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Controlador da e-bike Queimou? Como Testar com Multímetro

Arte da Cyberbikes Brasil em fundo grafite com o texto o controlador queimou, seis medições com multímetro, e o desenho de um multímetro amarelo marcando zero

Para saber se o controlador da e-bike queimou, desconecte a bateria e meça com um multímetro a resistência entre cada um dos três fios de fase do motor e os dois fios de alimentação do controlador, o positivo e o negativo. São seis medições. Resistência alta ou infinita em todas indica MOSFETs bons; zero ohm, com bipe, em qualquer uma indica um MOSFET em curto, que precisa ser substituído.

É o método do guia de testes de MOSFET da Grin Technologies (ebikes.ca), e ele dispensa a bateria ligada, porque procura continuidade, não tensão. Em São Paulo, entre ladeiras e trânsito de para-e-anda, o controlador passa muito tempo em baixa velocidade, justamente onde a corrente para o motor é maior. Abaixo estão o que é o MOSFET, o sinal mais claro de que ele queimou, o teste passo a passo, como separar o defeito do sensor hall e o que avaliar antes de trocar o controlador. Para o panorama completo, veja o nosso guia de como funciona uma bicicleta elétrica: motores, sensores e controladores.

O que é o MOSFET e por que o controlador da e-bike tem seis?

O MOSFET é o transistor de potência que liga e desliga, em pulsos rápidos, a corrente da bateria para o motor. Segundo o guia de peças da Grin Technologies (ebikes.ca), todo controlador de motor de e-bike tem pelo menos seis MOSFETs de potência, além de capacitores grandes e dos conectores dos acessórios.

O número seis vem do motor. Quase todo motor de e-bike é brushless (BLDC), com três fios de fase grossos para a potência e cinco fios finos dos sensores hall, segundo a mesma página da Grin. Cada fase liga ao positivo da bateria por um MOSFET do lado alto e ao negativo por um MOSFET do lado baixo: três fases vezes dois MOSFETs dão seis. O simulador da Grin Technologies usa essa lógica quando soma, no caminho da corrente, a resistência de dois MOSFETs, um do lado alto e um do lado baixo.

Esquema simplificado do controlador da e-bike: três fases, amarela, verde e azul, cada uma ligada ao positivo por um MOSFET do lado alto e ao negativo por um MOSFET do lado baixo, com as seis medições do teste numeradas
Cada uma das seis medições do teste verifica um MOSFET: fase contra positivo para o lado alto, fase contra negativo para o lado baixo.

O que faz um MOSFET do controlador queimar?

As causas que a Grin Technologies descreve são duas: corrente demais em baixa velocidade e tensão acima do limite dos componentes. O calor que a corrente gera dentro do MOSFET liga as duas coisas.

  • Corrente alta em baixa velocidade. O controlador funciona como um conversor: segundo o guia de peças da Grin, quando ele baixa a tensão que vai ao motor, sobe a corrente na mesma proporção, e 48 V e 10 A da bateria podem virar 24 V e 20 A no motor. Em baixa velocidade, como na arrancada e na ladeira, o simulador da Grin avisa que a corrente no motor pode ser várias vezes maior que a corrente tirada da bateria. Por isso existe o limite de corrente de fase, que, segundo o mesmo simulador, serve para proteger os MOSFETs em baixa velocidade. Muitos controladores não têm esse limite e confiam só no limite de corrente da bateria; nos que têm, ele costuma ficar entre 2 e 3 vezes o limite da bateria.
  • Calor que cresce com o quadrado da corrente. O MOSFET tem uma resistência pequena, e o calor nele segue P = I² × R. Num exemplo com dois MOSFETs de 10 mΩ no caminho, o mesmo valor do simulador, 20 A geram cerca de 8 W de calor e 40 A, cerca de 32 W. O dobro da corrente dá quatro vezes o calor.
  • Tensão acima do limite. Segundo a Grin Technologies (ebikes.ca), a maioria dos controladores de 36 V usa MOSFETs de 60 V e capacitores de 63 V. Uma bateria de 52 V carregada chega a cerca de 58,8 V (14 células × 4,2 V), então provavelmente não passa desses valores, mas pode passar, nas palavras da própria Grin.

Qual é o sinal mais claro de controlador queimado?

