电动自行车基本构造

电动自行车基本构造

我们知道，电动自行车（以下简称电动车）是以蓄电池作为辅助能源，具有两个车轮，能实现人力骑行、电动或电助动功能的特种自行车。它虽然具有普通自行车的外表特征（甚至具有摩托车的外表特征），但更主要的是，它是在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把、闸把等操纵部件和显示仪表系统的、机电一体化的个人交通工具。

电动自行车基本分类

电动自行车可按照轮径大小分为：16吋、18吋、20吋、22吋、24吋、26吋等。

按照传动方式分为：链传动、摩擦传动和轴传动。

按照助力形式分为：普通电动型、智能助力型和混合型等。

按照电机类别常见：无刷低速直流电机、无刷高速直流电机、有刷低速直流电机、有刷高速直流电机等。

充电器

充电器是给电池补充电能的装置，一般分二阶段充电模式与三阶段充电模式两种。二阶段充电模式：先恒压充电，充电电流随电池电压的上升逐渐减小，等电池电量补充到一定程度以后，电池电压会上升到充电器的设定值，此时转换为涓流充电。三阶段充电模式：充电开始时，先恒流充电，迅速给电池补充能量；等电池电压上升以后，转为恒压充电，此时电池能量缓慢补充，电池电压继续上升；达到充电器的充电终止电压值时，转为涓流充电，以保养电池和供给电池的自放电电流。

使用提示：充电时，保持充电器通风良好。如果在充电过程中闻到异味或充电器外壳温度过高，请立即停止充电，检查，处理。

蓄电池

电池是提供电动车能量的随车能源，目前电动车主要采用铅酸电池组合。另外镍氢电池与锂离子电池也已在一些轻便折叠车上开始使用。

一、密封铅酸蓄电池的特征

电动车作为一种特殊是交通工具对蓄电池有特定的要求：

廉价：一些新型化学电源例如氢镍电池燃料电池锂电池等，由于价格昂贵，近期内不易被消费者接受，铅酸电池与其他高性能电池相比有绝对价格优势。

性能可靠，特别要求大电流放电性能好，过放电能力超过1.75V的警戒线而达到1.5V时不会损坏，如此才能承受大电流充电，具有抗快充性能。

充放电循环寿命长。

全密封免维护。

铅酸电池皆具有以上要求，因此，铅酸电池成为目前电动车用主要电源。可以基本上满足消费者的需求，然而就电动车行业来说，市场能否扩大，电动车在自行车中所占的比例能否大幅度提高，最主要的因素仍是电池比能量的提高以及寿命的处长。这也正是不少消费者担心的主要问题。所幸的是，国内外许多有志于电动车能源问题专家经过长期研究，取得了惊人的成果，如近年来我公司所使用的全新铅酸密封胶体电池。通过使用证明，电池的寿命有较大幅度的延长。随着科技的发展，纳米硅基材料在铅酸蓄电池上的应用，使电池的寿命延长至2—3年，是完全可以做到的。

二、蓄电池的使用和保养

蓄电池的使用寿命不仅与生产厂产品质量及电动车的系统配置有关，而且也与消费者的使用保养有很大关系。因此，要用好电动车，一是要认真选择品牌，了解其状态和服务承诺，以便获得质量好的电动车产品。而是要了解掌握一些蓄电池使用及维护保养的基本知识。

保持电池的满电状态，明天骑行电动车，无论10-50km，均应补充充电，使电池长期处于“吃饱状态”，而且当天就充，不能用完了闲置几天再充，这样易出现极板极化容量下降。

进行定期深放电；建议您使用两个月进行一次深放电，即长距离骑行直到欠压指示闪光，电量用完，然而立即予以充电，这样有助于去除部分极化效应，恢复电池的容量，也使您了解到电池当肖的容量水平，是否需经维修保养。

禁止亏电存放：电池亏电也是有害的，有时一次亏电存放都会严重影响使用寿命，如闲置时间越长，电瓶损坏也越严重。定期检验：假如您买的新车续行为50km，三个月之内出现续行严重减少，如十几公里，此时可用万用表检查电池外接线柱的电压值，一般充满电压为39—42伏，假如少好几伏，或打开电池盒其中一块电池电压低于10.5伏，可能是内部单格短路，此时应找维修站修理更换，以免损坏另外两块好电池，另外也应检查充电器的故障。

