智慧动力系统是什么?

智慧动力系统是轻客智慧电单车运用的核心技术。该技术的目的是更好地识别用户骑行过程中所在的路况,以及用户在动态路况下的骑行意图,通过特定算法高速运算出用户骑行过程中所需动力,从而输出相应的动力。让用户在整个骑行过程中轻松、顺畅、愉悦。

该技术构架在欧美自行车领域应用广泛,几乎所有的高端电单车(E-Bike)都运用该技术。但是由于目前只有博世、雅马哈等少数几家公司掌握该技术,所以实现成本较高,整个动力系统价格(不含电池)在900美元(合5400元人民币)以上,所以在中国电单车市场几乎没有应用。团队对此技术的突破,使该技术在中国电单车市场的应用成为可能。

智慧动力系统的工作状态

起步

在起步时,用户踩踏踏板,力矩传感器测量得到用户施加的力矩的大小,系统通过力矩的大小识别出用户起步意图,驱动电机提供起步的动力。此时,踏频传感器与车速传感器均无法有效识别用户意图。这一过程中,力矩传感器的作用无可替代,仅有转速传感器无法解决起步问题。

起平坦路途步

平地骑行时,三个传感器一起发挥作用。
力矩传感器实时测量用户力度,确保用户需要动力时及时感应。如果用户遇到需要加速、上坡或者逆风等情况,测量得到的力矩值会突然增大。整车控制器调动电池电机输出更大动力,让用户骑行轻松。
在平地匀速骑行过程中,踏频传感器识别用户脚踏频率,确定用户骑行目标速度,提供稳定舒适骑行感受。而车速传感器实时监测车辆速度,与转速传感器配合,识别车辆状态,并提供一定的安全冗余。

上坡或逆风

上坡或逆风时用户对踏板发力,力矩传感器检测值变大,此时车辆会切入到阻力状态。在阻力状态下,系统会增大电机对应车速时的输出功率,实现对坡道的轻松应对。
如果此时只有转速传感器的话,上坡时用户踏板转速(踏频)很小,无法识别用户的上坡意图,也无法输出动力。

智慧动力系统构成

系统由5个部分组成,分别是:整车控制器(VCU)、传感器、电池、电机、局域控制网络。
整车控制器(VCU,Vehicle Control Unit)

系统的控制核心(大脑,相当于电脑的CPU)。运用飞思卡尔32位芯片,运算速度快。电机控制器为FOC正弦波控制器,使得动力输出柔和,不突兀,并且可以有效保护电机,使电机寿命更长。

传感器

整个系统包含3类传感器,分别测量不同维度的用户骑行数据。
力矩传感器(也叫转矩传感器)
用以测量用户脚踩踏板的力的大小,这是整车传感器技术的核心。该传感器集成在后轮电机中。
踏频传感器 (也叫转速传感器)
用于测量用户脚踏的频率,该传感器安装在中轴处。
速度传感器
用于测量车辆速度,识别车辆骑行状态。该传感器集成在后轮电机中。

电池及BMS电池管理系统

松下动力锂电池,与Tesla同款。电池一致性更好,电池充放电效率更高。与松下联合开发的BMS电池管理系统,放电高效,均衡。

电机

无刷有齿高速电机。转动惯量小,加速快,扭力大,平稳。

局域控制网络

CAN总线技术。大带宽传输,传输效率高。并且为车载诊断系统(OBD)和车辆升级提供可能。

智慧动力系统如何工作

智慧动力系统通过力矩、踏频、速度3种传感器测量用户骑行数据,通过CAN总线通信网络将数据汇总到整车控制器(VCU)中,整车控制器通过特定算法进行高速计算,计算出所需动力值,再通过CAN总线通信网络同时对电池管理系统、电机控制器下达指令,快速调动电池和电机提供动力。