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

各式各樣的電動(dòng)滑板車(chē)

電動(dòng)滑板車(chē)最常見(jiàn)的造型就是L型了，一體式的車(chē)架結(jié)構(gòu)，使用了極簡(jiǎn)主義風(fēng)格進(jìn)行設(shè)計(jì)。車(chē)把手可設(shè)計(jì)成彎曲形、也可設(shè)計(jì)成直線形，轉(zhuǎn)向柱與車(chē)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(dòng)滑板車(chē)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(jiǎn)潔美，另一方面便于攜帶。 電動(dòng)滑板車(chē)深受大家的喜歡，除了造型之外，還有很多的優(yōu)勢(shì)：便攜：電動(dòng)滑板車(chē)的尺寸一般較小，車(chē)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(dòng)自行車(chē)，可以將電動(dòng)滑板車(chē)輕松裝入汽車(chē)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(mǎn)足低碳出行的需求，相較于汽車(chē)，不用擔(dān)心城市堵車(chē)，停車(chē)難等問(wèn)題。經(jīng)濟(jì)性高：電動(dòng)滑板車(chē)使用鋰電池供電，電池綿長(zhǎng)，能耗低。高效：電動(dòng)滑板車(chē)一般使用永磁同步電機(jī)或無(wú)刷直流電機(jī)，電機(jī)出力大，效率高，噪音低，一般最高時(shí)速可達(dá)20km/h以上，比共享單車(chē)要快好多。

電動(dòng)滑板車(chē)的組成

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

電動(dòng)滑板車(chē)的電機(jī)一般使用數(shù)百瓦的無(wú)刷直流電機(jī)或永磁同步電機(jī)并配合專(zhuān)門(mén)的控制器，剎車(chē)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(shí)際需求來(lái)選擇，如果對(duì)于速度有一定要求，則盡量選擇48V以上的電池；如果對(duì)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(dòng)滑板車(chē)的車(chē)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，確保滑板車(chē)足夠結(jié)實(shí)，才能夠在顛簸的路面經(jīng)受考驗(yàn)。目前電動(dòng)滑板車(chē)最常用的是鋁合金材質(zhì)，不僅質(zhì)量相對(duì)較輕，同時(shí)在堅(jiān)固程度上也十分出色。

儀表板可以顯示當(dāng)前車(chē)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(duì)較貴；為了輕量化設(shè)計(jì)，車(chē)架一般使用鋁合金材質(zhì)。這樣的一輛普通的電動(dòng)滑板車(chē)一般售價(jià)在1000-3000元之間。

電動(dòng)滑板車(chē)技術(shù)核心剖析

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

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

常規(guī)的滑板車(chē)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案如下圖所示，主要包括驅(qū)動(dòng)MCU、門(mén)驅(qū)動(dòng)電路、MOS驅(qū)動(dòng)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(guò)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(mén)驅(qū)動(dòng)模塊與主控MCU進(jìn)行電氣連接，并通過(guò)OptiMOSTM驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)BLDC電機(jī)。霍爾位置傳感器可以感測(cè)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(lái)控制電機(jī)。

電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行后，霍爾傳感器感測(cè)電機(jī)的當(dāng)前位置，將轉(zhuǎn)子磁極的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，為電子換相電路提供正確的換相信息來(lái)控制電子換相電路中的功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)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(huì)輸出對(duì)應(yīng)的電流大小，然后該電流與實(shí)際電流大小之差作為電流控制器的輸入，再輸出對(duì)應(yīng)的PWM，驅(qū)動(dòng)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(duì)電流的反饋控制，可以減小電流的超調(diào)和過(guò)飽和現(xiàn)象，得到更加良好的控制效果，是電動(dòng)滑板車(chē)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵。

此外，某些滑板車(chē)還配備了電子防抱死系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)感知車(chē)輪輪速傳感器，對(duì)車(chē)輪速度進(jìn)行檢測(cè)，如果檢測(cè)到車(chē)輪處于抱死狀態(tài)，自動(dòng)控制抱死車(chē)輪的制動(dòng)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(dòng)踏板車(chē)的車(chē)主安全。

電動(dòng)滑板車(chē)芯片方案

由于安全車(chē)速限制，一般電動(dòng)滑板車(chē)的功率限制在1KW到10KW。對(duì)于電動(dòng)滑板車(chē)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(dòng)車(chē)的系統(tǒng)解決方案動(dòng)車(chē)的系統(tǒng)解決方案

電動(dòng)滑板車(chē)最重要的就是安全騎行，在上一節(jié)中我們介紹了有3個(gè)閉環(huán)確保電動(dòng)滑板車(chē)的安全：電流、速度和霍爾。針對(duì)這3個(gè)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(kāi)關(guān)可以使用英飛凌提供的TLE4961-xM系列霍爾開(kāi)關(guān)，TLE4961-xM是集成的霍爾效應(yīng)鎖存器，專(zhuān)為高精度應(yīng)用而設(shè)計(jì)，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(kāi)關(guān)用于位置檢測(cè)，具有較高的檢測(cè)精度，具有反向極性保護(hù)和過(guò)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(kāi)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(wú)芯磁電流傳感器，用于交流和直流測(cè)量，具有模擬接口和雙快速過(guò)電流檢測(cè)輸出并且通過(guò)了UL認(rèn)證。TLI4971避免使用磁通密度技術(shù)的傳感器常見(jiàn)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(jì)具有專(zhuān)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(cè)量原理允許在惡劣環(huán)境下工作時(shí)有很大的雜散場(chǎng)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(cè)鐵磁和永磁結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和位置，另外還實(shí)現(xiàn)了一個(gè)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(dòng)滑板車(chē)硬件實(shí)物設(shè)計(jì)技巧

電動(dòng)滑板車(chē)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(mén)驅(qū)動(dòng)電路布置離MCU稍遠(yuǎn)處位置，在設(shè)計(jì)時(shí)需注意門(mén)驅(qū)動(dòng)電路的散熱情況來(lái)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(guò)銅端子插排進(jìn)行大電流互連。對(duì)于每相輸出，兩個(gè)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(gè)銅插排并聯(lián)連接半橋的輸出。

如果你對(duì)文章中提到電動(dòng)滑板車(chē)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(gè)電動(dòng)滑板車(chē)就更酷了。 溫馨提示：電動(dòng)滑板車(chē)可以滿(mǎn)足我們的出行需求，提醒大家在騎行時(shí)，需遵守當(dāng)?shù)亟煌ǚㄒ?guī)，注意出行安全。 來(lái)源：英飛凌汽車(chē)電子生態(tài)圈

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：是什么讓電動(dòng)滑板車(chē)成為短程代步利器？

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