Nya och förbättrade borstlös Electric Scooter Power System Guide (8 / 19 steg)

Steg 8: Vad sägs om en verklig fordonet controller?

De föregående 7 sidorna har varit en beskrivning av hur man gör R/C modell flygplan komponenttillverkare gråta allt på en gång och sedan tysta dem. Jag kan egentligen bara stoppa Instructable här och göras, men då det inte skulle vara den bästa elektriska sparkcykel guiden någonsin, höger?

Men det finns sådana saker i världen som billig borstlös motor registeransvariga som inte är rudimentära och lätt byggd. De behöver inte en konstig spjäll omvandlare, istället kunna använda 3-tråds spänningskälla direkt som kommandot. De tenderar att ha verkliga (vridmoment) kontroll, variabel elektronisk bromsning och ibland kommer med användbara tillbehör som en viktigaste stafett drivrutin eller ljus styrenheter. Det är som om de var byggda för fordon eller något.

Lyckligtvis, de senaste två eller tre åren, specialiserade små EV styrenheter har blivit mycket vanligt och också billigt. Här är några allmänna egenskaper om dem.

De är sensored styrenheter

Positiv start från noll spjäll och ingen desynkronisering av kontroll indata för fort att följa. Nackdelen är då att du måste lägga till sensorer din motor om den inte har dem redan.

Nuvarande kontroll och regenerativ bromsning

En borstlös motor inverter krets är implicit kan utföra regenerativ bromsning - där rörelseenergin är fånga från motor och återvände till batteriet. Det finns inget magiskt om regen , trots att det var en marknadsföring slogan för alla typer av konsumenten elektriska tillbehör (och bilar). Regen är inte tillgänglig på de flesta R/C styrenheter bara av kostnadsskäl och ingen riktig nödvändighet. Medan regen kan bara ta tillbaka några % av den energi som finns i ett fordon i rörelse, kan det bidra till att bromsa längre liv och mindre nödvändighet att använda mekaniska bromssystem för att göra en liten hastighet justering.

Nuvarande kontroll emulerar dynamiken i ett gasdrivna fordon bättre av att hålla konstant acceleration. Det innebär också motorn begränsas från att producera för mycket vridmoment, vilket är praktiskt för stora borstlösa motorer med mycket högt vridmoment anlagen.

Flera ingångar och utgångar inklusive reverse

Vanligtvis en EV styrenhet har minst två analoga ingångar: en för en gaspedalen eller knopp, och den andra för en variabel elektrisk broms. Det kan också ha ingångar för gasen och bromsen växlar som är utlöst så fort du kliver på antingen och kan signal till styrenheten som du verkligen vill antingen gå eller stop (en enda analog ingång inte kan skilja mellan du golv det och en lös tråd, möjligen leder till farliga situationer). Växeln bromsen skulle signalera den registeransvarige att sluta köra motorn eftersom du vill stoppa istället. Kanske det är dåligt för att göra burnouts, men det är inte bra att bekämpa dina bromsar med din motor eller motor ändå.

Andra växlar och doodads är viktiga kopplingsingångar, omvänd ingångar, status ljus utgångar, datalogging, etc.

Bättre byggda

Eftersom fordonet domänkontrollanter måste vara mer robust, de är i allmänhet byggda i robust metall fall som också fungerar som kylflänsar för power halvledare.

Vanliga små EV controller exempel

Liksom en hel del andra situationer i livet, ett kinesiskt företag erbjuder en lösning för den nybörjar och grundläggande funktionalitet som söker där amerikanska och europeiska tillverkare kunde (eller faktiskt skulle) inte. Obestridlig mästare av billig liten EV styrenheter är Kelly Controller . Tillbaka i 2007 och 2008, de var riktigt skumma... men saker har förbättrats mycket där, tydligen. Kellys KBS linje av borstlösa flygledare har allt jag just beskrivit uppe och typiska priset är cirka 2 dollar per amp... verkliga ampere . Inte barely-on-the-edge-of-destruction ampere.

