Nguyên tắc hoạt động của một chiếc xe đạp điện là gì

Hệ thống phát điện

1. Thành phần và loại pin

Xe đạp điện thường sử dụng pin sạc làm nguồn năng lượng, trong đó pin lithium được sử dụng rộng rãi vì lợi thế của chúng là mật độ năng lượng cao, tuổi thọ dài và tốc độ tự xả thấp. Pin lithium chứa các thành phần chính như điện cực dương, điện cực âm, chất điện phân và cơ hoành, có thể lưu trữ và giải phóng năng lượng điện thông qua phản ứng hóa học.

2. Lưu trữ và phát hành năng lượng điện

Lưu trữ năng lượng điện: Khi pin được sạc, nguồn điện bên ngoài (như bộ sạc) cung cấp năng lượng điện cho pin thông qua mạch sạc cụ thể. Năng lượng điện được chuyển đổi thành năng lượng hóa học và được lưu trữ trong các vật liệu điện cực dương và âm của pin, trong khi các ion trong chất điện phân cũng trải qua di chuyển và sắp xếp lại tương ứng để tạo thành cấu trúc hóa học ổn định.

Giải phóng năng lượng điện: Khi pin được thải ra, năng lượng hóa học bên trong pin bắt đầu được chuyển đổi thành năng lượng điện. Trong quá trình phóng điện, các vật liệu điện cực dương và âm trải qua phản ứng hóa học, giải phóng các electron và ion. Các electron chảy đến các thiết bị điện như động cơ thông qua các mạch bên ngoài để tạo thành dòng điện; Các ion di chuyển qua chất điện phân bên trong pin, duy trì số dư sạc. Trong quá trình này, điện áp của pin giảm dần cho đến khi kết thúc xả.

3. Cơ chế tính phí và bảo vệ

Quá trình sạc: Khi sạc, bộ sạc chuyển đổi dòng điện xen kẽ để trực tiếp dòng điện và kết nối với pin thông qua giao diện sạc. Mạch điều khiển bên trong bộ sạc theo dõi điện áp, dòng điện và nhiệt độ của pin để đảm bảo quá trình sạc an toàn và hiệu quả. Khi pin được sạc đầy, bộ sạc sẽ tự động cắt nguồn điện để ngăn chặn sự xuất hiện của sạc quá mức.

Cơ chế bảo vệ: Để đảm bảo tuổi thọ an toàn và dịch vụ của pin, hệ thống năng lượng xe đạp điện thường được trang bị nhiều cơ chế bảo vệ. Các cơ chế này bao gồm bảo vệ quá tải, bảo vệ quá mức, bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ nhiệt độ, v.v. Khi pin bất thường, cơ chế bảo vệ sẽ phản ứng nhanh chóng và cắt điện hoặc điều chỉnh chiến lược sạc/xả để ngăn pin bị hỏng hoặc gây ra tai nạn an toàn.

4. Quản lý năng lượng và tối ưu hóa

Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các hệ thống điện xe đạp điện hiện đại cũng có các chức năng quản lý năng lượng và tối ưu hóa. Thông qua các thuật toán điều khiển thông minh và công nghệ cảm biến, hệ thống cung cấp năng lượng có thể theo dõi điện, điện áp, dòng điện, nhiệt độ và các tham số khác trong thời gian thực và điều chỉnh động công suất đầu ra của động cơ và tốc độ xả của pin theo nhu cầu của người lái và thông tin tình trạng đường. Điều này không chỉ có thể cải thiện độ bền của xe đạp điện, mà còn kéo dài tuổi thọ của pin và giảm mức tiêu thụ năng lượng.

Hệ thống điều khiển

Xử lý tín hiệu

Tiếp nhận tín hiệu: Bộ điều khiển nhận tín hiệu điều khiển từ tay cầm (đòn bẩy rẽ) hoặc bàn đạp, phản ánh ý định hoạt động của người dùng, chẳng hạn như tăng tốc, giảm tốc, phanh, v.v.
Phân tích và xử lý tín hiệu: Bộ điều khiển phân tích và xử lý tín hiệu nhận được, xác định ý định hoạt động của người dùng bằng cách đo cường độ và hướng của tín hiệu và xây dựng chiến lược điều khiển tương ứng cho phù hợp.

Kiểm soát hiện tại

Quy định hiện tại: Theo kết quả của việc xử lý tín hiệu, bộ điều khiển điều khiển dòng đầu ra bằng cách điều chỉnh trạng thái chuyển đổi của phần tử chuyển đổi (như ống MOS) trong bộ điều khiển hiện tại. Mục đích của bước này là cung cấp cho động cơ mô -men xoắn và công suất thích hợp theo các nhu cầu ổ đĩa khác nhau.

Ổ đĩa động cơ

Điều khiển động cơ: Thông qua tín hiệu dòng điện đầu ra, bộ điều khiển điều khiển pha và cực của động cơ để làm cho động cơ chạy bình thường. Nói chung, ổ đĩa động cơ áp dụng chế độ điều khiển phản hồi hiện tại, được điều chỉnh bằng cách đo điện áp trong vòng lặp hiện tại để đạt được điều khiển dòng chính xác.

