AMEYA360设计方案丨E-Bike电动自行车解决方案

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概述

电动自行车(E-Bike)是一种带集成电机和充电电池的自行车，是一个零排放的环保型交通工具，非常适用于智慧城市。电动自行车的一个重要特性是，它必须是可靠的，可以长期使用。除了高容量的电池和高效的电机外，电子组件必须尽可能高效。

主要部件

充电器

充电器是给电池补充电能的装置，一般分二阶段充电模式与三阶段模式两种。二阶段充电模式：先恒压充电，充电电流随电池电压的上升逐渐减小，等电池电量补充到一定程度以后，电池电压会上升到充电器的设定值，此时转换为涓流充电。三阶段充电模式：充电开始时，先恒流充电，迅速给电池补充能量；等电池电压上升后转为恒压充电，此时电池能量缓慢补充，电池电压继续上升；达到充电器的充电终止电压值时，转为涓流充电，以保养电池和供给电池的自放电电流。

电池

电池是提供电动车能量的随车能源，电动车主要采用铅酸电池组合。另外镍氢电池与锂离子电池也已在一些轻便折叠电动车上开始使用了。

使用提示：控制器主控板为电动车主回路，具有较大工作电流，会发出较大热量。因此，电动车不要停放在阳光下曝晒，也不要长时间淋雨，以免控制器出故障。

控制器

控制器是控制电机转速的部件，也是电动车电气系统的核心，具有欠压、限流或过流保护功能。智能型控制器还具有多种骑行模式和整车电气部件自检功能。控制器是电动车能量管理与各种控制信号处理的核心部件。

转把、闸把

转把、闸把等是控制器的信号输入部件。转把信号是电动车电机旋转的驱动信号。闸把信号是当电动车刹车时，闸把内部电子电路输出给控制器的一个电信号；控制器接收到这个信号后，就会切断对电机的供电，从而实现刹车断电功能。

助力传感器

助力传感器是当电动车处于助力状态是检测骑行脚蹬力回脚蹬速度信号的装置。控制器根据电驱动功率，以达到人力与电力自动匹配，共同驱动电动车旋转。目前最潮流的助力传感器是中轴双边力矩传感器，其产品特点是能够采集左右两边的脚踏力，并采用非接触式电磁信号采集方式，从而提高了信号采集的精确性和可靠性。

电机

电动自行车最重要的配件是电机，一辆电动自行车的电机基本决定了这辆车的性能和档次。电动自行车所使用的电机大都是高效稀土永磁电机，其中主要又分高速有刷齿+轮减速电机、低速有刷电机和低速无刷电机三种。

电机是将电池电能转换机械能，驱动电动车轮旋转的部件。在电动车上使用的电机，其机械结构、转速范围与通电形式上有许多种。常见的有：有刷有齿轮毂电机、有刷无齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机、高磁盘电机、侧挂电机等。

灯具、仪表

灯具、仪表部分是提供照明并显示电动车状态的部件组合。仪表一般提供电池电压显示、整车速度显示、骑行状态显示、灯具状态显示等。智能型仪表还能显示整车各电气部件的故障情况。

常见构造

多数电动自行车是采用轮毂式电机直接驱动前轮或后轮旋转的。这些轮毂式电机根据输出速度的不同，分别与不同轮径的车轮配合，用以驱动整车行驶，速度可达20km/h。虽然这些电动车的造型与电池的安装位置不尽相同，但是其驱动与控制原理存在共性。这类电动自行车是电动车产品中的主流。

特殊构造的电动自行车

少量电动车采用非轮毂式电机驱动。这些电动车采用侧挂式或者柱状电机、中置式电机、摩擦轮胎电机。一般采用这种电机驱动的电动车，其整车重量会有所降低，电机效率比轮毂式效率更低。在同样电池能量的情况下，使用这些电机的整车一般会比轮毂式整车续行里程缩短5%-10%。

上海皇华作为NXP的IDH，利用NXP提供先进的功率MOSFET和逻辑电平MOSFET，具有一流的功率密度和能效。我们的MOSFET产品组合采用低热量的小封装提供高性能。此外，我们的NCRxx LED驱动器符合AEC-Q101要求，具有稳定的输出电流(范围从10 mA到50 mA)、1.4 V的低电压开销，不同电源电压都有高电流精度。我们还提供一个广泛的ESD保护器件，可提供出色的防静电保护和其他电压引起的瞬态脉冲保护。

Manufacturer	Model	Description
NXP	KW41Z	Microprocessor
NXP	KW31Z	Microprocessor
NXP	KE02_40	Microprocessor
Microchip Technology	MICRF113YM6-TR	射频收发器
Microchip Technology	MICRF112YMM	射频收发器
Semtech Corporation	SX1243IULTRT	射频收发器
Microchip Technology	MCS3122-I/ST	安全元件
Microchip Technology	ATECC508A-MAHDA-T	安全元件
NXP	FXAS21002C	3轴陀螺仪
NXP	FXTH87	胎压传感器
NXP	ASL3416SHN	LED Driver
NXP	PCA9956B	LED Driver
NXP	GD3000	三相电机驱动
NXP	NX5P3090	电源开关
NXP	CBTL02043ABQ	USB接口