Come scegliere la potenza del controller per un triciclo elettrico

Per scegliere la potenza del controller per un triciclo elettrico, inizia con la potenza documentata del motore e la compatibilità del motore dichiarata dal produttore del controller. Quindi controllare l'intervallo di tensione della batteria, i limiti di corrente della batteria e del motore, le condizioni di funzionamento continuo e le interfacce di controllo. Un'etichetta di potenza aiuta a identificare i candidati; questi controlli aggiuntivi determinano se un candidato è adatto al veicolo.

Ciò è importante quando si acquista un controller sostitutivo o si specifica una trasmissione per un triciclo da carico o un risciò elettrico. Due controller con la stessa etichetta di potenza possono avere limiti di corrente, requisiti di raffreddamento o connessioni di segnale diversi. Allo stesso modo, una potenza pubblicizzata più alta non stabilisce la compatibilità con un particolare motore.

Cosa significa effettivamente la potenza nominale di un controller?

Potenza nominale del motore, ingresso elettrico e uscita dell'albero

Tre valori di potenza possono apparire in una discussione sulla trasmissione:

• Potenza motore elencata: la potenza del motore o l'intervallo di compatibilità identificato dal fornitore.
• Alimentazione in ingresso CC del controller: energia elettrica che entra nel controller dalla batteria.
• Potenza albero motore: potenza meccanica erogata dal motore dopo le perdite del controller e del motore.

Questi valori descrivono diversi punti del sistema. Un campo del prodotto chiamato "Potenza nominale del motore" deve essere letto come riferimento della potenza del motore dichiarata, a meno che il produttore non fornisca una definizione più specifica. Di per sé non stabilisce la potenza in ingresso continua del controller o l'uscita misurata dell'albero. La distinzione tra ingresso elettrico, potenza del motore elettrico e perdite di conversione è spiegata nella documentazione del controller maxon. Supporto maxon

Lettura delle specifiche effettive del controller

Due elenchi di controller sul sito web di ECOGO illustrano perché i nomi dei campi sono importanti:

Campo pubblicato	Controller a 24 MOSFET da 1.000–1.500 W	Controller a 36 MOSFET da 1.500–3.000 W
Potenza nominale del motore	1000–1500 W	1500–3000 W
Conteggio MOSFET	24	36
Tensione di uscita	48 V / 60 V / 72 V	48 V / 60 V / 72 V
Corrente di uscita	50-60 d.C	85-100 d.C

Le pagine non definiscono se per “Corrente in uscita” si intende la corrente della batteria o la corrente di fase del motore, oppure se si tratta di corrente continua o di breve durata. Moltiplicando uno di questi valori per una tensione elencata si assegnerebbe quindi una potenza che le informazioni pubblicate non stabiliscono. Ecogo

Per un motore da 1500 W, entrambe le gamme di potenza del motore elencate includono tale cifra. Ciò crea una lista ristretta, non una corrispondenza completa: le definizioni attuali, la configurazione della tensione, i requisiti di controllo del motore e il servizio operativo continuano a decidere l'idoneità.

Abbina la finestra della tensione della batteria prima di confrontare la potenza

La tensione nominale di una batteria è un’etichetta di sistema. La sua tensione cambia con il livello di carica e il carico operativo. Il controller deve adattarsi alle effettive condizioni di alimentazione, inclusa la batteria completamente carica e la tensione più bassa riscontrata durante il funzionamento. La guida di tensione di maxon distingue esplicitamente questi vincoli di alimentazione superiori e inferiori. Supporto maxon

Confronta tre elementi:

1. I dati della batteria: tensione nominale, tensione massima caricata e tensione prevista sotto carico.
2. I dati del titolare: intervallo operativo consentito, potenza nominale massima assoluta e limiti di protezione della tensione configurati.
3. Il punto di funzionamento del motore richiesto: la velocità e la coppia che l'azionamento deve sostenere entro tale intervallo di alimentazione.

Un massimo assoluto è un limite, non un normale obiettivo operativo. Una batteria e un controller nominalmente corrispondenti necessitano comunque di un raggio operativo adatto al veicolo.

