Elektromos robogó vezérlő: mire szolgál, hogyan működik, hogyan válasszuk ki a megfelelőt?

Egy elektromos robogónál gyakran beszélünk az akkumulátorról és a motorról. Azonban egy harmadik, kevésbé ismert alkatrész dönti el majdnem mindent: a vezérlőegység. Ő adja meg, minden pillanatban, azt az energiát, amelyet az akkumulátor a motorhoz továbbít. A gyorsulás, a regeneratív fékezés, a maximális sebesség, a túlmelegedés és a meghibásodások jelentős része is a vezérlőegységen keresztül zajlik.

Ez a útmutató elmagyarázza, hogy mit tesz egy vezérlő, hogyan lehet az tulajdonságait áttekinteni anélkül, hogy megtévesztő információk alapján kellene dönteni, és milyen szempontokat kell figyelembe venni, mielőtt egy új vezérlőt választanánk.

A vezérlő szerepe egyetlen képben

Egy akkumulátor egyenáramot szolgáltat: két vezeték, egy pozitív és egy negatív, egy viszonylag stabil feszültséggel. Egy robogó motor pedig egy "képtelen" három vezetékű motor, amelyet a három fázisnak nevezünk. Ahhoz, hogy a motor forogjon, az áramot ezekben a három vezetékben kell váltva, a megfelelő időpontokban és a megfelelő intenzitással vezetni, ez több ezer alkalommal történik másodpercenként.

A vezérlő pontosan ezt a feladatot végzi. Belül elektronikus kapcsolók nyitnak és zárnak nagyon gyorsan, hogy szabályozzák az akkumulátorból származó áramot, és elosztják azt a három fázisra. Egy kis számítógép vezérli ezeket a kapcsolókat, figyelembe véve a gázpedál állását, a motor pozícióját, valamint minden olyan adatot, amelyet a vezérlő monitoroz.

Amellett, hogy vezérli a motort, a vezérlő egyéb feladatokat is ellát:

• Az elektromos fékezés: a motor ebben az esetben egy dinamóként működik, ami lassítja a kereket, és egy kis energiát visszatölt a akkumulátorba;
• a védelmi funkciók: csökkenti vagy leállítja a teljesítményt, ha a hőmérséklet, a motor hőmérséklete vagy az akkumulátor feszültsége a megadott határokon kívül esik;
• Az kijelzővel való kommunikáció: a sebesség, az akkumulátor töltöttségi szintje, a vezetési módok és a hibakódok ebből származnak.

A legfontosabb adatok, és hogyan kell őket értelmezni

A feszültség: a teljesen feltöltött akkumulátor feszültsége

Egy elektromos robogó akkumulátora lítium-ion cellákból áll, amelyek sorosan vannak kapcsolva. Minden egyes cella átlagosan körülbelül 3,6 V feszültséggel rendelkezik, és teljesen feltöltve 4,2 V-ot. Az akkumulátort a névleges feszültsége szerint azonosítják, amely az átlagos feszültség, de a vezérlőnek a maximális feszültséget kell elviselnie.

Emellett szükség van egy biztonsági ráhagyásra: elektromos fékezés során a feszültség meghaladhatja az akkumulátor feszültségét. Például egy 100 V-os vezérlő elfogadható, hogy egy 72 V-os akkumulátort (84 V teljes töltés esetén) használjunk, ezzel biztosítva a biztonsági ráhagyást. Egy "72 V"-os vezérlő esetén, ha nincs további pontosítás, ellenőrizni kell, hogy valóban 84 V-ot és a fékezés során fellépő feszültségingadozásokat is elbírja-e

Két különböző áramforrás: akkumulátor és fázis

Ez a pont az, amelyet a legtöbb leírásban összekeverik. Egy vezérlőnek két áramkorlátja van:

• Akkumulátor áram, az, amit az akkumulátorból vesz fel. A feszültséggel szorozva megkapjuk a ténylegesen felhasznált teljesítményt;
• A fázisáram az, amelyet a motorba juttat. Ez az, ami a nyomatékot, tehát az indulási erőt és a domb mászási képességet biztosítja.

