อะไรทำให้สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าเป็นเครื่องมือขนส่งระยะสั้น

จะแก้ปัญหาการเดินทางระยะสั้นได้อย่างสะดวกได้อย่างไร? การแบ่งปันจักรยาน? รถยนต์ไฟฟ้า? รถ? หรือสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้ารูปแบบใหม่?

เพื่อนๆ ที่รักจะพบว่าสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กแบบพกพากลายเป็นตัวเลือกแรกสำหรับคนหนุ่มสาวหลายคน

สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าแบบต่างๆ
สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้ารูปทรงที่พบบ่อยที่สุดคือโครงสร้างเฟรมชิ้นเดียวรูปตัว L ซึ่งออกแบบในสไตล์มินิมอล แฮนด์สามารถออกแบบให้โค้งหรือตรงได้ และโดยทั่วไปคอพวงมาลัยและแฮนด์จะอยู่ที่ประมาณ 70° ซึ่งสามารถแสดงความงามทางโค้งของชุดประกอบที่รวมกันได้ หลังจากพับแล้ว สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าจะมีโครงสร้าง "รูปทรงเดียว" ในอีกด้านหนึ่งสามารถนำเสนอโครงสร้างพับที่เรียบง่ายและสวยงาม และในทางกลับกันก็พกพาสะดวก

สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าเป็นที่นิยมมากในหมู่ทุกคน นอกจากรูปร่างแล้วยังมีข้อดีอีกหลายประการ:
แบบพกพา: ขนาดของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าโดยทั่วไปมีขนาดเล็ก และตัวเครื่องโดยทั่วไปทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ ซึ่งมีน้ำหนักเบาและพกพาได้ เมื่อเทียบกับรถจักรยานไฟฟ้า สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าสามารถบรรทุกเข้าท้ายรถได้อย่างง่ายดาย หรือบรรทุกบนรถไฟใต้ดิน รถประจำทาง ฯลฯ สามารถใช้ร่วมกับวิธีการเดินทางอื่นได้สะดวกมาก

การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม: สามารถตอบสนองความต้องการของการเดินทางที่มีคาร์บอนต่ำ เมื่อเทียบกับรถยนต์แล้ว ไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการจราจรติดขัดในเมืองและปัญหาในการจอดรถ

เศรษฐกิจสูง: สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียม แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานและการใช้พลังงานต่ำ
ประสิทธิภาพ: โดยทั่วไปแล้วสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าจะใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรหรือมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน มอเตอร์มีเอาต์พุตขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพสูง และเสียงรบกวนต่ำ โดยทั่วไปความเร็วสูงสุดสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 20 กม./ชม. ซึ่งเร็วกว่าจักรยานที่ใช้ร่วมกันมาก

องค์ประกอบของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
ยกตัวอย่างสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าในประเทศ มีชิ้นส่วนมากกว่า 20 ชิ้นในรถทั้งคัน แน่นอนว่านี่ไม่ใช่ทั้งหมด นอกจากนี้ยังมีเมนบอร์ดระบบควบคุมมอเตอร์ภายในตัวรถอีกด้วย

โดยทั่วไปแล้ว มอเตอร์สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าจะใช้มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านหรือมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่มีกำลังไฟฟ้าหลายร้อยวัตต์และมีตัวควบคุมพิเศษ โดยทั่วไปการควบคุมเบรกจะใช้เหล็กหล่อหรือเหล็กคอมโพสิต แบตเตอรี่ลิเธียมมีความจุหลากหลาย ซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนได้ตามความต้องการที่แท้จริงของคุณ เลือก หากคุณมีข้อกำหนดด้านความเร็ว ให้ลองเลือกแบตเตอรี่ที่สูงกว่า 48V หากคุณมีข้อกำหนดสำหรับระยะการล่องเรือ ให้ลองเลือกแบตเตอรี่ที่มีความจุสูงกว่า 10Ah
โครงสร้างร่างกายของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าจะกำหนดความแข็งแรงและน้ำหนักรับน้ำหนัก โดยจะต้องมีความสามารถในการรับน้ำหนักได้ไม่ต่ำกว่า 100 กิโลกรัม เพื่อให้แน่ใจว่าสกู๊ตเตอร์มีความแข็งแรงพอที่จะทนต่อการทดสอบบนถนนที่เป็นหลุมเป็นบ่อได้ ปัจจุบันสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กันมากที่สุดคืออลูมิเนียมอัลลอยด์ซึ่งไม่เพียงแต่มีน้ำหนักเบาเท่านั้น แต่ยังมีความแข็งแรงทนทานเป็นเลิศอีกด้วย
แผงหน้าปัดสามารถแสดงข้อมูล เช่น ความเร็วและระยะทางปัจจุบัน และโดยทั่วไปจะเลือกหน้าจอสัมผัสแบบคาปาซิทีฟ โดยทั่วไปยางจะมีอยู่ 2 ประเภท คือ ยางแบบไม่มียางในและยางแบบใช้ลม และยางแบบไม่มียางในมีราคาค่อนข้างแพง สำหรับการออกแบบที่มีน้ำหนักเบา โดยทั่วไปเฟรมจะทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าธรรมดาทั่วไปขายได้ในราคาระหว่าง 1,000-3,000 หยวน