Chức năng bảo vệ

Bảo vệ quá dòng: Khi động cơ hoặc tải gây ra dòng điện đột ngột do ngắn mạch và các lý do khác, bộ điều khiển sẽ khởi động cơ chế bảo vệ quá dòng để cắt tín hiệu ổ đĩa đầu ra để ngăn dòng điện vượt quá giá trị định mức và làm hỏng động cơ hoặc thiết bị điều khiển điện tử.

Bảo vệ quá điện áp và bảo vệ điện áp thấp: Bộ điều khiển cũng có bảo vệ quá điện áp và các chức năng bảo vệ điện áp thấp để ngăn vận động hoặc điện áp pin vượt quá phạm vi hoạt động bình thường, gây ra thiệt hại hoặc không hoạt động đúng.
Bảo vệ nhiệt độ: Bộ điều khiển thường được trang bị cơ chế bảo vệ nhiệt độ, khi nhiệt độ bộ điều khiển quá cao, nó sẽ tự động cắt đầu ra để ngăn ngừa thiệt hại do quá nóng.

Hệ thống lái xe

Thành phần hệ thống

Hệ thống ổ đĩa của một chiếc xe đạp điện chủ yếu bao gồm pin, bộ điều khiển, động cơ điện và thiết bị truyền động. Pin cung cấp năng lượng làm năng lượng, bộ điều khiển chịu trách nhiệm xử lý đầu vào tín hiệu của người dùng và điều khiển đầu ra hiện tại, động cơ chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học để điều khiển các bánh xe và thiết bị truyền dẫn chịu trách nhiệm truyền sức mạnh của công suất của Động cơ đến bánh xe.

Nguyên tắc làm việc

Pin Pered:

Xe đạp điện thường sử dụng pin sạc làm nguồn năng lượng, chẳng hạn như lithium-ion hoặc pin axit chì. Bộ pin được gắn trên khung và được kết nối với bộ điều khiển thông qua dây.
Khi pin được bật nguồn, năng lượng hóa học trong bộ pin được chuyển đổi thành năng lượng điện để cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống ổ đĩa.

Điều khiển bộ điều khiển:

Bộ điều khiển là một trong những thành phần cốt lõi của xe đạp điện, nhận tín hiệu điều khiển từ tay cầm điều khiển tốc độ (đòn bẩy quay) hoặc bàn đạp.
Các tín hiệu này được xử lý bởi bộ điều khiển và được chuyển đổi thành tín hiệu điện kiểm soát tốc độ và hướng của động cơ.
Bộ điều khiển chứa các mạch và bộ vi xử lý phức tạp, có thể đạt được điều khiển chính xác dòng điện và điện áp, và có nhiều chức năng bảo vệ (như bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá điện áp, v.v.).

Động cơ lái xe:

Động cơ điện của xe đạp điện thường sử dụng động cơ DC hoặc động cơ AC (được chuyển đổi thành ổ điện DC bằng biến tần). Động cơ được gắn trên trục trung tâm của bánh xe và được kết nối trực tiếp với bánh xe.

Khi bộ điều khiển xuất tín hiệu điện, cuộn dây bên trong động cơ tạo ra từ trường quay, tương tác với nam châm vĩnh cửu của động cơ để tạo ra một lực điện từ, do đó điều khiển động cơ quay.

Tốc độ và mô -men xoắn của động cơ có thể được điều chỉnh bằng tín hiệu điện của bộ điều khiển để đáp ứng nhu cầu cưỡi của người dùng.

Thiết bị truyền chuyển điện:

Thiết bị truyền tải (như chuỗi, bánh răng, v.v.) truyền công suất quay của động cơ vào bánh xe, khiến bánh xe quay để đẩy xe đạp điện về phía trước.
Thiết bị truyền tải phải được thiết kế để đảm bảo hiệu quả và tính ổn định của truyền năng lượng, giảm mất năng lượng và hao mòn cơ học.

Hành động và phản hồi của người dùng:

Người dùng điều khiển tốc độ và công suất của xe đạp điện thông qua cần điều khiển tốc độ hoặc bàn đạp. Tay cầm điều khiển tốc độ có thể mô phỏng chuyển động quay để tạo tín hiệu điện, được truyền đến bộ điều khiển để điều chỉnh tốc độ của động cơ.
Bộ điều khiển cũng có nhiều chức năng bảo vệ, chẳng hạn như tự động cắt nguồn điện khi điện áp pin quá thấp để ngăn chặn quá mức pin; Khi động cơ bị quá tải, công suất đầu ra sẽ tự động giảm để bảo vệ động cơ.
Xe đạp điện thường được trang bị một thiết bị hiển thị như bảng điều khiển, được sử dụng để hiển thị năng lượng pin, tốc độ lái xe, số dặm đi xe và thông tin khác để tham khảo của người dùng.