Miért nem egyenlőek ezek a két áram? Alacsony sebességnél a motor csak kis feszültségre van szükség, de nagy áramra, hogy nyomatékot generáljon. A vezérlő ekkor úgy működik, mint egy transzformátor: feszültséget cserél áramra. Indításkor a fázisáram sokkal nagyobb lehet, mint az akkumulátor árama, anélkül, hogy az akkumulátor több energiát adna. Ez teszi lehetővé a gyors gyorsulást anélkül, hogy az akkumulátor azonnal lemerülne.

Például a RageLink X400 Dual vezérlőink 400 A fázisáramot és 250 A akkumulátoráramot tesznek lehetővé motoronként: az első szám a teljesítményt jelzi, a második pedig azt, hogy a telepnek képesnek kell lennie ezt a teljesítményt biztosítani.

A wattok: egy számítás, nem egy garancia

Az akkumulátorból nyert elektromos teljesítmény egyszerűen számítható: feszültség szorozva az akkumulátor áramával. Egy 50 A-rel limitált vezérlő, ha 72 V-os akkumulátorról van betáplálva, legfeljebb 72 × 50 = 3600 W teljesítményt fogyaszt. Egy dupla motoros, két vezérlős robogónál ezt a két értéket össze kell adni.

Ez a számítás gyakran beszédesebb, mint a motoron feltüntetett wattokban megadott érték, amely általában a folyamatos teljesítményt jelöli, azaz azt a teljesítményt, amelyet a motor hosszú ideig képes leadni anélkül, hogy túlmelegedne, és nem a maximális teljesítményt.

Négyzet alakú hullám vagy szinuszhullám

Két fő módszer létezik egy kefementes motor működtetésére. Az első, ún. négyszögjel-alapú (vagy trapézoid) vezérlés, ahol a fázisokat lépésekben aktiváljuk: ez egyszerű és megbízható, de a motor hangosabb, és alacsony sebességnél kevésbé "lágy". A második, amelyet gyakran vektoros vezérlésnek vagy FOC (Field Oriented Control rövidítése) neveznek, folyamatosan, szinuszhullám alakban változtatja a motor áramát. Ez a motor csendesebb, finomabb, és általában jobb a hatásfoka.

A legújabb, teljesítményorientált vezérlők szinte mindegyike FOC (Field-Oriented Control) technológiát alkalmaz. A pilóta számára a különbség leginkább a lágyabb indulásban és a pontosabb gázpedál-reakcióban érezhető.

Érzékelőkkel vagy anélkül?

A motor forgórészének helyzetének ismeretében a vezérlőnek a megfelelő időpontban kell áramot biztosítani. Két megoldás létezik:

• érzékelőkkel ellátott: a legtöbb robogómotor három, úgynevezett "Hall-hatású" érzékelővel rendelkezik (öt vékony vezeték a három vastag fázis vezeték mellett). Az vezérlő ismeri a motor helyzetét, még akkor is, ha az le van állítva, ami egy sima, rántásmentes indulást biztosít;
• érintkezőmentes (sensorszegény): a vezérlő a motor forgása közben generált feszültség alapján számítja ki a motor helyzetét. Ez nagyon hatékony menet közben, de nehezebb lehet a mozgás elindítása teljes megállásból.

Egy hibás szenzor vagy egy rosszul rögzített csatlakozó tipikus tüneteket okoz: a motor rángat, habozik az induláskor, vagy csak akkor indul el, ha a robogót toljuk.

Egy vagy két vezérlő?

Egy dupla motoros robogónál gyakran két vezérlő található, egy az első kerékhez és egy a hátsó kerékhez, melyeket a gyártók néha egy-egy betűvel különböztetik meg (A vezérlő és B vezérlő). Ezek nem mindig cserélhetők ki egymással: az egyik vezérlő például kapcsolatban lehet a kijelzővel, a másik pedig nem.

Léteznek dupla vezérlők is, amelyek egyetlen egységben két motort irányítanak, például a RageLink X400 Dual. Egyetlen egységet kell elhelyezni, bekábelezni és beállítani, miközben mindkét kerék együttesen van vezérelve.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő vezérlőt, a megfelelő sorrendben?

