轻客TSINOVA智慧电单车采用的VeloUP!智慧动力系统是什么？

 

VeloUP!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。VeloUP！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。

 

VeloUP!智慧动力系统构成

 

 

该系统由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）：是VeloUP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。

 

VeloUP!智慧动力系统如何工作

 

VeloUP!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。

 

用户骑行过程实例- VeloUP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。

 

平坦路途

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。

 

VeloUP!技术逻辑的应用

 

VeloUP!技术逻辑在国际电单车（E-bike）领域广泛应用，由于高昂的成本，多应用于运动竞速单车。比较成熟的单车品牌有Yamaha（日本），Haibike（德国），Cube（德国），Specialized（美国）等等。

 

 

也有一些厂牌试图用陀螺仪进行坡度识别的尝试，在原理上勉强成立。但是为了抵抗颠簸路况或车辆侧倾情况的干扰，必须大大延长滤波时间，造成的结果就是上坡等阻力路况中助力反应非常迟缓，无法满足用户的需求。