Ovládač elektrickej kolobežky: na čo slúži, ako funguje a ako si ho vybrať
Na elektrickej kolobežke sa veľa hovorí o batérii a motore. Napriek tomu je tretia, menej viditeľná súčiastka, ktorá rozhoduje o takmer všetkom: ovládač. Práve on reguluje, v každom okamihu, energiu, ktorú batéria dodáva motoru. Zrýchlenie, elektronická brzda, maximálna rýchlosť, prehrievanie a väčšina porúch sú s ním spojené.
Tento návod vysvetľuje, čo ovládač robí, ako čítať jeho špecifikácie, aby ste sa nenechali oklamať, a v akom poradí by ste mali premýšľať, než sa rozhodnete ho vymeniť.
Dôležité informácie
- Ovládač premieňa jednosmerný prúd z batérie na tri striedavé prúdy, ktoré poháňajú motor.
- Napätie by malo pokrývať napätie batérie v nabitom stave, nie len jej „menovité“ napätie.
- Prúd batérie určuje výkon, ktorý je odoberaný z batérie; prúd fázy určuje krútiaci moment pri rozjazde. Oba faktory sú dôležité.
- Výkonnejší ovládač nemá zmysel, ak batéria, motor a káble neodpovedajú jeho výkonom.
- Pred výmenou ovládača, ktorý sa zdá byť nefunkčný, je potrebné skontrolovať konektory, senzory a batériu.
Úloha riadiacej jednotky, zobrazená na jednom obrázku
Batéria dodáva jednosmerný prúd: dva vodiče, jeden kladný a jeden záporný, s relatívne stabilným napätím. Motor elektrickej kolobežky je motor bez uhlíkov, ktorý má tri vodiče, nazývané tri fázy. Aby sa motor roztočil, je potrebné, aby prúd pretekal týmito troma vodičmi postupne, v správnom okamihu a so správnou intenzitou, tisícekrát za sekundu.
Ovládač presne vykonáva túto funkciu. Vo vnútri sa veľmi rýchlo otvárajú a zatvárajú elektronické spínače, ktoré oddeľujú prúd z batérie a rozdeľujú ho medzi tri fázy. Malý počítač riadi tieto spínače na základe toho, čo požadujete pomocou plynu, polohy motora a všetkého, čo ovládač monitoruje.
Okrem toho, ovládač vykonáva aj ďalšie funkcie:
- Elektrické brzdenie: Funguje tak, že motor sa správa ako dynamo, čo spomaľuje koleso a vráti časť energie späť do batérie;
- ochranné funkcie : znižuje alebo preruší výkon, ak sa teplota, teplota motora alebo napätie batérie dostanú mimo stanovených limitov;
- Komunikácia s displejom: Rýchlosť, úroveň batérie, jazdné režimy a chybové kódy pochádzajú od neho.
Dôležité údaje a ako ich interpretovať
Napätie: napätie plne nabitej batérie
Batéria elektrickej kolobežky je zložená z lítiových článkov, ktoré sú zapojené do série. Každý článok má v priemere napätie približne 3,6 V a pri úplnom nabití dosahuje 4,2 V. Batériu označujeme podľa jej priemerného, teda menovitého napätia, ale je to napätie pri plnom nabití, ktoré musí riadiaca jednotka (kontrolér) zvládnuť.
| Vyhlásená kapacita batérie | Články zapojené do série | Napätie pri plnom zaťažení |
|---|---|---|
| 48 V | 13 | 54,6 V |
| 52 V | 14 | 58,8 V |
| 60 V | 16 | 67,2 V |
| 72 V | 20 | 84 V |
Okrem toho je potrebná aj určitá rezerva: pri brzdení pomocou elektrického systému napätie stúpa nad napätie batérie. Napríklad, ovládač (controller) určený pre 100 V akceptuje batériu s napätím 72 V (84 V pri plnom nabití) s dostatočnou rezervou. Ovládač označený ako "72 V" bez ďalších špecifikácií by mal byť overený: skutočne zvládne 84 V a napätie pri brzdení?
Dva odlišné spôsoby: batéria a fázový systém
Toto je bod, ktorý väčšina návodov nesprávne popisuje. Regulátor má dve nastavenia limitu prúdu:
- odporúčam použiť prúd batérie, teda prúd, ktorý odoberá z batérie. Vynásobený napätím, udáva skutočný príkon;
- Prúd fázy je prúd, ktorý je dodávaný do motora. Práve tento prúd vytvára krútiaci moment, teda silu pri rozbiehaní a pri jazde do kopca.
Prečo tieto dva prúdy nie sú rovnaké? Pri nízkej rýchlosti motor potrebuje len nízke napätie, ale vysoký prúd na vytvorenie krútiaceho momentu. Regulátor v tomto prípade funguje ako transformátor: vymieňa napätie za prúd. Pri štarte môže teda prúd v jednotlivých fázach byť oveľa vyšší ako prúd odoberaný z batérie, pričom batéria neposkytuje viac energie. Práve to umožňuje silné zrýchlenie bez toho, aby sa batéria okamžite vybila.
