Debo confesar que no soy un experto en lo que respecta a los controladores, y cuando encuentro a alguien que tiene mucha experiencia y es honesto sobre las ventajas y desventajas de cualquier modelo de controlador, quiero saber qué tiene que decir esa tecnología. decir.
Hay algunos productos muy buenos, pero si todos los fabricantes dicen que su controlador es el mejor y nunca le dicen por qué (o no mencionan las debilidades particulares que pueda tener), entonces no podemos tomar una decisión informada.
La razón por la que estos detalles técnicos son importantes es porque algunos de los problemas son algo que podemos solucionar nosotros mismos, y otros problemas están completamente integrados en el diseño. Además, la mayoría de los constructores no tienen un presupuesto ilimitado, por lo que un componente asequible que sea «reparable» a veces puede ser la mejor opción.
Recientemente me topé con un canal de youtube donde desmontan componentes populares de vehículos eléctricos y explican los datos sin procesar, tanto lo bueno como lo malo. Es de Richard y se llama “Revisión de componentes de vehículos eléctricos (De-bodgery).
Encontré su canal buscando información sobre controladores, y tiene bastantes de esos. El que en particular me llamó la atención es la buena revisión del Votol EM-150. No le presto atención a alguien que dice “esto es bueno”, a menos que pueda mostrarme en qué se diferencia, en comparación con lo que dice que es malo….o…me molesta que solo nos digan las partes buenas y las omitan. debilidades evidentes.
Su desmontaje es un video de 20 minutos del desmontaje y descripción del Votol EM-150. Colocaré un índice conciso al final del artículo de los pros y los contras, con el enlace del video en la parte inferior.
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Primero, la portada
Esto puede ser aburrido y sin importancia, pero la cubierta no está hecha del plástico ABS común, está hecha de un 30 % de poliéster (fibra) de vidrio. Este es el mismo tipo de material que se usa en los cuerpos de las herramientas inalámbricas de gama alta.
Los ojales aislantes de caucho de silicona de colores solo se sujetan por fricción y brindan cierta resistencia al agua por salpicaduras o una lluvia ligera, pero este técnico los quitó, los untó con un poco de silicona transparente y los volvió a insertar para un sellado mucho mejor contra agua.
Los tornillos que sujetan la cubierta al marco del controlador obtienen un voto negativo para pasar a través de la placa del disipador de calor de aluminio y atornillar en plástico. Funciona y se mantiene bien, pero si quita la cubierta y la vuelve a colocar varias veces, no creo que estos tornillos autorroscantes aguanten tan bien con el tiempo. Otros controladores en este rango de precios tienen inserciones de latón y tornillos para metales con arandelas de seguridad, por lo que se pueden activar docenas de veces sin problemas. Nunca he tenido uno de estos en mis manos, por lo que es posible taladrar los postes un cabello y epoxi en algunos insertos roscados de latón.
Richard también señaló que el sellado de los bordes de la cubierta es bastante bueno.
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Los componentes electrónicos
El cerebro de este controlador es la «Unidad central de procesamiento», y utiliza el STM32F103 de ST-Microelectronics, que es una CPU de marca. Esta CPU es lo suficientemente potente como para manejar el «control orientado al campo» / FOC, pero… este controlador no usa FOC, aparentemente porque eso requeriría hardware actualizado, incluida una derivación individual en cada uno de los cables trifásicos.
Una de las cosas que me llamó la atención es cuando Richard mencionó que los FET son FET de gama alta en lugar de unidades genéricas de funcionamiento en caliente. Son los MDP10N027 de Magna Chip. Incluso mencionó que estos son sus favoritos y los ha usado muchas veces en sus proyectos personales.
En la imagen de arriba, observe que las patas son delgadas en las puntas y más gruesas cerca del cuerpo del MOSFET, porque esto se mencionará nuevamente pronto.
Los MOSFET son los interruptores de «encendido/apagado» que envían energía a cada una de las tres fases del motor, en el momento justo. El nombre significa «Metal Oxide Semiconductor, Field Effect Transistor». La cantidad de amperios que un controlador puede fluir depende en gran medida del tamaño de los MOSFET y de la cantidad de MOSFET. Este controlador usa el formato TO-220 y tiene 24 FET, por lo que usa 8 FET por fase.
Votol califica este controlador para 150 A de corriente de batería y 470 A de corriente de fase, que es 58 A por FET. Esta es una calificación razonable y está en línea con las especificaciones de fábrica para este FET.
[If I’ve said any part of this wrong, I apologize in advance]
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La placa de circuito
Normalmente, una placa de circuito es otro componente aburrido que se ignora, porque… ¿qué podría ser diferente o mejor en este? Richard señaló que esta placa es un sándwich de placas aislantes, con una capa de aluminio en el centro. Una de las razones por las que se inventó esto fue para proporcionar algo de dispersión de calor de forma económica, y en algunos diseños es suficiente para eliminar la necesidad de un disipador de calor separado. Es una «placa de circuito impreso con núcleo de metal» / MC-PCB. Esto plantea la pregunta, ¿algún otro modelo de controlador usa un MC-PCB?
