近年在国家“绿色出行、健康生活”的倡导下,电动自行车成为很多人短距离出行的重要选择。2019年4月15日,《电动自行车安全技术规范》简称《新国标》)实施,规范了电动自行车的研发、生产、销售、流通和使用等环节,行业迎来健康发展。《新国标》对电动自行车的生产标准提出了更高要求,对研发实力较强、生产效率较高的龙头企业具有一定的促进作用。根据立鼎产业研究网数据,我国电动自行车保有量在2.5-3亿台,预计22-24年新国标替换量为2500、3000、2500万辆,预计22-24年电动自行车需求量为5815、6384、5964万辆。
电动两轮车的市场逐渐呈现出消费升级与需求个性化、消费者环保意识的觉醒,以及消费者追求便捷与智能等趋势。此外,由于国际市场的需求增加,电动两轮车产业逐步从本土进一步走向海外走上国际化之路。基于此,未来电动两轮车行业将呈现差异化、高端化、智能化和国际化的趋势。产品的定制化开发, 互联网技术、智能化技术和新能源技术等在电动两轮车行业将持续应用。《新国标》过渡期结束后,上述因素也将成为行业发展的主要驱动因素,促进行业进入新一轮的高速发展期。
上海贝岭紧跟市场发展,可提供一整套覆盖半桥驱动、运放、接口、电源管理、液晶驱动、锂电池充电和mosfet的电动自行车凯发k8娱乐的解决方案。
图1 电动自行车框架
各个模块之间的通讯目前市场主流使用rs-485接口,部分高端电动自行车会使用can接口进行通讯。电机驱动板框架见图2。
图2 电机驱动板系统框架图
1. 半桥驱动芯片
电动自行车的电机需要通过半桥驱动芯片进行控制电机转速、加减速等功能(表1 半桥驱动选型表)。
bl8202/3 半桥驱动芯片:
l 悬浮绝对电压250v;
l 电源电压工作范围:10.0~20.0v;
l 兼容3.3/5/15v输入逻辑;
l 驱动电流: 1.0a/-1.5a(typ);
l 死区时间: 200ns (typ);
l 集成vcc和vbs欠压保护功能;
l sop8 封装;
表1半桥驱动选型表
半桥驱动选型表 | |||||||
型号 | 驱动电压 (v) | 通道数 | vcc电压 (v) | 驱动能力 (a) | 控制逻辑 | 封装 | 兼容型号 |
bl8202 | 250 | 单相 | 10~20 | 1.0/1.5 | hin/lin | sop8 | ir2002 |
bl8203 | 250 | 单相 | 10~20 | 1.0/1.5 | hin/linb | sop8 | fd2103 |
2. 运放
电动自行车电机的电流采样、堵转保护等功能都需要通过运放采集信号并处理(表2 低噪声运放选型表)。
bl3782/4 低噪声运放:
l 电源电压范围:2.1v~5.5v;
l 低噪声:13nv/√hz @10khz;
l 高精度:vos 0.8mv typ;
l 增益带宽:6mhz;
l 压摆率:4.2v/us;
l 工作温度范围:-40℃~ 125℃;
表2 低噪声运放选型表
低噪声运放选型表 | ||||||||||
型号 | 通道 | 噪声 (nv/√hz) | vcc (v) | 带宽 (mhz) | sr (v/us) | iq (ua) | vos typ (mv) | 轨到轨 | 封装 | 应用 |
bl3782 | 2 | 13 | 2.1~5.5 | 6 | 4.2 | 470 | 0.8 | √ | sop8 | 电流采样 |
bl3784 | 4 | 13 | 2.1~5.5 | 6 | 4.2 | 470 | 0.8 | √ | tssop14 |
3. 接口
电动自行车的中控系统需要收集每个子模块的数据信息,目前市场主流使用rs485接口通信方式(表3 rs485接口选型表)。
rs485 接口芯片:
l 传输速率覆盖范围广;
l 供电电压范围宽:支持3.3v~ 5.0v;
l 通讯节点数多;
l 更好的esd能力:±15kv(接触放电)
表3 rs485接口选型表
rs485接口选型表 | ||||||||
型号 | 电压 (v) | 最高速率 (kbps) | 工作电流 (ma) | 节点数 | esd (接触放电) | 工作温度 (℃) | 封装 | 兼容型号 |
bl3085(i47) | 3~5.5 | 500 | 0.4 | 256 | ±15kv | -40~85 | sop8 | |
bl1587 | 5 | 2m | 0.9 | 128 | ±15kv | -40~85 | sop8 | |
bl1590 | 3~5.5 | 16m | 1.5 | 32 | ±15kv | -40~125 | sop8 | sn75176 |
4. 电源管理
通常会用dc/dc把48v/60v电池包电压降到12v给半桥驱动芯片供电,再降到 5v给系统mcu供电(表4 三端稳压器选型表)。
bl78l05d 三端稳压器:
l 高耐压:42v max;
l 高精度:±2% typ;
l 输出电流:100ma;
l 过热保护;
l 封装形式:sot89-3,sop8,to-92;