Ako príklad, naše kontroléry RageLink X400 Dual sú špecifikované s prúdovým výkonom 400 A na fázu a 250 A prúdu z batérie na jeden motor: prvé číslo udáva výkon, zatiaľ čo druhé číslo hovorí o tom, aký prúd musí byť schopná batéria dodať.
Výkon (vo wattoch): výpočet, nie sľub
Elektrický výkon odoberaný z batérie sa jednoducho vypočíta: napätie krát prúd batérie. Regulátor obmedzený na 50 A pri batérii 72 V odoberá maximálne 72 × 50 = 3 600 W. Pri skútri s dvoma motormi a dvoma regulátormi sa tieto hodnoty sčítajú.
Tento výpočet je často zrozumiteľnejší ako hodnota vo wattoch, ktorá je uvedená na motore. Táto hodnota zvyčajne označuje trvalý výkon, teda výkon, ktorý motor dokáže dlhodobo udržiavať bez prehriatia, a nie maximálny výkon.
Či už ide o obdĺžnikovú vlnu alebo sínusovú vlnu
Existujú dva hlavné spôsoby, ako poháňať bezkomutátorový motor. Prvý, nazývaný pulzný (alebo trapezoidálny), napája fázy v krokoch: je to jednoduché a robustné, ale motor je hlučnejší a pri nízkych otáčkach o niečo menej plynulý. Druhý, často označovaný ako vektorové riadenie alebo FOC (z anglického „Field Oriented Control“), mení prúd plynule, v sinusoide. Motor je tichší, plynulejší a zvyčajne má lepší účinnosť.
Moderné riadiace jednotky výkonu takmer všetky fungujú na princípe FOC. Pre vodiča je rozdiel najvýraznejší v plynulosti rozjazdu a presnosti ovládania plynu.
Snímače alebo bez snímačov
Na to, aby ovládač poslal prúd v správnom momente, musí vedieť, v akej polohe sa nachádza rotor motora. Existujú dve možnosti:
- snímačmi: Väčšina motorov pre kolobežky má tri snímače, tzv. „Hallove snímače“ (päť tenkých vodičov vedľa troch hrubších fázových vodičov). Regulátor pozná polohu motora, dokonca aj keď je zastavený, čo zabezpečuje hladký a plynulý štart bez trhania
- bez senzora : ovládač odvodzuje polohu motora na základe napätia, ktoré motor generuje počas otáčania. Je to veľmi efektívne počas jazdy, ale náročnejšie pri rozjazde z úplného zastavenia.
Chybný senzor alebo zle zasunutá konektor môžu spôsobovať typické problémy: motor môže trhať, váhať pri rozbiehaní alebo vôbec sa nerozbehať, pokiaľ skúter neposuniete.
Potrebujete jeden alebo dva ovládače?
Elektrická kolobežka s dvoma motormi má často dva ovládače, jeden pre predné koleso a jeden pre zadné koleso, ktoré výrobcovia niekedy označujú písmenami (ovládač A a ovládač B). Nie sú vždy vzájomne zameniteľné: jeden môže mať pripojenie k displeju, zatiaľ čo druhý nie.
Existujú aj dvojité ovládače, ktoré riadia dva motory v jednej jednotke, ako napríklad RageLink X400 Dual. Potrebujete len jednu skrinku, ktorá sa musí zapojiť a nastaviť, a obe kolesá sú riadené spoločne.
Ako si vybrať ovládač, v správnom poradí
Výmena ovládača s cieľom zvýšiť výkon je lákavá. Avšak ovládač je len jeden z komponentov: nemôže odoberať viac prúdu z batérie, ako batéria dokáže dodať, ani poslať do motora viac, ako motor dokáže zniesť bez prehriatia. V našom servise postupujeme nasledovne.
- Napätie batérie. Regulátor by mal akceptovať napätie pri plnom nabití, s rezervou.
- Čo batéria dokáže poskytnúť. Maximálny prúd, ktorý dokáže dodať systém riadenia (BMS), a kvalita článkov určujú maximálnu možnosť. Ak sa prekročí tento limit, batéria sa buď vypne, alebo sa rýchlo opotrebuje. Pozrite si naše batérie pre elektrické skútre, z ktorých verzie Performance sú navrhnuté tak, aby poskytovali vyšší výkon.
- Čo motor dokáže zniesť. Prúd vo fázach sa premení na krútiaci moment, ale aj na teplo v motore. Väčší alebo lepšie chladený motor dokáže spracovať viac. Pozrite si naše motory pre elektrické skútre.
