンドルバーは一般的に約70°の角度にあり、組み合わせたアセンブリの曲線美を表現できます。折りたたんだ後の電動スクーターは「一体型」の構造になります。シンプルで美しい折りたたみ構造を実現できる一方で、持ち運びが簡単です。
電動スクーターはみんなにとても人気があります。形状に加えて、多くの利点があります。
ポータブル：電動スクーターのサイズは一般に小さく、本体は一般にアルミニウム合金で作られており、軽くて持ち運びが簡単です。電動スクーターは電動自転車と比べて、車のトランクに簡単に積んだり、地下鉄やバスなどに乗せたりすることができ、他の交通手段と組み合わせて利用することができ、非常に便利です。
環境保護：低炭素旅行のニーズを満たすことができます。車と比べて、都市部の渋滞や駐車困難を心配する必要はありません。
高い経済性：電動スクーターはリチウム電池を搭載しており、電池寿命が長く、エネルギー消費量が低くなります。
効率的: 電動スクーターは通常、永久磁石同期モーターまたはブラシレス DC モーターを使用します。大出力、高効率、低騒音のモーターを採用しています。一般的に最高速度は時速20km以上に達し、シェア自転車よりもはるかに速いです。
電動スクーターの構成
国産の電動スクーターを例にとると、クルマ全体には20以上の部品が使われています。もちろん、これらがすべてではありません。車体内にはモーター制御システムのマザーボードも搭載されています。
電動スクーターのモーターは通常、数百ワットのブラシレス DC モーターまたは永久磁石同期モーターと特別なコントローラーを使用します。ブレーキ制御には通常、鋳鉄または複合鋼が使用されます。リチウム電池にはさまざまな容量があり、実際のニーズに応じて調整できます。速度に関して特定の要件がある場合は、48V 以上のバッテリーを選択してください。航続距離の要件がある場合は、10Ah 以上の容量のバッテリーを選択するようにしてください。
電動スクーターの車体構造により、耐荷重強度と重量が決まります。スクーターがでこぼこした道路でのテストに耐えられる十分な強度を確保するには、少なくとも 100 キログラムの耐荷重能力が必要です。現在、最も一般的に使用されている電動スクーターはアルミニウム合金製であり、比較的軽量なだけでなく、堅牢性にも優れています。
インストルメントパネルには現在の速度や走行距離などの情報が表示され、静電容量式タッチスクリーンが一般的に選択されます。タイヤには一般的にチューブレスタイヤと空気入りタイヤの2種類があり、チューブレスタイヤは比較的高価です。軽量設計のため、フレームは一般にアルミニウム合金で作られています。このような普通の電動スクーターは通常 1000 ～ 3000 元で販売されています。
電動スクーター技術のコア分析
電動スクーターの部品を一つ一つ分解して評価すると、モーターと制御システムのコストが最も高くなります。同時に電動スクーターの「頭脳」でもあります。電動スクーターの発進、操作、前進後退、速度、停止はすべてモーター制御システムによって決まります。
電動スクーターは迅速かつ安全に走行でき、モーター制御システムの性能とモーターの効率に対する高い要件が求められます。同時に、実用的な輸送手段としてのモータ制御システムには、振動に強く、過酷な環境に耐え、高い信頼性が求められます。
MCU は電源を介して動作し、通信インターフェイスを使用して充電モジュール、電源および電源モジュールと通信します。ゲートドライブモジュールはメイン制御MCUと電気的に接続されており、OptiMOSTMドライブ回路を通じてBLDCモーターを駆動します。ホール位置センサーはモーターの現在位置を感知でき、電流センサーと速度センサーはモーターを制御する二重閉ループ制御システムを形成できます。
モーターが動作を開始すると、ホール センサーがモーターの現在位置を感知し、ローター磁極の位置信号を電気信号に変換し、電子整流回路に正しい整流情報を提供して、電源スイッチ管のスイッチを制御します。電子整流回路状態でデータをMCUにフィードバックします。
