Controladores Votol para construcciones de hot rod

Debo confesar que no soy un experto en controladores, y cuando conozco a alguien con mucha experiencia y honesto sobre las ventajas y desventajas de cualquier modelo de controlador, quiero escuchar lo que ese técnico tiene que decir.

Hay algunos productos muy buenos, pero si cada fabricante le dice que su controlador es el mejor y nunca le dice por qué (o no menciona las debilidades específicas que podría 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 "reparable" asequible a veces puede ser la mejor opción.

Recientemente me topé con un canal de YouTube donde desmontan componentes populares de vehículos eléctricos y describen los datos sin procesar, tanto los buenos como los malos. Es de Richard y se titula “Revisión de componentes de vehículos eléctricos (De-bodgery).

Encontré su canal buscando información sobre controladores, y tiene bastantes. Lo que más me llamó la atención es la buena reseña del Votol EM-150. No presto atención a las personas que dicen “esto es bueno”, a menos que me muestren en qué se diferencia de lo que dicen que es malo… o… me enfado porque solo nos cuentan las partes buenas y dejan de lado las debilidades evidentes. .

Su desmontaje es un video de 20 minutos del desmontaje y descripción del Votol EM-150. Pondré una tabla de contenido concisa al final del artículo con los pros y los contras, con el enlace del video en la parte inferior.

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Primero, la portada

Esto puede ser molesto y sin importancia, pero la carcasa no está hecha de plástico ABS ordinario, está hecha de poliéster con un 30 % de fibra de vidrio (fibra). Este es el mismo tipo de material que se utiliza en los cuerpos de las herramientas inalámbricas de última generación.

Los ojales aislantes de caucho de silicona de colores solo se sujetan por fricción y brindan cierta resistencia al agua de salpicaduras o lluvia ligera, pero esta tecnología los eliminó, los untó con un poco de silicona transparente y los reinsertó para un mejor sellado contra el agua.

Los tornillos que aseguran la cubierta al marco del controlador obtienen un voto negativo por atravesar la placa del disipador de calor de aluminio y atornillarse en el plástico. Funciona y se sujeta bien, pero si quita la cubierta y la vuelve a colocar varias veces, no creo que estos tornillos autorroscantes funcionen bien con el tiempo. Otros controladores en este rango de precios tienen inserciones de latón y tornillos para metales con arandelas elásticas, por lo que se pueden activar docenas de veces sin problemas. Nunca tuve uno de estos en mis manos, por lo que podría ser posible perforar los postes con un cabello y epoxi en algunos insertos de rosca de latón.

Richard también señaló que el sellado del borde de la tapa es muy bueno.

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los componentes electronicos

El cerebro de este controlador es la "Unidad central de procesamiento" y utiliza 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 fue cuando Richard mencionó que los FET son FET elegantes 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 foto de arriba, observe que las patas son delgadas en las puntas y más gruesas cerca del cuerpo del MOSFET, porque esto se mencionará nuevamente en breve.

Los MOSFET son los interruptores de "encendido/apagado" que envían energía a cada una de las tres fases del motor en el momento adecuado. El nombre significa "Metal Oxide Semiconductor, Field Effect Transistor". La cantidad de amplificadores que puede fluir un controlador depende mucho del tamaño de los MOSFET y la cantidad de MOSFET. Este controlador usa el formato TO-220 y tiene 24 FET, por lo que usa 8 FET por fase.

Votol clasifica 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

Por lo general, una placa de circuito es otro componente molesto que se pasa por alto 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 cierta dispersión de calor de manera rentable y, en algunos diseños, es suficiente para eliminar la necesidad de un disipador de calor separado. Es una "Placa de circuito impreso de núcleo metálico" / 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 ese núcleo de PCB de aluminio es un intermediario que evita que se formen puntos calientes localizados.

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Las barras de batería positivas y negativas.

Estos autobuses son otra área donde brilla Votol.

Según Ricardo “…esta pieza de cobre tiene mas material que en cualquier refuerzo 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 pequeñas secciones y piezas pegadas al azar. No, esta es una pieza personalizada.….”

En la foto de arriba, en primer plano está el bus sin batería, una gruesa lámina de cobre.

En la foto de arriba, Richard señala un espacio que podría haberse evitado fácilmente y habría hecho que la sección larga del autobús y la parte corta fueran una sola pieza. Funciona como está, pero hubiera sido un poco mejor si estos dos fueran una sola pieza en lugar de estar conectados por un guión en la parte inferior de la PCB.

Una de las pocas áreas que Richard se perdió es el filtrado de CC de alta frecuencia. Los capacitores cerámicos eran pequeños y no 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 muy bien y cualquier voltaje de ondulación se suprime en gran medida.

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la parte inferior

Después de voltear la placa de circuito impreso, puede ver las grandes almohadillas de cobre cubiertas de soldadura con los orificios que permiten que los conectores de cable de fase ancha se atornillen en el controlador. Estos postes están hechos de piezas gruesas 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 tornillos, por lo que no girará ni se aflojará.

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Las patas del MOSFET

En la foto de arriba, Richard usa la punta del destornillador para señalar la longitud de las patas del MOSFET. Las patas son cónicas y, si usa los extremos como conexión, están clasificadas para 50 A, pero si su diseño permite montarlas de modo que se conecten en el extremo más ancho de la pata, entonces las patas tienen una clasificación de 70 A.

Esto no limita la cantidad de amperios que puede utilizar, 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 tiene que estar conectada al disipador de calor para poder conectarse al disipador de calor. Si el disipador de calor se hubiera diseñado un poco diferente, los MOSFET podrían haberse conectado al extremo grueso de las patas.

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La conclusión

Cada diseño de controlador tiene compromisos con sus ventajas y desventajas, y Richard mencionó que este diseño de Votol es mejor que los controladores KO-Moto y Sur-Ron F-Spec.

Lo bueno:

autobús 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 asegurado con cuatro tornillos

Cubierta resistente menos propensa a agrietarse o romperse

El mal:

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" cambiar 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 pierna gorda

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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 el motivo de interés en Votol es su precio, que lo hace más asequible que las cuatro marcas que citó como bien diseñadas.

Debo agregar que esta revisión no cubre NINGUNA de las interfaces de programación y no sé si el Votol es complejo o fácil de programar... o... si los otros controladores mencionados son comparativamente "fáciles de usar".

Además, Votol dispone de varios modelos de mando más pequeños que el EM-150 y varios más grandes en función de las necesidades de tu ebike, e-scooter o e-moto.

Richard destaca que los controladores que son tan buenos como 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!