电动自行车的设计载重量为75kg，所以避免带过重的物件，在起步和上坡时请用脚蹬加以助力。因为此时电机电流增大，使电池放电过快，电压快速下降。电池每次使用的放电深度放小，电池的使用寿命，增加续行里程，另外不管使用多大容量的电池组，用户都应养成随用随充的良好习惯。

冬季电池容量随气温而下降这是正常现象，以20℃为标准，一般0℃下容量为80%。

长期保持电池表面的清洁，存车时禁止暴晒，应将车停放在阴凉通风干燥的地方。

通过以上介绍，您可能掌握了许多电动车电池使用与维护的技巧，中国有句俗语叫“少花钱多办事”，您掌握了电池使用的规律，就可以让电动车为您发挥更大的作用，享受更大的乐趣，同时应该说您也为我国电动车产业的发展尽了自己的一份力量！

三、蓄电池容量和寿命：

容量和寿命是衡量蓄电池的主要指标，容量一般用安·时来表示，表征是蓄电池储备能量的能力。例如一个标称为10安·时的新的电动车专用蓄电池组按最近制定的行业标准则必须达到以5安培放电，放至终止电压31.5V的时间应不低于2小时的水平。将这种电池用于电动自行车，载重75公斤，在平坦路面骑行，工作电流约为4安培，放电时间应大于2.5个小时，时速为20公里，那么它的理论续行里程将达到50公里，若考虑途中刹车、起动等费电的因素，采用这种电池的电动车标称续行里程45-55里程是合适的。

寿命则是表示蓄电池容量衰退速度的一项指标，随着使用的深入，蓄电池容量衰退是不可避免的，是绝对的，当容量衰退到一个规定值时，可以判定寿命终结，按照新制定的电动车专用电池标准，以定容量60%充放电循环次数来表示蓄电池的寿命，合格底线为350次。因此，对于日常交通距离小于30公里的用户而言，若电机、控制器、充电器等因素都是良好的，使用方法也无不当，一组较好的电池的最少服役时间达到1年半，若再加上可维护的技术方案，通过专业的维护也可以延长一些服役时间，消费者可以不必担心蓄电池使用费用过高的问题，每天壹元，潇洒消费。

四、影响蓄电池寿命的因素：

影响蓄电池寿命的因素可分成三个方面首先是蓄电池本身的性能和质量，其次是电动车中与之配合的因素，第三是使用者的使用情况。

1.在电动车系统中影响蓄电池使用寿命的最主要因素有两个，一个是电机的效率状态，其次是充电器的设计。如果电机效率范围较窄，一方面耗电水平增加，另一方面，经常工作在低效率区，电机内部容易发热，当温度过高时，磁性材料就会出现不可逆的退磁，久而久之，效率进一步下降，从而进入恶性循环，这辆电动车就会变成某种意义上的“电老虎”，即使更换了电池也会无济于事，另外导致电机降低效率的因素还有：电刷的过度磨损、平面换向器的磨损，减速系统的磨损，等等，因此，顾客应选择一种性能较好的电机并注意与维修服务保持联系、到期更换磨损零件，这样有助于用好电动车。关于充电器，对于电池来说则更加重要，一种好的充电器可以有效地避免失水和硅酸盐化，反之，若采用技术优劣的充电器，电池就会很快地被充坏。

属于用户因素主要是要防止蓄电池的“亏电存放”，长期不用的电池也应注意经常给予充电。

对用户使用电池的看法：起动时给予脚踏助力，上坡时给予脚踏助力等等，希望顾客配合的主要有：

切勿亏电存放，即电池用完后放置多日不给予充电；

当感到电池容量明显减少时应到专业技术服务部进行维护；

更换新电池时应请专业人员诊断电机的磨损情况，若有必要需及时更换电刷或其它磨损件和更换润滑剂；

日常使用过程中注意刹车是否正常，以免耗电过大。

2.电池本身的质量水平

影响电池一致性好坏的因素有电池制造技术水平高低及材料好坏，电池生产管理及工艺水平的高低等。技术水平高、生产工艺先进、材料好、机械化程度高、电池的一致性必然好。电池生产过程中，手工劳动的程度较多，必然影响电池的一致性，所以作为电动车厂家选取电池时，必须考察电池的一致性，选取电池性能稳定，一致性高的电池。