電流センサーと速度センサーは二重閉ループ システムを形成します。スピードコントローラは速度差を入力し、それに応じた電流を出力します。次に、電流と実際の電流の差が電流コントローラの入力として使用され、対応する PWM が出力されて永久磁石ロータを駆動します。連続的に回転させて逆転制御や速度制御を行います。二重閉ループ システムを使用すると、システムの耐干渉性を強化できます。二重閉ループシステムは電流のフィードバック制御を強化し、電流のオーバーシュートと過飽和を低減し、電動スクーターのスムーズな動きの鍵となるより良い制御効果を得ることができます。
さらに、一部のスクーターには電子アンチロック ブレーキ システムが装備されています。車輪速センサーを感知することで車輪速を検出します。車輪のロック状態を検知すると、ロックした車輪が転がり滑り状態（横滑り率約20％）になるように制動力を自動制御し、車両の安全性を確保します。電動スクーターのオーナー。
電動スクーターチップソリューション
安全速度制限のため、一般的な電動スクーターの出力は1KW～10KWに制限されています。電動スクーターの制御システムとバッテリーに関して、インフィニオンは次のような完全なソリューションを提供します。
従来のスクーター制御システムのハードウェア設計スキームは下図に示されており、主に駆動MCU、ゲート駆動回路、MOS駆動回路、モーター、ホールセンサー、電流センサー、速度センサーおよびその他のモジュールが含まれています。
電動スクーターで最も重要なことは安全な走行です。前のセクションでは、電動スクーターの安全性を確保するために、電流、速度、ホールという 3 つの閉ループがあることを紹介しました。これら 3 つの閉ループの主要デバイスであるセンサーに対して、インフィニオンはさまざまなセンサーの組み合わせを提供しています。
ホール ポジション スイッチには、Infineon が提供する TLE4961-xM シリーズ ホール スイッチが使用できます。TLE4961-xM は、優れた電源電圧能力、動作温度範囲、および磁気しきい値の温度安定性を備えた、高精度アプリケーション向けに設計された統合ホール効果ラッチです。ホールスイッチは位置検出に使用され、検出精度が高く、逆極性保護機能と過電圧保護機能を備え、小型SOTパッケージを使用してPCBスペースを節約します。
電流センサーは、Infineon TLI4971 電流センサーを使用します。
TLI4971は、アナログインターフェースとデュアル高速過電流検出出力を備え、UL認証に合格した、ACおよびDC測定用のインフィニオンの高精度小型コアレス磁気電流センサーです。TLI4971 は、磁束密度技術を使用するセンサーに共通するすべての悪影響 (飽和、ヒステリシス) を回避し、内部自己診断機能を備えています。TLI4971 のデジタル支援アナログ技術設計は、独自のデジタル ストレスおよび温度補償を備えており、温度と寿命にわたって優れた安定性を提供します。差動測定原理により、過酷な環境での動作時に漂遊磁界を大幅に抑制できます。
速度センサーには、強磁性および永久磁石構造の動きと位置の検出に最適なアクティブ ホール センサーである Infineon TLE4922 が使用されており、最適な精度を実現するために追加の自己校正モジュールが実装されています。動作電圧範囲は4.5～16Vで、ESDおよびEMCの安定性が強化された小型のPG-SSO-4-1パッケージで提供されます。
電動スクーターのハードウェアの物理設計スキル
電動スクーターには構造設計にもいくつかの特徴があります。ハードウェア部分では、通常、電気接続の安定性と信頼性の点で便利なマルチインターフェースのゴールデンフィンガープラグが使用されます。
制御システム基板では、回路基板の中央にMCUが配置され、MCUから少し離れたところにゲート駆動回路が配置されています。設計時にはゲート駆動回路の放熱に注意して検討してください。銅端子ストリップを介した大電流相互接続用に、電源基板上にネジ端子電源コネクタが装備されています。各相出力に対して、2 つの銅ストリップが DC バス接続を形成し、その相のすべての並列ハーフブリッジをコンデンサ バンクと DC 電源に接続します。別の銅ストリップがハーフブリッジの出力に並列に接続されます。
投稿日時: 2022 年 12 月 23 日