Kelly KBS serien

Dessa saker är ungefär storleken av en 12oz drink kan (förutom torget) och den chunkiest modellen kan bearbeta upp till 7Kw (72v, 100A) peak och 3-4 kW genomsnittet. Den jag har haft nöjet att hantera mest är den KBS36051 , som är en 20/50 amp typ. Jag har hittat att 20 ampere är lite trög för de flesta fordon, men det betyder inte att du kan göra roliga go-kart använder dem.
Om du vill ha mer makt, går KBL typen upp till 500-600 ampere och 120 + volt. Nu att är att få in elbil domän, så jag faktiskt inte kommer att rekommendera dem till små EV byggare. De är också legitimt storleken på en hus tegel eller mer.

Kelly styrenheter kan kalibreras flitigt med den skumma visual basic-program som de har och en USB-till-seriell dongle.

Skuggig elektrisk cykel styrenheter

Dessa ibland dyker upp på eBay för $50 till $200. De fungerar ungefär som Kelly styrenheter, men är mer rudimentär, inte kalibrering-aktiverade, och var ofta produceras för en specifik modell av elektrisk cykel säljs i Asien. De kommer i fast spänning och nuvarande betyg (och är internt nuvarande begränsade till detta fasta belopp).

Jag har ingen specifik produkt sida länk för dessa saker, och faktiska kabelnätet ändras beroende på vilken modell du får. De är gjorda i namnlösa fabriker över hela södra Kina och har inga namn bifogas. Det finns definitivt flera "bloodlines" av dem, och de kan även föranleda en hela Instructable på vad fan de faktiskt är. Jag kan bara rekommendera gå till eBay och söka "borstlösa e-bike controller " att se vad jag menar.

På grund av konventionerna som obestämt ledningar, jag kan inte rekommendera dessa till komplett nybörjare, men om du har hacka runt med EVs ett tag, de är bra börjar grunden för modding styrenheter. På tal om det...

Gemenskapen-modifierade skuggig elektrisk cykel styrenheter

Det finns en stor gemenskap av elektrisk cykel byggare som har tillbringat en del tid reverse engineering dessa styrenheter och nu säljer uppgraderade versioner av dem som Kit eller hela moduler. Den största koncentrationen av dessa användare är på Ändlösa området teknik forum.

* Nya * Januari 2012 Sensorlös E-bike styrenheter, aka "Jasontroller"

Som jag nyligen upptäckt, finns det flera namnlösa e-bike styrenheter som kan köra fullt Sensorlös. De är min nuvarande rekommenderade små EV kontrollösning eftersom deras Sensorlös start och köra algoritmen är optimerad för fordon, som är stötvis belastning (som omfattas innan). Istället för att tvinga motorn att starta av död-räkenskap minst, vilket skulle innebära jerking ditt fordon till flera mph, dessa styrenheter ramp upp farten i startläge. Medan de "ramp" tar mindre än en sekund, effekten är mycket uttalad och skiljer sig från R/C-styrenheter - lanseringen är smidig och allmänt sömlös och utan "samkvämsystemet" eller pole halka. Att vara generisk e-bike styrenheter, har de också strömbegränsning och en mängd olika broms ingångar. Den enda nackdelen hittills är att de gör inte utföra regenerativ bromsning... och de är ganska stora.

Det enda stället jag har hittat som säljs dessa styrenheter är eBay, kan jag bara länka till bekräftade säljare och allmänna söktermer. De är vanligtvis annonseras direkt som "Sensorlös", eller i några underhållande omväg som "Utan Hall". Ström, bobzhangxu är den enda säljaren som tydligt annonserar några av registeransvariga i hans butik som Sensorlös kapabel. De registeransvariga jag har undersökt personligen säljs av honom.