3.电动车本身电路系统的匹配水平

电动车电路系统中与电池寿命关系密切的是充电器和控制器。比较而言充电器比控制器对电池的影响更大。

从电化学反应看，充电不足表现为阴阳两极板硫酸铅不能完全转变为海绵状铅和二氧化铅，这使电池电容量不足，如长期充不足电，则会千万硫酸铅结晶，颗粒增大，使极板硫化，电池品质变劣。

过度充电，会使阳极产生的氧气量大于阴极的吸收能力，从而使电池内压增大，最终冲开安全阀，气体外溢，导致电解液减少。另外过度充电，对阴阳极板活性物质也会产生冲击作用，使活性物质软化。即使再充电也不能恢复容量，电池寿命大大缩短。

控制器对电池寿命的影响表现在电流密度：对电动车而言，电流密度主要指运行平均电流和峰值电流。欠压保护点：电动车限压保护设置太低，易造成电池的过放电。过放电对电池的寿命损伤是很严重的。

4.消费者对电动车的使用正确与否、对电池的寿命影响极大。具体举例。

如用户每次不及时给电池充电，都是放电至终止电压（即100%放电），后再充电，则其寿命是200以上循环的话，那么放电深度在30%，则电池寿命会达1200次以上。也就是说电池寿命与放电深度关系很密切。

用户不及时充电，在骑行中电池过放电至终止电压而断电，由于断电后电池电压回复上去，则电动车又恢复放电骑行功能。这样对电池就是一个反复过放电的过程，对电池寿命的影响极大。

过大负载骑行。在大于正常负载条件下骑行电动车，会使电动车电池以大电流长时间放电，这对电池的寿命影响也是显而易见。

五、电动助力车蓄电池常见故障的检查方法：

外观检查：外观变形、破损、渗漏、污染等检查。

电压测量：先测总电压，再测单只电池电压，并逐一检查连接是否完好正常。

电池安全阀部检查：取开上面盖，查看安全阀周围是否有酸液等异常现象，用手取开安全阀，检查是否有粘连、松动或损坏等现象。

电池内部检查：主要检查项目：①电解液：目测电池内部电解液的干湿度，用木条等探试应有湿润感。②检查电池单格电压进行判定“短路”和“断路”故障：测单格电压的方法是用金属丝接触电池内汇流条测量。

电池气密性检查：用血压计改装的气压测试装置，对电池充气，压力在30~40Kpa，观察压力表是否稳定，也可将电池置于水中检查。

容量检查（按JB/T10262-2001标准）：将完全充电的电池连接进行放电，放电电流I2（6-DZM-10电池为5A）。

控制器

1.控制器特点

控制器是控制电机转速的部件，也是电动车电气系统的核心，具有欠压、限流或过流保护功能。智能型控制器还具有多种骑行模式和整车电气部件自检功能。控制器是电动车能量管理与各种控制信号处理的核心部件。

使用提示：控制器主控板为电动车主回路，具有较大工作电流，会发出较大热量。因此，电动车不要停放在阳光下曝晒，也不要长时间淋雨，以免控制器出故障。

2.转把、闸把、助力传感器

转把、闸把、助力传感器等是控制器的信号输入部件。转把信号是电动车速度控制信号。闸把信号是当电动车刹车时，闸把内部电子电路输出给控制器的一个电信号；控制器接收到这个信号后，就会切断对电机的供电，从而实现刹车断电功能。助力传感器是当电动车处于助力状态时检测骑行脚蹬力矩或脚蹬速度信号的装置。控制器根据助力传感器信号的大小，分配给电机不同的电驱动功率，以达到人力与电力自动匹配，共同驱动电动车旋转。

电机

电机是将电池电能转换成机械能，驱动电动车轮旋转的部件。在电动车上使用的电机，其机械结构、转速范围与通电形式有许多种。常见的有：有刷高速直流电机、有刷低速直流电机、无刷低速直流电机、无刷高速直流电机、侧挂电机等。1.无刷电机与有刷电机的比较

电动轮毂是电动自行车最重要的驱动部件。它是由电机和轮毂组成，电动轮毂与钢圈辐条轮胎一起构成了可以独立转动的电动车轮。电动轮毂式驱动方式也被公认为是比较适合电动自行车工作模式的驱动方式，国内大多数电动自行车企业，均优先选择电动轮毂驱动方式。