การวิเคราะห์หลักของเทคโนโลยีสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
หากส่วนประกอบของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าถูกถอดประกอบและประเมินทีละชิ้น ต้นทุนของมอเตอร์และระบบควบคุมจะสูงที่สุด ในขณะเดียวกัน พวกมันยังเป็น “สมอง” ของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าอีกด้วย การสตาร์ท การทำงาน การเคลื่อนตัวและการถอย ความเร็ว และการหยุดของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับ ทั้งหมดนี้เป็นระบบควบคุมมอเตอร์ในสกู๊ตเตอร์

สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าสามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วและปลอดภัย และมีข้อกำหนดสูงในด้านประสิทธิภาพของระบบควบคุมมอเตอร์ เช่นเดียวกับข้อกำหนดสูงในด้านประสิทธิภาพของมอเตอร์ ในขณะเดียวกัน ระบบควบคุมมอเตอร์จำเป็นต้องทนต่อการสั่นสะเทือน ทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และมีความน่าเชื่อถือสูง เนื่องจากเป็นวิธีการขนส่งในทางปฏิบัติ

MCU ทำงานผ่านแหล่งจ่ายไฟ และใช้อินเทอร์เฟซการสื่อสารเพื่อสื่อสารกับโมดูลการชาร์จ รวมถึงแหล่งจ่ายไฟและโมดูลพลังงาน โมดูลขับเคลื่อนเกตเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับ MCU ควบคุมหลัก และขับเคลื่อนมอเตอร์ BLDC ผ่านวงจรขับเคลื่อน OptiMOSTM เซ็นเซอร์ตำแหน่งฮอลล์สามารถตรวจจับตำแหน่งปัจจุบันของมอเตอร์ได้ และเซ็นเซอร์ปัจจุบันและเซ็นเซอร์ความเร็วสามารถสร้างระบบควบคุมวงปิดคู่เพื่อควบคุมมอเตอร์
หลังจากที่มอเตอร์เริ่มทำงาน เซ็นเซอร์ Hall จะตรวจจับตำแหน่งปัจจุบันของมอเตอร์ แปลงสัญญาณตำแหน่งของขั้วแม่เหล็กของโรเตอร์ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า และให้ข้อมูลการสับเปลี่ยนที่ถูกต้องสำหรับวงจรสับเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์เพื่อควบคุมสวิตช์ของท่อสวิตช์ไฟ ในสถานะวงจรสับเปลี่ยนอิเล็กทรอนิกส์ และป้อนข้อมูลกลับไปยัง MCU
เซ็นเซอร์ปัจจุบันและเซ็นเซอร์ความเร็วจะสร้างระบบวงปิดคู่ ความแตกต่างของความเร็วคืออินพุต และตัวควบคุมความเร็วจะส่งออกกระแสที่สอดคล้องกัน จากนั้นความแตกต่างระหว่างกระแสและกระแสจริงจะถูกใช้เป็นอินพุตของตัวควบคุมปัจจุบัน จากนั้นเอาต์พุต PWM ที่สอดคล้องกันจะถูกส่งออกเพื่อขับเคลื่อนโรเตอร์แม่เหล็กถาวร หมุนอย่างต่อเนื่องเพื่อควบคุมการถอยหลังและควบคุมความเร็ว การใช้ระบบวงปิดคู่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันสัญญาณรบกวนของระบบได้ ระบบวงปิดคู่จะเพิ่มการควบคุมกระแสย้อนกลับ ซึ่งสามารถลดกระแสเกินและความอิ่มตัวของกระแสไฟฟ้า และได้รับผลการควบคุมที่ดีขึ้น ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการเคลื่อนที่อย่างราบรื่นของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า

นอกจากนี้สกู๊ตเตอร์บางรุ่นยังมีระบบเบรกป้องกันล้อล็อกแบบอิเล็กทรอนิกส์อีกด้วย ระบบตรวจจับความเร็วล้อโดยการตรวจจับเซ็นเซอร์ความเร็วล้อ หากตรวจพบว่าล้ออยู่ในสถานะล็อค มันจะควบคุมแรงเบรกของล้อล็อคโดยอัตโนมัติเพื่อให้อยู่ในสถานะกลิ้งและเลื่อน (อัตราการลื่นด้านข้างประมาณ 20%) ทำให้มั่นใจในความปลอดภัยของ เจ้าของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า

โซลูชันชิปสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
เนื่องจากการจำกัดความเร็วด้านความปลอดภัย กำลังของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าทั่วไปจึงถูกจำกัดไว้ที่ 1KW ถึง 10KW สำหรับระบบควบคุมและแบตเตอรี่ของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า Infineon มอบโซลูชันครบวงจร:

รูปแบบการออกแบบฮาร์ดแวร์ของระบบควบคุมสกู๊ตเตอร์ทั่วไปแสดงไว้ในภาพด้านล่าง ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วย MCU ของไดรฟ์ วงจรขับเคลื่อนเกต วงจรขับเคลื่อน MOS มอเตอร์ เซ็นเซอร์ฮอลล์ เซ็นเซอร์ปัจจุบัน เซ็นเซอร์ความเร็ว และโมดูลอื่นๆ

