電動滑板車：便捷的解決短距離的出行難題

如何便捷的解決短距離的出行難題呢？共享單車？電動車？汽車？還是新型的電動滑板車？ 細(xì)心的朋友會發(fā)現(xiàn)小巧便攜的電動滑板車已經(jīng)成為很多年輕人的優(yōu)選。

各式各樣的電動滑板車

電動滑板車最常見的造型就是L型了，一體式的車架結(jié)構(gòu)，使用了極簡主義風(fēng)格進(jìn)行設(shè)計。車把手可設(shè)計成彎曲形、也可設(shè)計成直線形，轉(zhuǎn)向柱與車把手一般呈70°左右，可展現(xiàn)出組合裝配的曲線美。 而在折疊后，電動滑板車為“一字型”結(jié)構(gòu)，一方面可以呈現(xiàn)出折疊后的結(jié)構(gòu)簡潔美，另一方面便于攜帶。 電動滑板車深受大家的喜歡，除了造型之外，還有很多的優(yōu)勢：便攜：電動滑板車的尺寸一般較小，車身一般采用鋁合金結(jié)構(gòu)，具有輕巧便攜的特點(diǎn)，相較于電動自行車，可以將電動滑板車輕松裝入汽車后備箱，或者攜帶它乘坐地鐵、公交等，可以與其他交通工具組合使用，十分便捷。環(huán)保：可滿足低碳出行的需求，相較于汽車，不用擔(dān)心城市堵車，停車難等問題。經(jīng)濟(jì)性高：電動滑板車使用鋰電池供電，電池綿長，能耗低。高效：電動滑板車一般使用永磁同步電機(jī)或無刷直流電機(jī)，電機(jī)出力大，效率高，噪音低，一般最高時速可達(dá)20km/h以上，比共享單車要快好多。

電動滑板車的組成

以某國產(chǎn)的電動滑板車為例，全車所有的零部件高達(dá)20多個，當(dāng)然這些還不是全部，在車體內(nèi)部還有電機(jī)控制系統(tǒng)主板。

電動滑板車的電機(jī)一般使用數(shù)百瓦的無刷直流電機(jī)或永磁同步電機(jī)并配合專門的控制器，剎車控制一般采用鑄鐵或復(fù)合鋼；鋰電池有多種容量，可以根據(jù)自己的實際需求來選擇，如果對于速度有一定要求，則盡量選擇48V以上的電池；如果對續(xù)航里程有要求，則盡量要選擇容量在10Ah以上的電池。

電動滑板車的車身結(jié)構(gòu)決定了其承載強(qiáng)度和重量，至少要有100公斤以上的承載力，確?；遘囎銐蚪Y(jié)實，才能夠在顛簸的路面經(jīng)受考驗。目前電動滑板車最常用的是鋁合金材質(zhì)，不僅質(zhì)量相對較輕，同時在堅固程度上也十分出色。

儀表板可以顯示當(dāng)前車速以及里程等信息，一般選擇電容觸控屏；輪胎一般有真空胎和空氣胎兩種，真空胎相對較貴；為了輕量化設(shè)計，車架一般使用鋁合金材質(zhì)。這樣的一輛普通的電動滑板車一般售價在1000-3000元之間。

電動滑板車技術(shù)核心剖析

如果把電動滑板車的組件拆分，一一估價的話，電機(jī)及控制系統(tǒng)的成本是最高的，同時他們也是電動滑板車的“大腦“，電動滑板車的啟動、運(yùn)行、進(jìn)退、速度、停止依靠的都是滑板車中的電機(jī)控制系統(tǒng)。

電動滑板車能快速安全運(yùn)行，對電機(jī)控制系統(tǒng)的性能要求很高，對電機(jī)的效率也有較大的要求。同時作為一種實用型的交通工具，要求電機(jī)控制系統(tǒng)能承受震動、耐受惡劣環(huán)境、可靠性高。

常規(guī)的滑板車控制系統(tǒng)硬件設(shè)計方案如下圖所示，主要包括驅(qū)動MCU、門驅(qū)動電路、MOS驅(qū)動電路、電機(jī)、霍爾傳感器、電流傳感器、速度傳感器等模塊。

MCU通過電源通電工作，利用通訊接口和充電模塊和電源及功率模塊進(jìn)行通信。門驅(qū)動模塊與主控MCU進(jìn)行電氣連接，并通過OptiMOSTM驅(qū)動電路來驅(qū)動BLDC電機(jī)。霍爾位置傳感器可以感測電機(jī)當(dāng)前的位置，電流傳感器和速度傳感器可以組成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)來控制電機(jī)。

電機(jī)啟動運(yùn)行后，霍爾傳感器感測電機(jī)的當(dāng)前位置，將轉(zhuǎn)子磁極的位置信號轉(zhuǎn)換成電信號，為電子換相電路提供正確的換相信息來控制電子換相電路中的功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)反饋給MCU。