表4 三端稳压器选型表
三端稳压器选型表 | |||||||
型号 | vin max (v) | vout (v) | iout | iq typ (ma) | 输出精度 | 封装 | 备注 |
bl78l05d | 42 | 5 | 100 | 3 | ±2% | sot89-3 sop8 to-92 | |
bl78l05g | 42 | 5 | 100 | 3 | ±2% | sot89-3 | 工业级(125℃) |
5. 液晶驱动
高端车型的中控仪表盘显示内容较多,一般会采用单独的液晶驱动芯片。上海贝岭为客户提供多种输出段位的产品选择(表5 液晶驱动选型表)。
液晶驱动:
l 内置震荡电路、外围简单;
l 低功耗设计;
l vdd电压范围:2.5~5.5v;
l 良好的emc性能;
表5 液晶驱动选型表
液晶驱动芯片选型表 | |||||||
型号 | 输出段位 | idd power saving | idd normal mode | 通讯接口 | 工作电压(v) | 封装 | 兼容型号 |
bl55072a | 4x36 seg | 7.5ua@3.3v | 10ua@5v | two-wire serial | 2.5~5.5 | tssop48 | bu9792 |
bl55077 | 4x40 seg | 9ua@3.3v | 25ua@5v | two-wire serial | 2.5~5.5 | lqfp64 | pcf8576 |
6. 锂电池充电芯片
部分电动自行车的防盗通信模块需要断电工作,一般使用锂电池供电(表6 锂电池线性充电芯片选型表)。
锂电池线性充电芯片:
l 防电池反接保护功能(部分型号);
l 高输入耐压,芯片过热保护;
l 电池温度监测(部分型号);
l 多种充电截止电压、封装可选;
表6 锂电池线性充电芯片选型表
锂电池线性充电芯片选型表 | |||||||
型号 | 充电截止电压 (v) | 过压保护typ (v) | 耐压 (v) | 充电电流 max (ma) | 防电池反接保护 | 电池温度监测 | 封装形式 |
bl4054b | 4.2 | 7 | 10 | 800 | - | - | sot23-5 |
me4057 | 4.2/4.34/4.4 | - | 6.5 | 1000 | 有 | 有 | esop8 |
me4084 | 4.2 | 6.5 | 24 | 600~1000 | 有 | 有 | sot23-5/6 dfn2*2 esop8 |
7. mosfet
电动自行车的系统供电范围宽,电机功率覆盖面广。在bms和驱动器中,上海贝岭可根据客户的实际电压、电流应用需求提供多款性价比高的sgt mos供选择(表7 mosfet选型表)。
sgt mos优势:
l 通态电阻rds(on) 低;
l vth一致性高;
l eas性能好,抗雪崩能力强;
l 极低的qg ;
表7 sgt mos选型表
sgt mos选型表 | |||||||
型号 | 耐压 (v) | rds(on) typ (mω) | rds(on) max (mω) | vth typ (v) | crss (pf) | qg (nc) | 封装 |
blp02n08-t | 85 | 1.2 | 1.5 | 3 | 472 | 240 | toll8 |
blp02n08-b | 85 | 1.6 | 2.0 | 3 | 472 | 240 | to263 |
blp03n08 | 85 | 2.3 | 3.0 | 3 | 152 | 138.3 | to263 to220 |
blp04n08 | 85 | 3.0 | 3.6 | 3 | 97 | 124 | to263 to220 |
blp05n08g | 85 | 4.4 | 5.0 | 3 | 15 | 80 | to263 to220 |
blp05n08g-q | 85 | 4.4 | 5.0 | 3 | 15 | 80 | pdfn 5*6 |
blp065n08g | 85 | 5.4 | 6.5 | 3 | 11.7 | 61.2 | to263 to252 to220 |
blp055n09g | 90 | 5.0 | 5.5 | 3 | 25.7 | 69.7 | to220 |
blp023n10g-t | 100 | 1.4 | 2.0 | 3 | 328 | 224 | toll8 |
blp023n10 | 100 | 1.8 | 2.3 | 3 | 328 | 224 | to263 to220 |
blp03n10 | 100 | 2.7 | 3.0 | 3 | 110 | 131 | to263 to220 |
blp045n10 | 100 | 3.6 | 4.5 | 3 | 124 | 102 | to263 to220 |
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