Gli elenchi ECOGO sopra mostrano 48 V, 60 V e 72 V. Questo elenco da solo non dimostra che ogni unità consegnata supporti automaticamente tutti e tre i sistemi. Confermare la versione di tensione o la configurazione fornita per l'ordine, comprese le impostazioni di protezione.

Separare la corrente della batteria dalla corrente di fase del motore

Stima della potenza in ingresso alla connessione della batteria

Durante la guida, la corrente lato batteria viene assorbita attraverso la connessione di alimentazione CC del controller, mentre la corrente di fase del motore scorre negli avvolgimenti. Uno stadio di potenza PWM modifica la tensione effettiva applicata al motore. La corrente lato motore può quindi superare la corrente media della batteria senza creare potenza aggiuntiva; le letture descrivono diversi lati della conversione. La loro relazione dipende dalle condizioni operative e dal modo in cui viene misurata la corrente. Supporto maxon

Per tensione e corrente CC approssimativamente costanti:

Potenza in ingresso del controller ≈ tensione del bus CC × corrente della batteria

Consideriamo un'ipotetica misurazione di 60 V all'ingresso del controller sotto carico E 30 A di corrente della batteria:

60 V × 30 A = 1800 W, ovvero circa 1,8 kW di ingresso elettrico.

Questa non è né una misurazione della potenza dell'albero né una valutazione continua dedotta dal nome di un prodotto. Se lo stesso sistema ha un valore di corrente di fase di 60 A specificato separatamente, moltiplicando 60 V per tale valore non si stabiliscono 3,6 kW di potenza in ingresso o all'albero.

Laddove tensione e corrente fluttuano sostanzialmente, una potenza media accurata richiede la media del loro prodotto istantaneo nello stesso periodo. Moltiplicare letture non correlate o medie di diverse condizioni operative può dare risultati fuorvianti.

Confronta i limiti attuali sulla stessa base

Specifica attuale	Cosa aiuta a valutare	Necessaria una definizione
Corrente lato batteria	Compatibilità con la batteria e il sistema di gestione della batteria (BMS)	Limite continuo, limite temporaneo e durata consentita
Corrente di fase del motore	Compatibilità con i requisiti elettrici e termici del motore	Convenzione di misura, limite continuo e limite temporaneo

L’entità attuale e la durata operativa sono questioni separate. "Picco" può significare il picco di una forma d'onda elettrica o un valore di sovraccarico temporaneo. La corrente RMS è un'altra convenzione di misurazione; non è sinonimo di corrente continua.

Il manuale KLS-H di Kelly fornisce un esempio di una famiglia di controller con impostazioni separate di corrente della batteria e corrente del motore. Per un ordine ECOGO, ottenere le definizioni per il modello reale prima di utilizzare i dati attuali pubblicati per selezionare un BMS o valutare la compatibilità del motore. media.kellycontroller.com

Controllare il servizio continuo, la durata di picco e il raffreddamento

Una corrente nominale temporanea diventa utile solo quando se ne conoscono la durata consentita e le condizioni termiche. La capacità continua dipende anche dall'installazione specificata e dalla disposizione di raffreddamento. La documentazione KLS-H di Kelly separa i valori nominali continui e di picco e fornisce i requisiti di installazione del dissipatore di calore, illustrando perché queste condizioni vanno accanto alle cifre attuali. media.kellycontroller.com

Per un triciclo funzionante, confrontare la corrente richiesta durante il ciclo operativo con i limiti documentati. Una breve accelerazione, ripetute partenze con carico e una salita sostenuta pongono esigenze diverse alla guida. Il completamento di un'accelerazione non dimostra che lo stesso risultato possa essere mantenuto ripetutamente o in modo continuo.

Il funzionamento a bassa velocità e coppia elevata merita attenzione. La potenza dell'albero dipende sia dalla coppia che dalla velocità, mentre la corrente del motore può rimanere notevole a bassa velocità. Una potenza meccanica modesta non determina quindi un basso carico termico. La guida alla selezione dei driver motore di TI tratta la tensione, la corrente, la dissipazione di potenza e le condizioni operative come considerazioni di progettazione collegate. ti.com

Per ciascun candidato stabilire:

• I limiti continui della batteria e della corrente di fase nelle condizioni di raffreddamento previste.
• I limiti temporanei di corrente, la durata e gli eventuali requisiti di recupero.
• Le condizioni ambientali e di montaggio consentite, compreso l'eventuale declassamento termico.
• Se il motore, il controller e la batteria possono supportare lo stesso servizio ripetuto.