目前，市场上电动自行车广泛采用的电动轮毂，其内置电机是直流永磁电机，而直流永磁电机按照是否采用电刷转向有可分为有刷电机和无刷电机两种。然而消费者如何选择，这是一个十分专业的技术问题，作为生产整车企业我们有必要从技术角度对这两种电机作一个比较客观的阐述，说明其优缺点，让消费者明明白白消费。

无刷电机的电动轮毂

轮毂无刷电机是在克服有刷电机存在缺陷的基础上改进较为先进的直流电机，又称为无刷低速直流电动机，它的工作原理结构和普通电动机相同，是采用三相六状态驱动，通过霍尔换向由铁芯加漆包线饶组制成转子，内腔直接粘接磁钢制成。它的优点是：

电子换向来代替传统的机械换向性能可靠永不磨损故障率低，更表明系统的先进性。

消除了碳刷和减速齿轮，几乎无噪音，使用寿命增强了6倍。

静电电机，空载电流小无电状态下转动十分灵活。

它的缺点是：

由于低频电磁场的作用，刚启动速度在13~15km有轻微的“嗡嗡”抖动现象，属于无刷电机特性所决定，属正常现象；骑行时，速度超过低频频率，抖动现象自然消除。

价格高控制器要求高

有刷电机的电动轮毂

市场上用于电动自行车的有刷电机，一般为盘式转子电机，机械转向，输出效率通过二级齿轮减速下减5%—6%。

它的缺点是：

1、采用二级齿轮减速，有齿轮的传动声，噪音大。

2、机械传动中碳刷易磨损，寿命短。

3、无电状态下，骑行较费力。

2.电机的噪声来源和形式：

除了无刷电机以外，几乎所有的电动车电机都会在空载运行中发出噪声，国家标准规定噪声应控制在62分贝以内，目前绝大多数电机的噪声都可以控制在55分贝以内，达到标准要求。有刷电机的噪声主要来源于两个部分，一是电刷与平面换向器的摩擦噪声，二是减速齿轮啮合噪声，前者发出声音的频率稍高，后者频率较低。

动力强劲的电动车可能出现的噪声来源要比一般的电动车更多些，在空载时或轻载时噪声比普通电动车稍大些，但在重载时，一般电动车则会发出较大的异声，反之，动力强劲的电动车其噪声则几乎没有变化。

许多顾客在选购电动车时往往以空转噪声来判断电机的优劣，这是不正确的，有条件的顾客应以重载爬坡时电机的噪声变化和速度变化来判断电动车电机的优劣，这才是选择电动车较另外，目前市场上还有一种低速有刷无齿电机，这种电机彻底取消了齿轮减速系统，直接采用低速输出，消除了齿轮啮合噪声，但从目前得到的测试数据来看，这种电机输出扭矩更小，一般不足10N.M，效率区间更为狭窄，为减少噪声和磨损而付出的代价过于沉重。

使用提示：电动轮毂内部平时无需特别保养，在电动车运行累计行驶2000小时后，才需要专业保养，其中包括检查电机内炭刷的磨损状态，减速机构磨损状态及更换机械系统润滑剂等等。电动车标准试验条件：平整的沥青路、混凝土路、砂石路。骑行者质量（重量）75kg，不足75kg者加配重至75kg。温度-50C—300C。风速不大于3m/s。避免雪、雨天气

电动助力车四大件作用及相互关系

1、作用：

蓄电池—是电动车动力来源，能源载体，用于驱动电动机。

电动机—将蓄电池化学能转换成机械能，使车轮转动。

控制器—控制蓄电池输出电流、电压，进而达到控制电动机转速、即车速。

充电器—给蓄电池充电的电器，将市电转换成直流电并控制其电流和电压充入蓄电池贮存起来。

2、相互关系：

蓄电池是电动助力车的核心部件，接受充电器的电能，贮存起来最终通过电动机将电能输出，输出受控于控制器。充电器是直接与蓄电池联系的设备，充电器质量参数的好坏直接影响蓄电池的电气性能和使用寿命，必须要求“配套”。控制器控制蓄电池电流电压输出，有欠压保护功能，“欠压保护点”的高低影响电池放电深度，因此，影响行驶里程，过低会造成过放电，损伤蓄电池。电动机准备就绪的高低影响蓄电池供电电流大小，效率越低电流越大，反之则越小。

灯具、仪表

灯具、仪表部分是提供照明并批示电动车状态的部件组合。仪表一般提供电池电压显示、整车速度显示、骑行状态显示、灯具状态显示等。智能型仪表还能显示整车各电气部件的故障情况。