สิ่งที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าคือการขับขี่อย่างปลอดภัย ในส่วนก่อนหน้านี้ เราได้แนะนำว่ามีวงปิด 3 วงเพื่อความปลอดภัยของสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า: กระแสน้ำ ความเร็ว และฮอลล์ สำหรับอุปกรณ์หลักแบบวงปิดทั้งสามชนิดนี้ ได้แก่ เซ็นเซอร์ Infineon นำเสนอการผสมผสานเซ็นเซอร์ที่หลากหลาย
สวิตช์ตำแหน่ง Hall สามารถใช้สวิตช์ Hall ซีรีส์ TLE4961-xM ที่ Infineon จัดหาให้ TLE4961-xM เป็นสลักแบบ Hall-Effect ในตัวที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่มีความแม่นยำสูง โดยมีความสามารถด้านแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่เหนือกว่า ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน และความเสถียรของอุณหภูมิของเกณฑ์แม่เหล็ก สวิตช์ Hall ใช้สำหรับการตรวจจับตำแหน่ง มีความแม่นยำในการตรวจจับสูง มีฟังก์ชันป้องกันการกลับขั้วและป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน และใช้แพ็คเกจ SOT ขนาดเล็กเพื่อประหยัดพื้นที่ PCB

เซ็นเซอร์ปัจจุบันใช้เซ็นเซอร์ปัจจุบัน Infineon TLI4971:
TLI4971 เป็นเซ็นเซอร์กระแสไฟฟ้าแม่เหล็กไร้แกนขนาดเล็กที่มีความแม่นยำสูงของ Infineon สำหรับการวัด AC และ DC พร้อมอินเทอร์เฟซแบบอะนาล็อกและเอาต์พุตการตรวจจับกระแสเกินที่รวดเร็วแบบคู่ และผ่านการรับรอง UL TLI4971 หลีกเลี่ยงผลกระทบเชิงลบทั้งหมด (ความอิ่มตัว ฮิสเทรีซิส) ที่มักเกิดขึ้นกับเซ็นเซอร์ที่ใช้เทคโนโลยีความหนาแน่นของฟลักซ์ และติดตั้งการวินิจฉัยตนเองภายใน การออกแบบเทคโนโลยีอะนาล็อกที่ได้รับความช่วยเหลือแบบดิจิทัลของ TLI4971 พร้อมด้วยความเค้นและการชดเชยอุณหภูมิแบบดิจิทัลที่เป็นเอกสิทธิ์ ให้ความเสถียรเหนืออุณหภูมิและอายุการใช้งาน หลักการวัดส่วนต่างช่วยให้สามารถลดสนามแม่เหล็กที่หลงทางได้อย่างมากเมื่อทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
เซ็นเซอร์ความเร็วใช้ Infineon TLE4922 ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์ Hall แบบแอคทีฟที่เหมาะสำหรับการตรวจจับการเคลื่อนไหวและตำแหน่งของโครงสร้างเฟอร์โรแมกเนติกและแม่เหล็กถาวร นอกจากนี้ยังมีการใช้โมดูลการสอบเทียบตัวเองเพิ่มเติมเพื่อความแม่นยำสูงสุด มีช่วงแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน 4.5-16V และมาในแพ็คเกจ PG-SSO-4-1 ขนาดเล็กพร้อมความเสถียร ESD และ EMC ที่ได้รับการปรับปรุง

ทักษะการออกแบบทางกายภาพของฮาร์ดแวร์สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า
สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้ายังมีลักษณะเฉพาะบางประการในการออกแบบโครงสร้างอีกด้วย ในส่วนของฮาร์ดแวร์ อินเทอร์เฟซที่ใช้โดยทั่วไปจะเป็นปลั๊กนิ้วทองแบบหลายอินเทอร์เฟซ ซึ่งสะดวกสำหรับความเสถียรและความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า

ในบอร์ดระบบควบคุม MCU จะถูกจัดเรียงไว้ตรงกลางแผงวงจร และวงจรเกตไดรฟ์จะถูกจัดเรียงให้ห่างจาก MCU เล็กน้อย ในระหว่างการออกแบบ ควรให้ความสนใจกับการกระจายความร้อนของวงจรขับเคลื่อนเกตเพื่อประกอบการพิจารณา ขั้วต่อไฟขั้วต่อสกรูมีอยู่บนแผงจ่ายไฟสำหรับการเชื่อมต่อกระแสไฟฟ้าแรงสูงผ่านแถบขั้วต่อทองแดง สำหรับเอาต์พุตแต่ละเฟส แถบทองแดงสองแถบจะสร้างการเชื่อมต่อบัส DC โดยเชื่อมต่อฮาล์ฟบริดจ์ขนานทั้งหมดของเฟสนั้นกับธนาคารตัวเก็บประจุและแหล่งจ่ายไฟ DC แถบทองแดงอีกเส้นเชื่อมต่อขนานกับเอาต์พุตของฮาล์ฟบริดจ์