Jag har utfört en fullständig teardown och inspektion av typen "350W" i denna webbplats inlägg (och nästa flera inlägg Visa integrering i några av mina fordon, inklusive navet driven RazEr och den ordinarie Melonscooter). Jag gillar dessa saker mycket nu, sedan mixtra med ordentlig Hall sensor timing är både kritiska och mycket mycket jobbigt om du inte har en justerbar sensor fäste. De trevliga sakerna om dem är:

• De är Sensorlös. Inte som skit R/C flygplan Sensorlös, men faktiskt optimerad med ramp funktioner för stötvis belastning.
• Cykel för cykel strömbegränsning, så de är ganska robust. Som deras sensor-bara bröder, kan denna nuvarande gräns kränks och bråkade med på flera sätt, bland annat förbi den nuvarande-sense shunt eller ändra MOSFETs ut.

Som de flesta saker skuggiga och kinesiska, de har vissa nackdelar:

• De är ganska stor. Även 350W är storleken på en genomsnittlig singel-servering juice kartong eller så, mycket större volym än en R/C styrenhet, men fortfarande mindre än en Kelly.
• De är inte som power-tät eller kraftfullt utformade. Låg kostnad innebär billiga komponenter och blygsamma över betyg förmåga. Kretsarna är ganska generisk, utfärda utegångsförbud för enheten är diskret och gjorda av riktigt billiga små transistorer och nästan allt är thru-hål eller stora ytmontering förpackade.

Det finns två andra viktiga användning begränsningar som jag tycker bör nämnas.

Att vara Sensorlös och inte särskilt hög prestanda, de gillar motorer med en rimlig slingrande motstånd och induktans - något R/C motorer inte är kända för. Jag har dödat några av av misstag slår motorn med drivlinan låst eller återhållsamma, och de resulterande massiva snabbt nuvarande spikar övervinna det inbyggda skyddet och tycks förstöra gate drive kretsarna. De verkar ha några problem med att starta upp stora flygplan motorer såsom melon (som testade på melonscooter), så jag skulle rekommendera dem på 60 mm typ motorerna på mest. Annars, du kan välja att spola tillbaka din motor till en rimlig BEMF konstant. De är konstruerade med cykel hjul nav motors i sinnet, som har många polacker, är långsamma, och oftast hög motstånd och induktans - fall bevisat genom att testa dessa på RazEr.

Slutligen, de har en förvandling gränsfrekvensen. Detta är en punkt där ESK kan inte längre hålla med motorn, och därigenom kunde förlorade synkronisering och dra enorma nuvarande spikar. Medan flygplan råden, med deras enklare kommutering död räkenskap system, kan oftast commutate upp till 3000 + elektrisk Hz (högsta hastighet för att byta fasen utgångar från en motor stat till en annan - detta har ingenting att göra med PWM frekvensen), den Jasontrollers verkar vara begränsad till endast 500 elektriska Hz eller så. För att konvertera eHz till mekanisk RPM, dividera med antalet motor magnet pole par och sedan multiplicera med 60. Detta innebär att den högsta uppnåeliga varvtal för en genomsnittlig 14 pole outrunner, bör inte mer än ca 4 700 RPM. Igen, detta innebär att de uppfördes till cykel hub drivmotorer. Om du vill utnyttja dessa styrenheter effektivt, bör du kontrollera din motor inte regelbundet gå över 4 700 RPM, som med en snabb och hög Kv flygplan motor, kan visa sig svårt.

* Ny! * juni 2013: "Miniatyr" e-bike styrenheter

Dessa styrenheter verkar vara i samma familj som Jasontroller ovan, men de är betydligt mindre. Jag köpte dessa från eLifeBike och utfört en teardown på min hemsida som vanligt. Den mindre storleken, särskilt när innerytan, sätt det kan vara fyllda i mindre och mer portabla fordon! Deras beteende, inklusive oviljan att spela med låg-turn R/C motorer och övre hastighetsgräns, härmar Jasontroller.

Sammanfattning

När du är redo att göra hoppa från super hackade och rudimentär till något mer legitimt, är en riktig EV controller vägen att gå. Kelly är i allmänhet den mest väldokumenterade och stöds massproduktion stigning stigen, men det finns alternativ värt att experimentera med om du vill gå ut på en lem och lära sig något om hur motor styrenheter arbete.