今日我们来拆解分析一款小牛电动车控制器,其连接器的排布方式与此前拆解过的同类产品存在明显差异,独特的设计使其具备较高的拆解分析价值。
该控制器的具体型号为 ZWK072040B,采用铸铝材质外壳,底部设计有散热鳍片以强化散热效果,壳体两侧则配备了安装耳,便于后续固定安装。
从生产信息来看,它由南京凌博生产制造,硬件版本为 V1.0,软件版本为 V1.2,结合型号判断,其适配的车型为小牛 N play 系列。
值得注意的是,安装耳上留有明显的螺丝痕迹,这款控制器来源于朋友从其自有车辆上拆解后寄赠,拆解样本的真实性与代表性较强。
该控制器的防水设计颇具细节:塑料盖板与铸铝底壳装配后,二者的连接缝隙及螺丝孔位置均进行了灌胶密封处理,可有效阻隔外界水汽侵入;此外,塑料盖板上信号连接器的开槽处同样采用了灌胶工艺,进一步封堵潜在进水点,整体防水等级能较好适配电动车户外使用场景。
固定环节选用的是 12.9 级塞打螺栓,该等级螺栓具备较高的强度与耐用性,可保障壳体长期装配稳定。
打开盖板后不难发现,电路板在铸铝底壳内并未采用传统螺丝固定,而是借助左侧上下两端用于固定 MOS 管的卡扣实现定位与固定。
这种卡扣固定设计十分巧妙:铸铝壳体内壁一体成型有两个挡块,安装时只需将卡扣用力按压,即可被挡块卡紧限位,进而使 MOS 管与底壳的散热凸台紧密贴合 —— 既完成了电路板的固定,又保障了 MOS 管的散热通路,实现 “一设计双功能”,大幅简化了装配流程。
下图呈现的是该控制器的电路板全貌,从布局上可清晰分辨两大功能区域:
左侧功率区:将 12 颗 MOS 管分为上下两排(每排 6 颗),连接器与电容则居中布置在两排 MOS 管之间,这种排布既节省板上空间,又能缩短电流路径、减少损耗,设计合理性较高;
右侧控制区:集中布置控制电路,输入输出信号接口也设置于此,符合信号传输的便捷性与稳定性需求,避免了与功率区的信号干扰。
电路板正面还设计有悬浮式导流铜条,可进一步优化电流路径;背面布局同样清晰,功率电路与控制电路界限分明,单个桥臂的上桥臂 2 颗 MOS 管与下桥臂 2 颗 MOS 管分别分布在上下两侧,中间借助铜板扩流连接并引出 UVW 三相相线,保障大电流传输稳定。
通过强光照射观察可发现,该 PCB(印制电路板)采用双层板设计,在成本控制与基础性能之间取得了较好平衡。
选用国民科技的 N32L406CBL7,基于 ARM Cortex-M4 内核,主频可达 64MHz,支持浮点运算与 DSP 指令,存储配置为 128KB Flash、24KB RAM。
其核心优势在于内置丰富模拟外设,包括 1 个 12 位 4.5Msps ADC(模数转换器)、2 路独立轨到轨运放、2 个高速比较器、1 个 12 位 1Msps DAC(数模转换器)—— 这些模拟特性使其能高效实现 FOC(磁场定向控制)算法,满足电机精细化控制需求。
板子上的相电流采样,用了两个3PEAK的TP10-2-SR运算放大器。这个型号是双路轨到轨运放,查了一下价格比较便宜,后面有机会可以用用这个。
栅极驱动方面,用了三颗峰岹的FD2103S。
电源电路负责实现多档位电压转换,为不同器件提供适配电源:
72V→12V:采用芯朋微 PN6055 DC-DC 转换器,将锂电池输入电压降压至 12V,为栅极驱动器供电;
12V→5V:通过江苏长电 CJ78L05 线性稳压器(LDO)实现,满足 485 收发器等外设需求;
5V→3.3V:选用同属江苏长电的 CJ1117 LDO,为主控 MCU 提供稳定的 3.3V 电源。
板子背面的功率和控制也是泾渭分明。
功率部分,一个桥臂的上桥臂两个MOS和下桥臂两个MOS分布在上下两侧,中间通过铜板扩流连接并引出UVW相线。
母线电流采样的三个锰铜合金采样电阻。
借助强光可见,此PCB为双层板设计。
以上是这个控制器的全家福。
综合本次拆解分析可知,小牛 ZWK072040B 控制器在结构布局、散热设计及元器件选型三大维度均展现出较高的工程设计水准:
- 结构与散热:铸铝壳体搭配卡扣式 MOS 管固定方案,既保障了 MOS 管与壳体的紧密贴合(散热效率高),又简化了装配工序(降低生产复杂度);
- 电路架构:功率电路对称分布、控制电路集中布局,逻辑清晰且便于后期维护,同时减少了信号干扰风险;
- 元器件选型:主控、MOS 管、运放等核心器件均选用国产品牌(国民科技、士兰微、3PEAK 等),不仅符合成本控制需求,更直观反映出当前电动两轮车行业核心器件的 “国产化替代” 趋势,产业链自主可控能力逐步提升。
从整体性能来看,该控制器在成本控制、运行效率与使用可靠性之间实现了出色平衡,堪称一款高集成度、高效率的现代电驱控制产品,能够较好满足小牛 N play 车型的动力控制需求。
我要赚赏金