A roda fica pesada para girar com o controlador conectado ao motor, mesmo sem bateria, e volta a girar leve quando você desconecta o controlador. É o sinal que o guia de testes da Grin Technologies (ebikes.ca) descreve para um MOSFET queimado em curto. Num motor de cubo com engrenagens, gire a roda para trás, porque para a frente a roda livre interna deixa o motor parado.

Na prática, com a bateria desconectada, gire a roda com o motor ligado ao controlador. Depois solte o conector do motor e gire de novo. Se a resistência sumir, a suspeita cai sobre o controlador, e o teste com multímetro confirma.

Roda pesada sempre é controlador queimado?

Não. O motor de cubo de tração direta tem uma resistência natural ao giro, o cogging ou torque de arrasto, que a Grin Technologies (ebikes.ca) mede entre 0,3 e 1 N·m e que cresce com a rotação. A diferença é que essa resistência não muda quando você desconecta o controlador.

Se a roda continua pesada com tudo desconectado, procure causas mecânicas. Na lista de problemas comuns da Grin Technologies aparecem rolamentos gastos, roda livre travada e roscas espanadas, ao lado de sensor hall com defeito, MOSFET queimado e problemas de conector. Uma pastilha de freio encostando no disco também segura a roda.

Como testar o controlador da e-bike com multímetro?

Com a bateria desconectada, coloque o multímetro em continuidade (diodo) ou na escala de 200 Ω e meça cada fase contra o negativo e contra o positivo do controlador. São seis medições, e todas devem mostrar resistência alta. O passo a passo é o do guia da Grin Technologies (ebikes.ca):

  1. Desligue e desconecte a bateria. Segundo a Grin, o teste não precisa do controlador energizado, porque procura continuidade, e não tensão.
  2. Ponha a ponta preta no borne COM e a vermelha no borne V do multímetro. Selecione continuidade (diodo) ou 200 Ω.
  3. Ache os três fios de fase, os grossos que vão ao motor (no exemplo da Grin, amarelo, verde e azul), e os dois fios de alimentação do controlador, positivo e negativo.
  4. Meça cada fase contra o negativo (três medições) e cada fase contra o positivo (mais três). Garanta bom contato nos pinos do conector.
  5. Compare cada resultado com a tabela abaixo.
Leitura no multímetroO que significa
Resistência alta, por exemplo cerca de 10 kΩNormal. No exemplo da Grin, as três fases contra o negativo marcaram cerca de 10 kΩ com MOSFETs bons.
Resistência infinita (o visor indica fora da escala)Normal. No exemplo da Grin, as fases verde e azul contra o positivo marcaram resistência infinita.
Zero, com bipe ou símbolo de diodoMOSFET em curto. No exemplo da Grin, a fase amarela marcou zero contra o positivo: o MOSFET do lado alto dessa fase queimou em curto e precisa ser trocado.

Como saber qual MOSFET queimou?

A medição que deu zero aponta o MOSFET. Fase contra positivo em curto indica o MOSFET do lado alto daquela fase; fase contra negativo em curto indica o MOSFET do lado baixo. A troca exige solda na placa de potência, então é trabalho para quem tem prática com eletrônica.

E se o conector do motor for fechado?

Aí você precisa do esquema de pinos antes de medir. Muitos motores usam um conector único, com as três fases e os fios de sinal no mesmo plugue: a Grin Technologies (ebikes.ca) cita o Z910, com três terminais de fase e cinco fios de hall, e o L1019, de 10 pinos. Não force as pontas do multímetro e não abra a caixa de um controlador que ainda está na garantia.

Os MOSFETs passaram no teste: pode ser o sensor hall?

Pode. Sensor hall com defeito está na lista de problemas comuns da Grin Technologies, e o teste dele é diferente: precisa da bateria ligada, porque o sensor só responde com a alimentação de 4 a 5 V que vem do controlador. O roteiro do guia de teste de sensor hall da Grin Technologies (ebikes.ca) é este:

  1. Conecte o cabo hall do controlador ao do motor e ligue o controlador com a bateria.
  2. Ponha o multímetro em tensão contínua (DC), na escala de 20 V.
  3. Entre o fio vermelho (positivo) e o preto (negativo) do hall, você deve ler de 4 a 5 V.
  4. Meça o negativo contra cada fio de sinal (amarelo, azul e verde) girando a roda devagar para trás. A leitura deve alternar entre 0 V e 5 V. Com a roda parada, cada sinal fica em 0 V ou em 5 V.
  5. Se um sinal não muda, o problema está na fiação daquele hall ou no próprio sensor. Girando rápido demais, você verá 2,5 V fixos, que são só a média entre 0 e 5 V.

