原作者： 英飛凌汽車電子生態圈
如何便捷的解決短距離的出行難題呢？共享單車？電動車？汽車？還是新型的電動滑板車？
細心的朋友會發現小巧便攜的電動滑板車已經成為很多年輕人的優選。
電動滑板車最常見的造型就是L型了，一體式的車架結構，使用了極簡主義風格進行設計。車把手可設計成彎曲形、也可設計成直線形，轉向柱與車把手一般呈70°左右，可展現出組合裝配的曲線美。
而在摺疊後，電動滑板車為“一字型”結構，一方面可以呈現出摺疊後的結構簡潔美，另一方面便於攜帶。
電動滑板車深受大家的喜歡，除了造型之外，還有很多的優勢：
便攜：電動滑板車的尺寸一般較小，車身一般採用鋁合金結構，具有輕巧便攜的特點，相較於電動自行車，可以將電動滑板車輕鬆裝入汽車後備箱，或者攜帶它乘坐地鐵、公交等，可以與其他交通工具組合使用，十分便捷。
環保：可滿足低碳出行的需求，相較於汽車，不用擔心城市堵車，停車難等問題。
經濟性高：電動滑板車使用鋰電池供電，電池綿長，能耗低。
高效：電動滑板車一般使用永磁同步電機或無刷直流電機，電機出力大，效率高，噪音低，一般最高時速可達20km/h以上，比共享單車要快好多。
以某國產的電動滑板車為例，全車所有的零部件高達20多個，當然這些還不是全部，在車體內部還有電機控制系統主板。
電動滑板車的電機一般使用數百瓦的無刷直流電機或永磁同步電機並配合專門的控制器，剎車控制一般採用鑄鐵或複合鋼；鋰電池有多種容量，可以根據自己的實際需求來選擇，如果對於速度有一定要求，則儘量選擇48V以上的電池；如果對續航里程有要求，則儘量要選擇容量在10Ah以上的電池。
電動滑板車的車身結構決定了其承載強度和重量，至少要有100公斤以上的承載力，確保滑板車足夠結實，才能夠在顛簸的路面經受考驗。目前電動滑板車最常用的是鋁合金材質，不僅質量相對較輕，同時在堅固程度上也十分出色。
儀錶板可以顯示當前車速以及里程等信息，一般選擇電容觸控屏；輪胎一般有真空胎和空氣胎兩種，真空胎相對較貴；為了輕量化設計，車架一般使用鋁合金材質。這樣的一輛普通的電動滑板車一般售價在1000-3000元之間。
如果把電動滑板車的組件拆分，一一估價的話，電機及控制系統的成本是最高的，同時他們也是電動滑板車的“大腦“，電動滑板車的啟動、運行、進退、速度、停止依靠的都是滑板車中的電機控制系統。
電動滑板車能快速安全運行，對電機控制系統的性能要求很高，對電機的效率也有較大的要求。同時作為一種實用型的交通工具，要求電機控制系統能承受震動、耐受惡劣環境、可靠性高。
常規的滑板車控制系統硬體設計方案如下圖所示，主要包括驅動MCU、門驅動電路、MOS驅動電路、電機、霍爾傳感器、電流傳感器、速度傳感器等模塊。
MCU通過電源通電工作，利用通訊接口和充電模塊和電源及功率模塊進行通信。門驅動模塊與主控MCU進行電氣連接，並通過OptiMOSTM驅動電路來驅動BLDC電機。霍爾位置傳感器可以感測電機當前的位置，電流傳感器和速度傳感器可以組成雙閉環控制系統來控制電機。
電機啟動運行後，霍爾傳感器感測電機的當前位置，將轉子磁極的位置信號轉換成電信號，為電子換相電路提供正確的換相信息來控制電子換相電路中的功率開關管的開關狀態，並將數據反饋給MCU。
電流傳感器和速度傳感器組成雙閉環系統，輸入轉速差，轉速控制器會輸出對應的電流大小，然後該電流與實際電流大小之差作為電流控制器的輸入，再輸出對應的PWM，驅動永磁轉子連續不斷地旋轉，進行換向控制和調速控制。使用雙閉環系統可以增強系統的抗干擾性，雙閉環系統增加了對電流的反饋控制，可以減小電流的超調和過飽和現象，得到更加良好的控制效果，是電動滑板車平穩運動的關鍵。
此外，某些滑板車還配備了電子防抱死系統。該系統通過感知車輪輪速傳感器，對車輪速度進行檢測，如果檢測到車輪處於抱死狀態，自動控制抱死車輪的制動力大小，使其處於邊滾邊滑的狀態（側滑率為20%左右），保證了電動踏板車的車主安全。
由於安全車速限制，一般電動滑板車的功率限制在1KW到10KW。對於電動滑板車的控制系統和電池這兩部分，英飛凌提供完整的解決方案：
電動滑板車最重要的就是安全騎行，在上一節中我們介紹了有3個閉環確保電動滑板車的安全：電流、速度和霍爾。針對這3個閉環主要器件——傳感器，英飛凌提供了多種傳感器組合。
霍爾位置開關可以使用英飛凌提供的TLE4961-xM系列霍爾開關，TLE4961-xM是集成的霍爾效應鎖存器，專為高精度應用而設計，具有優越的電源電壓能力、工作溫度範圍和磁閾值的溫度穩定性。該霍爾開關用於位置檢測，具有較高的檢測精度，具有反向極性保護和過電壓保護功能，並使用小型的SOT封裝可節省PCB的空間。
電流傳感器使用英飛凌TLI4971電流傳感器：
TLI4971是英飛凌高精度微型無芯磁電流傳感器，用於交流和直流測量，具有模擬接口和雙快速過電流檢測輸出並且通過了UL認證。TLI4971避免使用磁通密度技術的傳感器常見的所有負面影響（飽和、滯後），並且配有內部自診斷功能。TLI4971的數字輔助模擬技術設計具有專有的數字應力和溫度補償，在溫度和壽命方面提供了優越的穩定性。差分測量原理允許在惡劣環境下工作時有很大的雜散場抑制。
速度傳感器使用英飛凌TLE4922，一款有源霍爾傳感器，非常適合檢測鐵磁和永磁結構的運動和位置，另外還實現了一個額外的自校準模塊，以在正常運行操作期間達到最佳精度。其工作電壓範圍為4.5-16V，使用PG-SSO-4-1小型封裝，具有增強的ESD和EMC穩定性。
電動滑板車在結構設計中也有一些講究。在硬體部分，使用的接口一般為多接口金手指插頭，便於電氣連接的穩定可靠性。
控制系統板卡中，MCU布置在電路板的中間位置，門驅動電路布置離MCU稍遠處位置，在設計時需注意門驅動電路的散熱情況來進行考慮。在電源板上提供螺旋端子電源連接器，以便通過銅端子插排進行大電流互連。對於每相輸出，兩個銅插排形成直流母線連接，將該相的所有並聯半橋連接到電容器組和直流電源。另一個銅插排並聯連接半橋的輸出。
如果你對文章中提到電動滑板車方案感興趣，可以點擊閱讀原文了解更多。當然，如果你能自制一個電動滑板車就更酷了。
溫馨提示：電動滑板車可以滿足我們的出行需求，提醒大家在騎行時，需遵守當地交通法規，注意出行安全。
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