A jobb teljesítmény érdekében egy új vezérlőre váltani csábító lehet. Azonban a vezérlő csak egy alkatrész: nem tud több áramot kinyerni az akkumulátorból, mint amennyit az képes biztosítani, és nem tud több energiát juttatni a motorhoz, mint amennyit az képes elviselni anélkül, hogy túlmelegedne. A műhelyben a következő gondolkodási sorrendet követjük.

1. Az akkumulátor feszültsége. A vezérlőnek el kell tudnia fogadni a teljes töltöttségi állapot feszültségét, bizonyos biztonsági margóval.
2. Mit képes a telepítés nyújtani. A rendszer kezelőegységének (BMS) maximális árama és a cellák minősége határozza meg a teljesítményhatárt. Ezen a határ felett a telepítés lekapcsol, vagy gyorsan elhasználódik. Nézze meg elektromos robogó akkumulátorainkat , melyek közül a "Performance" verziók nagyobb teljesítmény leadására lettek tervezve.
3. Milyen terhelést bír el a motor? Az áram a motorban nyomatékká alakul, de hővé is. Egy nagyobb vagy hatékonyabban hűtött motor nagyobb terhelést képes elviselni. Nézze meg elektromos robogó motorjainkat: elektromos robogó motorok.
4. A hely és a hűtés. Egy túlmelegedő vezérlő csökkenti a teljesítményét, hogy megvédje magát. Fontos, hogy a vezérlőt olyan felületre rögzítsük, amely jól elvezeti a hőt.
5. `A csatlakozások.` Motor szenzorok, gázpedál, fék, kijelző: minden csatlakozónek meg kell felelnie a megfelelőnek, vagy megfelelően kell hozzáigazítani.
6. `Beállítás.` Egy állítható vezérlő lehetővé teszi az áramok beállítását a telephez és a motorhoz. Az a kérdés, hogy hogyan kell ezt megtenni.

És nem szabad elfelejteni a többi alkatrészt sem: a nagyobb teljesítményhez megfelelő fék és megfelelő gumik szükségesek.

A következő problémák (vagy amelyek úgy tűnnek, hogy) a vezérlőből származnak

• `A robogó leáll, amikor erősen gyorsítunk: legtöbbször az akkumulátor (vagy annak BMS rendszere) védi magát, mert túl nagy áramot próbálunk rajta keresztüljuttatni, nem pedig a vezérlőegység. `
• `A motor rángat vagy akadozik : hibás Hall-érzékelő, rosszul rögzített szenzorcsatlakozó, vagy sérült fáziskábel.`
• La puissance baisse après quelques minutes : protection thermique du contrôleur ou du moteur.
• Hibaüzenet jelenik meg: ez egy hibatípust jelöl (pl. motor, szenzor, feszültség, kommunikáció), melynek értelmezése a kijelző gyártójától függ.
• A vezérlő ténylegesen kiégett: víz, rövidzárlat a fázisokban, vagy elektromos fékezés egy már teljesen feltöltött akkumulátorról egy olyan vezérlőn, amelynek nincs feszültségi tartaléka.

Sebesség és jogszabályok: ami fontos

Franciaországban egy elektromos robogónak, amely nyilvános utakon közlekedik, a gyártó által beállított maximális sebessége 25 km/h kell legyen. Egy erősebb vezérlő nem változtat ezen a szabályon: az utakon a robogó továbbra is korlátozott sebességgel közlekedik. A teljesítményt versenykörülmények között vagy privát területen lehet mérni, ahol a versenycsapatunk teszteli a járműveket.

A RageLink vezérlőink

Készítjük a saját vezérlőinket: RageLink. Ezeket a vezérlőket a lyoni tervezőmérnökeink tervezték, és franciaországi műhelyeinkben gyártjuk. Áramerősségük 400-tól 2000 A-ig terjed, feszültségük 100 V, és beállításuk, frissítésük és zárolásuk egy mobilalkalmazás segítségével történik. Jelenleg még nem kaphatóak: ha szeretné, feliratkozhat a várólistára, hogy elsőként értesüljön a megjelenésről.