Alguns controladores dependem dos sensores hall para funcionar e outros dispensam esses sensores. Veja as diferenças em sensor hall ou sem sensor: qual motor de e-bike dura mais.

Por que um teste pede bateria e o outro não?

Porque eles medem coisas diferentes. O teste de MOSFET procura um curto, que é resistência, e resistência se mede com o circuito desligado. O teste de hall lê um sinal de tensão, e o sensor só gera esse sinal quando está alimentado.

Vale trocar por um controlador mais forte?

Só se o motor e a bateria aguentarem e se a e-bike continuar dentro da lei. Segundo o guia de peças da Grin Technologies (ebikes.ca), um controlador de amperagem alta num motor pequeno arrisca superaquecer e danificar o motor ou espanar as engrenagens internas e a embreagem. Um controlador fraco num motor grande funciona, mas entrega bem menos potência do que o motor pode dar.

  • Bateria. Segundo a Grin Technologies, a corrente máxima da bateria precisa cobrir o que o controlador puxa. Um controlador ajustado para 40 A com uma bateria de 25 A faz o BMS cortar na potência máxima, ou a bateria trabalha forçada e se desgasta mais rápido.
  • Tensão. O controlador precisa ser especificado para a tensão da bateria cheia, não só para a tensão nominal: uma bateria de 52 V chega a cerca de 58,8 V carregada.
  • Lei. A Resolução CONTRAN nº 996/2023 exige pedais, potência nominal máxima de até 1000 W e velocidade máxima de propulsão do motor auxiliar de 32 km/h, além de limitador ou indicador de velocidade. Um controlador novo não pode tirar a e-bike desses limites.

E na Cyberbikes Centauro GT?

Na Cyberbikes Centauro GT, o motor traseiro de alto torque tem a potência limitada eletronicamente em conformidade com o CONTRAN, e um módulo eletrônico gerencia motor, bateria e sensores. A bicicleta tem garantia de 18 meses, mecânica e elétrica. Se a roda ficar pesada ou o motor parar de ajudar, não abra o módulo nem troque o controlador por conta própria.

Fale com a Cyberbikes Brasil pelo WhatsApp ou leve a e-bike à loja na R. Embaré 108, Mirandópolis, São Paulo, para a nossa equipe avaliar.

Perguntas frequentes

Controlador queimado deixa a roda da e-bike pesada?

Pode deixar. Segundo o guia de testes da Grin Technologies (ebikes.ca), com um MOSFET em curto e o controlador conectado ao motor, mesmo sem bateria, a roda fica bem mais difícil de girar. Essa resistência some quando você desconecta o controlador. Se não sumir, a causa está em outro lugar, como rolamentos, roda livre ou freio.

Qual valor o multímetro mostra num controlador bom?

Resistência alta nas seis medições. No exemplo da Grin Technologies (ebikes.ca), as três fases contra o negativo marcaram cerca de 10 kΩ, e as fases boas contra o positivo marcaram resistência infinita. Zero ohm, com bipe ou símbolo de diodo, indica um MOSFET em curto.

Bateria de 52 V queima controlador de 36 V?

Provavelmente não, mas pode. Segundo a Grin Technologies (ebikes.ca), a maioria dos controladores de 36 V usa MOSFETs de 60 V e capacitores de 63 V, e uma bateria de 52 V carregada chega a cerca de 58,8 V. A folga é pequena, e a própria Grin avisa que o limite pode ser ultrapassado. Confirme a tensão máxima do seu controlador antes de trocar a bateria.

Preciso ligar a bateria para testar o controlador?

Para o teste de MOSFET, não. Segundo a Grin Technologies (ebikes.ca), ele procura continuidade, e não tensão, então é feito com a bateria desconectada. Já o teste dos sensores hall precisa do controlador ligado à bateria, porque o sensor só gera sinal quando está alimentado.

Fontes