轮毂电机耐磨静音轮塑料齿轮和电动滑板车

互推小编 2023-06-09

在有些齿轮传动的应用场景，传统的塑胶齿轮材料有时会碰到这类问题，比如：

在有限的齿轮传动空间，齿轮模数已无法再做大的情况下，塑胶齿轮需要承载更高的扭力，同时因为电机的连续运转产生温度升高，塑胶齿轮在温升和连续重负载的情况下需要具备高扭力和优异的抵抗扭力下降的能力，一般传统的做法是在耐磨塑料里加入玻璃纤维，但我们知道，玻璃纤维会减弱韧性、耐磨性和耐疲劳寿命，如何解决这个问题？

苏州维本工程塑料Wintone T33齿轮专用料牌号，帮你一起走出这类困境。Wintone T33是一款非玻纤增强、高扭力、高耐温耐磨齿轮专用塑料（T33材料里不含任何纤维），T33的收缩率与POM以及非玻纤增强PA66很相近，但通过不添加玻纤的方式大幅提高了齿轮扭力和齿轮升温时的耐磨性，而且Wintone T33的吸湿率只有PA66的四分之一，具有优异的尺寸稳定性。Wintone T33的典型成功应用：轮毂电机塑胶行星齿轮、电动升降桌蜗轮蜗杆传动塑胶斜齿轮、电动晾衣架蜗轮蜗杆传动塑胶斜齿轮等等。

什么是短交通？短交通是指3公里以下的出行。全球短交通工具正处于供给推动的快速发展期，具有确定性的产业升级的趋势。我国因电池、电机的生产优势，将在短交通领域获得很强的产业优势。

在锂电池大规模应用之前，便宜、可靠的电池主要是铅酸电池和镍氢电池。他们的共同特点是：带电量小，不耐用，很难打造出有竞争力的产品。这一时期短交通的产品创新缓慢。2010-2015年之间，锂电池成本下降了接近70%，进入了大规模应用的阶段。大致在2015年前后，锂电池的应用让短交通领域迎来了久违的创新，涌现出了电动滑板车、电助力自行车等众多创新。下面小维和大家一起来了解一下主要的短交通工具代表之一：电动滑板车。

短交通之电动滑板车

如果大家稍微留意一下，从2016年开始，新型的电动滑板车越来越多的走进我们的视野。在2016随后的几年，电动滑板车进入了快速发展期，让短交通工具进入了新的阶段。根据一些公开数据可以估计，2020年全球电动滑板销量在400-500万左右，成为继自行车、摩托车和电动自行车之后，全球第四大微出行工具。电动滑板车拥有100年多年的历史，但是销量直到近年才爆发，这和锂电池的应用有密切关系。电动滑板车这类便携式出行工具，可以随身携带上地铁、进办公室，只有在足够轻便时才具有竞争力。因此在锂电池应用以前，电动滑板车的B端和C端都很难具备生命力。目前，电动滑板车仍然维持高速发展，有希望成为未来主流的短交通出行工具。

电动滑板车看似一种新的时尚交通工具，大街小巷都有它们的身影，人们骑着它上班、上学、兜风。但鲜为人知的是，机动滑板车在上个世纪就出现了，百年前的人们，就会骑滑板车兜风。

下面的这张照片摄于1916年，那个时候就已经有了“滑板车”，不过大部分是由汽油驱动的。

滑板车在第一次世界大战期间广受欢迎，部分原因是，它的油耗非常低，为许多买不起汽车或摩托车的人提供了交通工具。

一些企业也尝试了这种新奇的设备，例如纽约邮政服务用它投递邮件。

1916年，美国邮政局的四名特殊投递邮递员正在试用他们的新工具，滑板车，称为 Autoped。该图像是一组展示一百多年前首次机动踏板车热潮的场景的一部分。

滑板车热潮曾风靡一时，然而，在一战结束后不久，电动滑板车就逐渐消失了。它的实用性受到了挑战，例如重量超过100磅（90.7斤），难以携带。

另一方面，像现在遇到的情况一样，有的路段不适合滑板车，有的路段禁止滑板车。

甚至在1921年，滑板车发明者之一的美国发明家亚瑟·雨果·塞西尔·吉布森，也放弃制造改进这种两轮车，认为它们已经过时了。

历史走到了今天，如今的电动滑板车各式各样

电动滑板车最常见的造型就是L型了，一体式的车架结构，使用了极简主义风格进行设计。车把手可设计成弯曲形、也可设计成直线形，转向柱与车把手一般呈70°左右，可展现出组合装配的曲线美。而在折叠后，电动滑板车为"一字型"结构，一方面可以呈现出折叠后的结构简洁美，另一方面便于携带。

