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锂电电动助力车

一、产品定义

产品概述:电动助力车(电动助力自行车)是人力骑行与电力辅助驱动相结合的两轮交通工具。整车系统由锂电池包、BMS电池保护板、无刷电机控制器、轮毂无刷直流电机、力矩/速度传感器、操控仪表、车架、脚踏传动机构组成。控制器根据脚踏力矩信号或者车速信号输出对应的辅助动力,实现人力+电力混合骑行;具备助力档位调节、欠压保护、过流保护、刹车断电保护功能。骑行者踩踏时电机提供辅助推力,上坡、逆风骑行省力;不踩踏时可纯人力骑行。

基础电气规格(36V‑家用通勤助力车示例)

  • 电池标称电压:36V DC
  • 电芯类型:10串锂离子电池
  • 电池容量:10.4Ah
  • 电机类型:后轮轮毂三相无刷电机
  • 电机额定功率:250W
  • 最高助力车速:25km/h
  • 助力档位:3‑5档可调
  • 续航里程:40‑60km(经济助力模式)
  • 传感器类型:力矩传感器 / 脚踏速度传感器
  • 保护功能:欠压、过流、堵转、刹车断电保护
  • 操控方式:LCD仪表按键+刹车把手断电开关

二、电动助力车系统拓扑原理图

系统拓扑原理图

拓扑工作原理:锂电池输出36V直流电,BMS完成电池侧过充、过放、过流保护;电能经过电源锁送入无刷控制器。骑行者踩踏脚踏板,力矩传感器或者速度传感器采集踩踏信号传输至MCU;主控读取当前助力档位、车速信号,按照助力配比输出六路PWM信号;驱动三相MOS逆变桥,直流电变换为三相交流电供给后轮轮毂无刷电机,电机输出辅助动力。捏下刹车把手时,刹车断电信号触发,控制器立刻停止输出动力。仪表实时显示剩余电量、当前车速、助力档位;控制器实时检测母线电流,上坡负载过大时限流保护,防止电机堵转烧毁。

三、应用场景分类

1、城市日常通勤出行场景

  • 上下班短途出行,避开拥堵,绿色低碳,适合5‑15公里路程。

2、城郊休闲骑行健身场景

  • 绿道、环湖公路出游,人力骑行+电力辅助,长途骑行不易疲劳。

3、山地丘陵地区爬坡出行场景

  • 多坡道路段,电机助力减轻上坡踩踏负担。

4、社区周边采购代步场景

  • 小区、集镇近距离买菜办事,短途代步工具。

5、中老年休闲代步出行场景

  • 体力较弱人群出行,助力降低骑行费力程度。

6、景区观光租赁骑行场景

  • 公园、旅游景区出租助力自行车,供游客游览。

四、功率器件选型推荐表

应用位置 类型 型号 规格 封装 备注
高压半桥 SJ MOS LC65R040B 35mR/650V TO247 半桥开关管
高压半桥 SJ MOS LC60R130F 130mR/650V TO220F 半桥开关管
高压半桥 SJ MOS LC65R600F 520mR/650V TO220F 半桥开关管
高压半桥 SJ MOS LC65R600D 520mR/650V TO252 半桥开关管
高压半桥 HV MOS CS10N65A2 460mR/650V TO220F 半桥开关管
高压半桥 HV MOS CS30N65A6 255mR/650V TO247 半桥开关管
高压半桥 SIC MOS LSC380M65D 360mR/650V TO252 半桥开关管
高压半桥 SiC MOS LSC040M65B 35mR/650V TO247 半桥开关管
低压半桥 LV MOS LG120N085AG 4.2mR/120V PDFN5*6 半桥开关管
低压半桥 LV MOS LG50N15AD 15.6mR/150V TO252 半桥开关管
低压半桥 LV MOS LT80N04AG 5.5mR/40V PDFN5*6 半桥/Vbus开关管
低压半桥 LV MOS LG160N06AD 2.2mR/60V TO252 半桥开关管
高压隔离 光耦 EL357/3516 C档 SOP‑4 过零采集/可控硅隔离驱动
前级整流 整流桥 GBP510 5A /1000V GBP 整流桥
前级整流 整流桥 MSB30B 3A/1KV UMSB 整流桥
前级整流 整流桥 KBP810 8A /1000V KBP 整流桥