- `Umiestnenie a chladenie. Regulátor, ktorý sa prehrieva, znižuje svoj výkon, aby sa chránil. Musí byť upevnený na povrchu, ktorý odvádza teplo.`
- `Pripojenia. Senzory motora, akcelerátor, brzda, displej: každá zásuvka musí zodpovedať správnemu konektoru, alebo musí byť správne upravená.`
- Nastavenie. Nastaviteľný ovládač umožňuje prispôsobiť prúdy batérii a motoru. Avšak je potrebné vedieť, ako to urobiť.
A je potrebné nezabudnúť na zvyšok zariadenia: vyšší výkon si vyžaduje adekvátne brzdy a pneumatiky.
Tipy pre servis.
Pred výmenou riadiacej jednotky, ktorá sa zdá byť nefunkčná, najprv skontrolujte konektory, senzory motora a batériu. Sú to lacnejšie komponenty a často sú skutočnou príčinou problémov, ako sú výpadky alebo problémy s chodom motora.
Poruchy, ktoré sa vyskytujú (alebo sa zdajú vychádzať) z riadiacej jednotky
- `Kolobežka sa vypína pri prudšom zrýchlení: Často je to batéria (alebo jej BMS – systém ochrany batérie), ktorá sa aktivuje, pretože od nej sa vyžaduje príliš veľký prúd, a nie samotný ovládač.`
- `Motor narába alebo trhá:` Chybný Hall senzor, zle zasunutá konektora senzora, alebo poškodený fázový kábel.
- `Výkon klesá po niekoľkých minútach: ochrana motora alebo ovládača proti prehriatiu.`
- Zobrazuje sa chybový kód: označuje skupinu chýb (motor, senzor, napätie, komunikácia), ktoré je potrebné interpretovať podľa výrobcu zobrazovača.
- Regulátor sa skutočne vypálil: voda, skrat na fázach, alebo brzdenie pomocou elektrickej brzdy s batériou, ktorá je už plne nabitá, na regulátore, ktorý nemá dostatočnú rezervu napätia.
Rýchlosť a zákony: čo je potrebné vedieť
Vo Francúzsku musí byť elektrická kolobežka, ktorá sa používa na verejných priestoroch, konštrukčne obmedzená na rýchlosť 25 km/h. Výkonnejší ovládač nič nezmení na tomto pravidle: na ceste zostáva zariadenie obmedzené. Výkon sa meria na okruhu alebo na súkromnom pozemku, kde sa nachádza náš pretekársky tím.
Naše riadiace jednotky RageLink
Pracujeme na vlastnej rade ovládačov: RageLink. Tieto ovládače, navrhnuté naším vývojovým tímom v Lyone a vyrábané v našich dielňach vo Francúzsku, majú prúd fázy od 400 do 2000 A, napätie 100 V a dajú sa konfigurovať, aktualizovať a zabezpečiť prostredníctvom aplikácie na telefóne. Zatiaľ nie sú v predaji: môžete sa prihlásiť do zoznamu čakajúcich, aby ste boli medzi prvými, ktorí o nich budú informovaní.
Často kladené otázky
Je možné nainštalovať na skúter výkonnejší ovládač?
Áno, za predpokladu, že všetky ostatné komponenty budú zodpovedajúce: batéria musí byť schopná dodať požadovaný prúd, motor musí byť schopný odolať prúdu v jednotlivých fázach bez prehriatia, a káble, konektory a brzdy musia byť správne dimenzované. V opačnom prípade sa problém presunie na iné miesto namiesto toho, aby sa dosiahlo zlepšenie výkonu.
Aký je rozdiel medzi batériou "72 V" a "84 V"?
Často žiadna: batéria s 20 článkami zapojenými do série má v priemere 72 V a pri plnom nabití 84 V. Niektorí predajcovia uvádzajú jednu hodnotu, iní druhú. Pri výbere regulátora je dôležitá napätie pri plnom nabití.
Prečo je prúd fázy vyšší ako prúd batérie?
Pri nízkej rýchlosti motor potrebuje málo napätia, ale veľa prúdu. Regulátor mení napätie na prúd, podobne ako transformátor. Prúd v motore sa teda môže pohybovať na vyššej úrovni, ako je prúd, ktorý vychádza z batérie, pričom batéria neposkytuje viac energie.
Potrebuje každý motor vlastný ovládač?
Nie nevyhnutne. Väčšina skútrov s dvoma motormi má dva riadiace jednotky, ale jedna dvojitá riadiaca jednotka, ako napríklad RageLink X400 Dual, ovláda oba motory z jedného zariadenia.
Ako zistiť, či je príčinou problému riadiaca jednotka?
Postupujeme metódou vylučovania: skontrolujeme napätie batérie v pokoji a počas nabíjania, stav konektorov, otestujeme senzory motora a hľadáme skrat na fázach. Ak je všetko toto v poriadku a chyba pretrváva, potom je regulátor hlavným podozrivým.