電流傳感器和速度傳感器組成雙閉環(huán)系統(tǒng)，輸入轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)速控制器會輸出對應(yīng)的電流大小，然后該電流與實際電流大小之差作為電流控制器的輸入，再輸出對應(yīng)的PWM，驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行換向控制和調(diào)速控制。使用雙閉環(huán)系統(tǒng)可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性，雙閉環(huán)系統(tǒng)增加了對電流的反饋控制，可以減小電流的超調(diào)和過飽和現(xiàn)象，得到更加良好的控制效果，是電動滑板車平穩(wěn)運(yùn)動的關(guān)鍵。

此外，某些滑板車還配備了電子防抱死系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過感知車輪輪速傳感器，對車輪速度進(jìn)行檢測，如果檢測到車輪處于抱死狀態(tài)，自動控制抱死車輪的制動力大小，使其處于邊滾邊滑的狀態(tài)（側(cè)滑率為20%左右），保證了電動踏板車的車主安全。

電動滑板車芯片方案

由于安全車速限制，一般電動滑板車的功率限制在1KW到10KW。對于電動滑板車的控制系統(tǒng)和電池這兩部分，英飛凌提供完整的解決方案：

英飛凌低功率輕型電動車的系統(tǒng)解決方案動車的系統(tǒng)解決方案

電動滑板車最重要的就是安全騎行，在上一節(jié)中我們介紹了有3個閉環(huán)確保電動滑板車的安全：電流、速度和霍爾。針對這3個閉環(huán)主要器件——傳感器，英飛凌提供了多種傳感器組合。

霍爾位置開關(guān)可以使用英飛凌提供的TLE4961-xM系列霍爾開關(guān)，TLE4961-xM是集成的霍爾效應(yīng)鎖存器，專為高精度應(yīng)用而設(shè)計，具有優(yōu)越的電源電壓能力、工作溫度范圍和磁閾值的溫度穩(wěn)定性。該霍爾開關(guān)用于位置檢測，具有較高的檢測精度，具有反向極性保護(hù)和過電壓保護(hù)功能，并使用小型的SOT封裝可節(jié)省PCB的空間。

TLE4961-xM系列霍爾開關(guān)

電流傳感器使用英飛凌TLI4971電流傳感器：

TLI4971電流傳感器

TLI4971是英飛凌高精度微型無芯磁電流傳感器，用于交流和直流測量，具有模擬接口和雙快速過電流檢測輸出并且通過了UL認(rèn)證。TLI4971避免使用磁通密度技術(shù)的傳感器常見的所有負(fù)面影響（飽和、滯后），并且配有內(nèi)部自診斷功能。TLI4971的數(shù)字輔助模擬技術(shù)設(shè)計具有專有的數(shù)字應(yīng)力和溫度補(bǔ)償，在溫度和壽命方面提供了優(yōu)越的穩(wěn)定性。差分測量原理允許在惡劣環(huán)境下工作時有很大的雜散場抑制。

速度傳感器使用英飛凌TLE4922，一款有源霍爾傳感器，非常適合檢測鐵磁和永磁結(jié)構(gòu)的運(yùn)動和位置，另外還實現(xiàn)了一個額外的自校準(zhǔn)模塊，以在正常運(yùn)行操作期間達(dá)到最佳精度。其工作電壓范圍為4.5-16V，使用PG-SSO-4-1小型封裝，具有增強(qiáng)的ESD和EMC穩(wěn)定性。

TLE4922速度傳感器

電動滑板車硬件實物設(shè)計技巧

電動滑板車在結(jié)構(gòu)設(shè)計中也有一些講究。在硬件部分，使用的接口一般為多接口金手指插頭，便于電氣連接的穩(wěn)定可靠性。 控制系統(tǒng)板卡中，MCU布置在電路板的中間位置，門驅(qū)動電路布置離MCU稍遠(yuǎn)處位置，在設(shè)計時需注意門驅(qū)動電路的散熱情況來進(jìn)行考慮。在電源板上提供螺旋端子電源連接器，以便通過銅端子插排進(jìn)行大電流互連。對于每相輸出，兩個銅插排形成直流母線連接，將該相的所有并聯(lián)半橋連接到電容器組和直流電源。另一個銅插排并聯(lián)連接半橋的輸出。

如果你對文章中提到電動滑板車方案感興趣，可以點(diǎn)擊閱讀原文了解更多。當(dāng)然，如果你能自制一個電動滑板車就更酷了。 溫馨提示：電動滑板車可以滿足我們的出行需求，提醒大家在騎行時，需遵守當(dāng)?shù)亟煌ǚㄒ?guī)，注意出行安全。 來源：英飛凌汽車電子生態(tài)圈

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：是什么讓電動滑板車成為短程代步利器？

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