Un controller di potenza superiore non fornisce automaticamente più potenza al motore: contano anche le impostazioni applicate e la richiesta operativa. Allo stesso modo, due etichette di potenza da sole non possono stabilire che un accoppiamento si surriscalderà. Il confronto utile è tra le condizioni operative richieste e i limiti documentati della combinazione completa.

Ciò che il conteggio MOSFET può e non può dirti

I MOSFET commutano i dispositivi nello stadio di potenza del controller. Il loro numero descrive un aspetto del progetto, ma non fornisce una conversione universale dal numero di dispositivi alla potenza del controller.

Le linee guida di TI sui MOSFET di potenza paralleli esaminano fattori quali resistenza di conduzione, condivisione di corrente, gate drive, layout e accoppiamento termico. Queste variabili spiegano perché il solo conteggio dei dispositivi non è sufficiente per stabilire la capacità, l’efficienza o l’affidabilità attuali. Più dispositivi possono far parte di un progetto a corrente più elevata, ma il controller finito necessita comunque di caratteristiche nominali e condizioni operative specifiche. TI.com

Il catalogo ECOGO fornisce un utile confronto. Oltre all'elenco sopra da 1000–1500 W, 24 MOSFET, il Controller a 24 MOSFET da 1.000–1.200 W elenca 50–55 A in "Corrente in uscita". I due prodotti condividono un numero di MOSFET ma pubblicano potenze del motore e gamme di corrente diverse. Ciò stabilisce la necessità di leggere le specifiche di ciascun modello; non stabilisce quale modello sia più efficiente. Ecogo

Utilizzare "24 MOSFET" o "36 MOSFET" per identificare la configurazione di un prodotto. Utilizzare i limiti di corrente definiti, le condizioni di raffreddamento e la compatibilità del motore per effettuare la selezione.

Fai la scelta finale per il motore e il veicolo

Conferma tipo di controllo, feedback e compatibilità del segnale

La capacità elettrica è solo una parte dell'abbinamento del controller del triciclo elettrico. Un controller deve anche supportare il tipo di motore e il modo in cui viene controllato il suo funzionamento. Per un controller BLDC per un triciclo elettrico, i requisiti di feedback dipendono dal progetto: una disposizione con sensore Hall e una disposizione senza sensori non sono automaticamente intercambiabili. La guida alla selezione di TI distingue tra approcci di controllo e feedback di posizione. ti.com

Controllare i segnali di feedback richiesti, le funzioni dei pin del connettore, l'ingresso dell'acceleratore, la logica di frenata e retromarcia e qualsiasi comunicazione richiesta. Un alloggiamento del connettore simile non è prova della stessa assegnazione dei pin. Questi controlli impediscono che una sostituzione fisicamente plausibile venga trattata come elettricamente compatibile.

Applicare una sequenza di selezione completa

Quando si confronta controller per tricicli elettrici, utilizza il campo Watt per iniziare il processo, quindi risolvi ciascuna decisione in ordine:

1. Identificare il motore e il suo compito. Registrare la potenza nominale del motore, il tipo di controllo e le condizioni operative di velocità-coppia richieste.
2. Selezionare la gamma di potenza del motore dichiarata. Stabilire cosa intende il fornitore del controller per il suo campo di potenza.
3. Abbina la finestra di tensione. Controllare le tensioni effettive della batteria rispetto alla configurazione del controller consegnato.
4. Abbina entrambi i limiti attuali. Confrontare i limiti lato batteria con la batteria/BMS e i limiti della corrente di fase con il motore, utilizzando definizioni coerenti.
5. Verificare il funzionamento sostenuto. Valutare insieme la durata del picco, il caricamento ripetuto e il raffreddamento.
6. Conferma le interfacce e le impostazioni. Approvare la configurazione specifica che verrà consegnata.

Per un acquisto ECOGO, confermare le specifiche del controller rispetto al motore, alla batteria e al servizio previsto. La scelta di potenza appropriata è il modello la cui compatibilità documentata e i cui limiti operativi si adattano a tale combinazione.