电动滑板车深受大家的喜欢，除了造型之外，还有很多的优势：便携：电动滑板车的尺寸一般较小，车身一般采用铝合金结构，具有轻巧便携的特点，相较于电动自行车，可以将电动滑板车轻松装入汽车后备箱，或者携带它乘坐地铁、公交等，可以与其他交通工具组合使用，十分便捷。

环保：可满足低碳出行的需求，相较于汽车，不用担心城市堵车，停车难等问题。经济性高：电动滑板车使用锂电池供电，电池绵长，能耗低。高效：电动滑板车一般使用永磁同步电机或无刷直流电机，电机出力大，效率高，噪音低，一般最高时速可达20km/h以上，比共享单车要快好多。

电动滑板车的组成

电动滑板车所有的零部件高达20多个，当然这些还不是全部，在车体内部还有电机控制系统主板。

电动滑板车的电机一般使用数百瓦的无刷直流电机或永磁同步电机并配合专门的控制器，刹车控制一般采用铸铁或复合钢；锂电池有多种容量，可以根据自己的实际需求来选择，如果对于速度有一定要求，则尽量选择48V以上的电池；如果对续航里程有要求，则尽量要选择容量在10Ah以上的电池。电动滑板车的车身结构决定了其承载强度和重量，至少要有100公斤以上的承载力，确保滑板车足够结实，才能够在颠簸的路面经受考验。目前电动滑板车最常用的是铝合金材质，不仅质量相对较轻，同时在坚固程度上也十分出色。

仪表板可以显示当前车速以及里程等信息，一般选择电容触控屏；轮胎一般有真空胎和空气胎两种，真空胎相对较贵；为了轻量化设计，车架一般使用铝合金材质。

在电动滑板车电机行星塑胶齿轮和可折叠电动自行车电机行星塑胶齿轮的应用上，苏州维本工程塑料Wintone Z33耐磨静音齿轮专用工程塑料，可以帮您解决常规的尼龙齿轮材料耐磨耐疲劳性不够、噪音比较大、尺寸和扭力受水份影响比较大的问题。

在各类减速电机传动齿轮的应用上，Z33耐磨静音齿轮专用工程塑料可以帮助您解决以下问题：

1.POM和PA66齿轮噪音比较大，耐磨耐疲劳性不够的问题。

2.PA12和TPEE齿轮，太软扭矩太小，耐磨性不够，在60摄氏度以上时，扭力下降比较快。

3.POM和PA66齿轮的耐腐蚀性不够，以及断齿的问题。POM齿轮和注塑件易磨损粉屑化的问题。

4.尼龙46齿轮的降噪性不够，尺寸受水份影响比较大。

Z33材料作为一款强韧耐磨型工程塑料，在齿轮应用上最显著的特点是：耐磨、静音、耐腐蚀、强韧且不受水份影响。Z33材料的典型成功应用为：微小型减速齿轮箱、电动推杆、汽车转向系统EPS齿轮、按摩器齿轮、汽油机凸轮、电动滑板车电机齿轮、电助力自行车中置电机齿轮和轮毂电机齿轮、电动剃须刀等等传动齿轮。

电动滑板车技术核心剖析

如果把电动滑板车的组件拆分，一一估价的话，电机及控制系统的成本是最高的，同时他们也是电动滑板车的"大脑"，电动滑板车的启动、运行、进退、速度、停止依靠的都是滑板车中的电机控制系统。

