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電動雙輪車的結構和工作原理 MOS管在電動雙輪車上的應用

合科泰半導體 ? 來源:合科泰半導體 ? 2024-05-10 10:49 ? 次閱讀
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近日,某大電動車廠推出兩輪電動車,一時間兩輪車成為熱議。中國是全球最大的兩輪電動車生產(chǎn)與消費大國,銷量占全球的一半以上。隨著電動雙輪車方案的不斷成熟,產(chǎn)業(yè)配套更加完善,產(chǎn)品性能繼續(xù)提升的同時,價格也更合理。電動雙輪車的工作原理是什么樣的?二三極管MOS在電動雙輪車上有怎樣的應用,本期,合科泰帶大家熟悉電動車的工作及內(nèi)部結構。

電動雙輪車的結構和工作原理

電動雙輪車架構相對比較簡單,由電機、電池、控制系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、車輪和輔助部件等組成,通常包括下面這些主要部分:

1、電機:電機是電動雙輪車的動力來源,通常安裝在后輪附近,電機最常見的是直流無刷電機,它具有高效率、低噪音和長壽命的特點。

2、電池:電池是電動雙輪車的能量儲存裝置,通常安裝在車架底部或座椅下方。電池類型主要有鉛酸電池和鋰電池兩種,其中鋰電池具有更高的能量密度和更長的壽命,但成本也相對較高。

3、控制系統(tǒng):控制系統(tǒng)是電動雙輪車的核心部件之一,它負責控制電機的運轉和車輛的行駛狀態(tài)。控制系統(tǒng)通常包括控制器、傳感器和電路等部件,其中控制器負責接收騎行者的指令并控制電機的運轉,傳感器則用于監(jiān)測車輛的速度、位置等參數(shù),并將這些信息反饋給控制器。

4、剎車系統(tǒng):剎車系統(tǒng)是電動雙輪車的安全保障之一,它負責在車輛行駛過程中進行制動和減速,通常包括剎車器、剎車片和剎車線等部件,其中剎車器負責產(chǎn)生制動力矩,剎車片則與車輪接觸產(chǎn)生摩擦力,從而實現(xiàn)車輛的制動和減速。

5、車輪、車架和輪胎:車輪和輪胎是電動雙輪車的重要組成部分,它們直接與地面接觸,承受著車輛的重量和行駛時的摩擦力。車輪通常由輪轂、輪輻和輪胎組成,而輪胎則采用橡膠材料制成。車架是電動雙輪車的基礎結構,它支撐著整個車輛的重量,并連接著各個部件。

6、輔助部件:除了以上部件外,電動雙輪車還包括一些輔助部件如座椅、腳踏板、反光鏡、前燈和喇叭等。

通常,它的工作原理是這樣的。它的驅動和控制系統(tǒng)主要由電池組、電機、控制器和調(diào)速手柄構成,電池組里的電流通過調(diào)速手柄和控制器共同調(diào)制解調(diào)給電機供電從而控制電機轉速驅動車子運行。電池組的電流供到控制器,由控制器里的降壓器件給調(diào)速手柄供電,轉動調(diào)速手柄可以讓控制器檢測到不同的電壓值,控制器根據(jù)電壓值大小,模擬調(diào)節(jié)輸送給電機電壓的高低,從而控制了電機的轉速,控制電動車的運行速度。

通常,電動兩輪車BMS架構有好幾種,其中有的區(qū)別是充放電MOS置于高邊或低邊,有的區(qū)別是充放電是串聯(lián)連接還是并聯(lián)連接。目前,市面上很多的二輪車的BMS使用底邊串聯(lián)架構,驅動電路相對簡單。市面上電動兩輪車主流的BMS架構采用主控、電芯、二段保護、模擬前端等組成。這個是利用AFE控制MOS管的通斷和二級保護芯片控制三端FUSE熔斷進行雙重保護。電驅系統(tǒng)是一個高度集成和智能化的系統(tǒng),它將電池中的電能轉換為機械能,驅動車輛前進,并通過各種傳感器和控制系統(tǒng)優(yōu)化車輛的性能和安全性。通常,市面上大部分的電動二輪車的電驅使用傳統(tǒng)的H6橋,主流的是采用FOC控制方式,它具有轉矩波動小、效率高、噪聲小、動態(tài)響應快等特點。

二三極管MOS在電動雙輪車上的應用

以MOS管為例,它在在電動車控制器中的作用是開關和調(diào)壓。簡單來說,電機是靠MOS管的輸出電流來驅動的,輸出電流越大,為了防止過流燒壞MOS管,控制器通常有限流保護,電機扭矩就強,加速就有力。由于電機驅動功率一般是百瓦以上級別,業(yè)界普遍采用 MOS 管驅動器+外置 MOSFET 方式來提升散熱能力。由于電機存在反電動勢,在減速時這部分反電動勢會疊加電池組電壓直接作用于 MOSFET 上,因此 MOSFET 和對應驅動器的耐壓在選型時需要預留一定的裕量。

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MOS管在控制器電路中的工作狀態(tài)木這樣的:開通過程、導通狀態(tài)、關斷過程、截止狀態(tài)、擊穿狀態(tài)。MOS管主要損耗包括開關損耗(開通過程和關斷過程),導通損耗,截止損耗(漏電流引起的,這個忽略不計),還有雪崩能量損耗。

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只要把這些損耗控制在MOS管承受規(guī)格之內(nèi),MOS管即會正常工作,超出承受范圍,即發(fā)生損壞。而開關損耗往往大于導通狀態(tài)損耗,尤其是PWM沒完全打開,處于脈寬調(diào)制狀態(tài)時,對應電動車的起步加速狀態(tài),而最高急速狀態(tài)往往是導通損耗為主。

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合科泰在整個電動兩輪車上應用到的產(chǎn)品包括二極管、三極管和MOS管等,在電路中起到開關、整流、放大、穩(wěn)壓等左右。



審核編輯:劉清

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原文標題:二三極管MOS在電動雙輪車上的應用

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