Los ingenieros de Votol seleccionaron este tipo de MC-PCB, ¡que es genial! Por supuesto, el controlador tiene una placa base de aluminio grueso como disipador de calor, pero este núcleo de PCB de aluminio es un intermediario que evita que se formen puntos calientes localizados.
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Los autobuses más y menos de la batería
Estos autobuses son otra área donde brilla Votol.
Según Ricardo “…esta pieza de cobre tiene más material que en todos los refuerzos como un KO-Pro, o un [Sur-Ron] Etapa de potencia F-Spec. Porque esto tiene… dos milímetros y medio de espesor, y es una pieza grande, y no son como pequeñas secciones y piezas pegadas al azar. No, esta es una pieza hecha a medida.….”
En la imagen de arriba, en primer plano está el bus sin batería, una hoja gruesa de cobre.
En la foto de arriba, Richard señala una brecha que podría haberse evitado fácilmente y habría hecho que la sección larga del autobús y la parte corta formaran una sola pieza. Funciona como está, pero hubiera sido un poco mejor si esos dos fueran una sola pieza, en lugar de estar conectados por un rastro en la parte inferior de la PCB.
Una de las pocas áreas que Richard sintió que falta es el filtrado de alta frecuencia de CC. Los condensadores cerámicos eran pequeños y no había suficientes. Aparentemente es adecuado, pero no habría costado mucho mejorarlo drásticamente, lo que eliminaría el “ruido” estático que produce el cambio rápido. La baja corriente del bus de CC se suaviza bastante bien y cualquier voltaje de ondulación se suprime en gran medida.
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La parte inferior
Una vez que le da la vuelta a la PCB, puede ver las grandes almohadillas de cobre cubiertas de soldadura con los orificios pasantes que permiten que los conectores de cable de fase gruesos se atornillen al controlador. Estos postes están hechos de gruesos trozos de cobre, como se muestra aquí, sostenidos entre las yemas de los dedos de Richard. Cada poste está conectado a la PCB del controlador mediante cuatro pernos, por lo que no girará ni se aflojará.
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Las patas MOSFET
En la imagen de arriba, Richard usa la punta de su destornillador para señalar qué tan largas son las patas de los MOSFET. Las patas son cónicas, y si usa las puntas como conexión, están clasificadas para 50 A, pero si su diseño permite montarlas de una manera que las conecte en el extremo más ancho de la pata, entonces las patas están clasificadas para 70A.
Esto no limita la cantidad de amperios que puede fluir a través de ellos, pero hará que se calienten un poco más de lo necesario. Realmente no es algo que un constructor pueda arreglar en su garaje, porque la parte posterior del MOSFET debe unirse al disipador de calor para conectarse al disipador de calor. Si el disipador de calor se hubiera diseñado un poco diferente, los MOSFET podrían haberse conectado en el extremo grueso de las patas.
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La conclusión
Cada diseño de controlador tiene compromisos con sus ventajas y desventajas, y Richard ha mencionado que este diseño de Votol es en general mejor que los controladores KO-Moto y Sur-Ron F-Spec.
El bueno:
Autobuses de cobre gordo
PCB sándwich de aluminio para evitar puntos calientes cerca de los componentes
CPU y FET de marca
Postes gruesos de cobre para conectar los cables de fase del motor, cada uno sujeto por cuatro pernos
Cubierta resistente que es menos probable que se agriete o rompa
El malo:
Las juntas de silicona para los cables de fase se ajustan por fricción, pero es fácil agregar sellador de silicona para mejorar la resistencia a la humedad.
Los condensadores de filtrado de ondulación de alta frecuencia son demasiado pequeños y no hay suficientes (puede ser «posible» intercambiar mejores condensadores), pero… funciona bien.
Los MOSFET están conectados en la parte delgada de la pata. El diseño actual no permite que los FET se acerquen para usar la parte gruesa de las piernas.
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Otros controladores que mencionó como buenos o mejores fueron el E-Moto, Trampa, ASI y E-BMX. Sin embargo, señaló que la razón del interés en Votol es su rango de precios, lo que lo hace más asequible que las cuatro marcas que mencionó como bien diseñadas.
Debo agregar que esta revisión no cubre NINGUNA de las interfaces de programación, y no sé si el Votol es complejo de programar o fácil… o… si los otros controladores mencionados son comparablemente «fáciles de usar».
Además, Votol tiene varios modelos de controlador que son más pequeños que el EM-150 y varios que son más grandes, según sus necesidades de bicicleta eléctrica, patinete eléctrico o motocicleta eléctrica.
Richard presenta un buen argumento de que los controladores que son tan buenos como el Votol costarán más, y los que están en el mismo rango de precios no son tan buenos. ¡Gracias, Richard, por hacer este desmontaje y publicar el video en YouTube!
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ENLACES
Canal de Youtube de Richard, «Revisión de componentes EV (De-bodgery)»
Página web de Votol Controllers (Haga clic aquí)
La discusión del foro de chat de Endless-Sphere sobre los controladores Votol (haga clic aquí)
Página de Facebook de Richards (haga clic aquí)
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Escrito por Ron/spinningmagnets, julio de 2023
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