电动滑板车能快速安全运行，对电机控制系统的性能要求很高，对电机的效率也有较大的要求。同时作为一种实用型的交通工具，要求电机控制系统能承受震动、耐受恶劣环境、可靠性高。常规的滑板车控制系统硬件设计方案如下图所示，主要包括驱动MCU、门驱动电路、MOS驱动电路、电机、霍尔传感器、电流传感器、速度传感器等模块。

MCU通过电源通电工作，利用通讯接口和充电模块和电源及功率模块进行通信。门驱动模块与主控MCU进行电气连接，并通过OptiMOSTM驱动电路来驱动BLDC电机。霍尔位置传感器可以感测电机当前的位置，电流传感器和速度传感器可以组成双闭环控制系统来控制电机。

电机启动运行后，霍尔传感器感测电机的当前位置，将转子磁极的位置信号转换成电信号，为电子换相电路提供正确的换相信息来控制电子换相电路中的功率开关管的开关状态，并将数据反馈给MCU。电流传感器和速度传感器组成双闭环系统，输入转速差，转速控制器会输出对应的电流大小，然后该电流与实际电流大小之差作为电流控制器的输入，再输出对应的PWM，驱动永磁转子连续不断地旋转，进行换向控制和调速控制。

使用双闭环系统可以增强系统的抗干扰性，双闭环系统增加了对电流的反馈控制，可以减小电流的超调和过饱和现象，得到更加良好的控制效果，是电动滑板车平稳运动的关键。

此外，某些滑板车还配备了电子防抱死系统。该系统通过感知车轮轮速传感器，对车轮速度进行检测，如果检测到车轮处于抱死状态，自动控制抱死车轮的制动力大小，使其处于边滚边滑的状态（侧滑率为20%左右），保证了电动踏板车的车主安全。

电动滑板车芯片方案

由于安全车速限制，一般电动滑板车的功率限制在1KW到10KW。对于电动滑板车的控制系统和电池这两部分，英飞凌提供完整的解决方案：

英飞凌低功率轻型电动车的系统解决方案动车的系统解决方案电动滑板车最重要的就是安全骑行，三个闭环确保电动滑板车的安全：电流、速度和霍尔。针对这三个闭环的主要器件——传感器，英飞凌提供了多种传感器组合。霍尔位置开关可以使用英飞凌提供的TLE4961-xM系列霍尔开关，TLE4961-xM是集成的霍尔效应锁存器，专为高精度应用而设计，具有优越的电源电压能力、工作温度范围和磁阈值的温度稳定性。该霍尔开关用于位置检测，具有较高的检测精度，具有反向极性保护和过电压保护功能，并使用小型的SOT封装可节省PCB的空间。

TLE4961-xM系列霍尔开关电流传感器使用英飞凌TLI4971电流

TLI4971电流传感器TLI4971是英飞凌高精度微型无芯磁电流传感器，用于交流和直流测量，具有模拟接口和双快速过电流检测输出并且通过了UL认证。TLI4971避免使用磁通密度技术的传感器常见的所有负面影响（饱和、滞后），并且配有内部自诊断功能。TLI4971的数字辅助模拟技术设计具有专有的数字应力和温度补偿，在温度和寿命方面提供了优越的稳定性。差分测量原理允许在恶劣环境下工作时有很大的杂散场抑制。速度传感器使用英飞凌TLE4922，一款有源霍尔传感器，非常适合检测铁磁和永磁结构的运动和位置，另外还实现了一个额外的自校准模块，以在正常运行操作期间达到最佳精度。其工作电压范围为4.5-16V，使用PG-SSO-4-1小型封装，具有增强的ESD和EMC稳定性。

TLE4922速度传感器

电动滑板车硬件实物设计技巧

电动滑板车在结构设计中也有一些讲究。在硬件部分，使用的接口一般为多接口金手指插头，便于电气连接的稳定可靠性。

控制系统板卡中，MCU布置在电路板的中间位置，门驱动电路布置离MCU稍远处位置，在设计时需注意门驱动电路的散热情况来进行考虑。在电源板上提供螺旋端子电源连接器，以便通过铜端子插排进行大电流互连。对于每相输出，两个铜插排形成直流母线连接，将该相的所有并联半桥连接到电容器组和直流电源。另一个铜插排并联连接半桥的输出。