电动自行车知识与维修手册.docx

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电动自行车知识与维修手册

电动自行车知识与维修手册

第一章电动自行车的概述1

第二章电动自行车的构造3

第三章电机7

第四章蓄电池14

第五章充电器24

第六章控制器27

第一章电动自行车的概述

第一节电动自行车的三次历史机遇

一百多年来，电动车在历史发展中经历了几次重大机遇。

第一次发生在一百余年前。

由于但是电池和电机的发展较内燃机成熟，而且石油的运输还没有普及，使电动车在早期的汽车领域中占有举足轻重的位置。

第一辆电动车（三轮）是由法国人古斯塔夫、土维在1881年制造出来，此后三四十年间，电动车在当时的汽车发展中占据重要的位置。

世界上首辆车速超过100公里/小时的汽车就是电动车，那时1889年由比利时工程师卡米尔设计的名为“从不满意”的铝制车身汽车，现在保存在法国贡批尼博物馆中。

到了1890年在全世界4200辆汽车中，已经有38％是电动汽车。

到了1911年，就已经有了电动出租车在巴黎和伦敦的街头运营，到了1912年在美国有至少3.4万辆电动车运行。

由于石油的大量开采和内燃机的种种优越性，电动车渐渐被人们忽视。

直到上个世纪七十年代石油危机的爆发，给世界各国很大的打击，开始考虑代替石油的其他能源，包括风能、太阳能、电能等可再生资源。

因此从政治经济方面考虑，才又给了电动车第二次机遇，又一次被人瞩目。

第三次机遇始于世界各国对环境保护问题的高度关注，因此开发生产零污染的交通工具成为各国所追求的目标，电动车的无（低）污染优点，使其成为当代交通工具发展的主要方向。

第二节电动自行车的优点

近年来，电动自行车越来越受到广大消费者的青睐，产销量逐渐上升，是什么原因能如此的吸引消费者呢？

健康环保

电动车受到广大环保人士的一致推崇，他们对燃油尾气深恶痛绝。

尾气中含有大量有害物质危害人体，特别是少年儿童的健康，以电代油，无尾气污染，低噪音。

此外，电动自行车还保留了其良好的运动特性：

轻松用脚踩，累了用电行，将健康的运动和交通完美地结合起来，克服了骑自行车容易疲劳的缺点。

另外，医学认为中老年人及部分慢性病患者如肾病、肝病、糖尿病、心脏病、关节炎等患者，不宜过分疲劳。

电动自行车将“被动疲劳”化为“主动健身”，能增进健康。

节能

广泛使用电能是世界性的大趋势，我国水利资源丰富，核工业化发展迅速，大中城市能源结构也在变化。

电动自行车百公里耗电不大于1.0度（kmh），为使用者省去了一大笔交通费用。

而且电动自行车还可以在夜里充电，白天骑行，这对国家电业起到了削峰填谷的作用。

安全方便

电动自行车在非机动车道上行驶，速度不宜过快，有严格的限速规定，易操作，安全性好。

几乎所有的人都可以迅速掌握电动自行车的骑行方法核注意事项，使用十分发表。

以电作为能源的电动自行车，可随用随充，充电器全自动设计，无需看管。

真正为广大用户省心又省力。

低费用

电动自行车每百公里电耗小于1.2度，约0.7元，仅为摩托车能耗的10％，使用费用和维修费用都很低。

随着油价上涨和电价下调，这项优势将更加明显。

这些大大降低了许多顾客在交通运输上的花费。

时尚新颖

如今，许多电动自行车外形都十分美观、大方，颜色绚丽多彩，新品新款层出不穷，让大多数人在行进过程中，感到了现代生活的情趣和惬意，达到时尚性和实用性的和谐统一。

第三节电动自行车的类型

电动自行车是以蓄电池作为辅助资源，能实现人力骑行、电动或电助动功能的特殊自行车。

与摩托车、普通自行车和其他燃油车相比，电动自行车集中了安全、舒适、便捷、低噪音又无尾气排放的优点，成为人们出行、健身的理想工具和伙伴。

总的来说，电动自行车可分为全电动和智能助动型两大类。

全电动自行车

可以脚踏骑行，也可以无须借助人力，而靠纯电力驱动，利用手把控制速度，实现目前国家规定的电动车每小时20公里的无级变速。

智能助动型电动自行车

具有与普通自行车相似的操作方式，可以人力骑行，也可以电力助动，设有纯电动功能。

其以人力为主，电力为辅，由人力骑行力大小，控制电流供应的大小，实现人力与电力的组合，骑行感觉轻松，当达到设计速度时，电力停止供应。

第二章电动自行车的构造

第一节电动自行车的基本结构

电动自行车集合了电子、电机、自动控制、电化学、机械、车辆等多学科领域技术，既是个有明显的技术交叉渗透需要不断提高技术的产品，又是普通消费者使用需要持久耐用的消费产品。

随着科技的发展，社会的进步，电动自行车已经在世界范围内掀起了一股热潮，越来越受到了人们的欢迎而进入千家万户的家庭。

它是一类特殊的自行车，以蓄电池为动力源，通过控制器电机转动，驱动电动自行车的车轮达到行驶目的。

由于各制造厂商的设计和选用的配套部件不尽相同，不同品牌的电动自行车在外形、功能、结构和性能上也完全不一样，但其基本构成和原理是一致的。

即，电动自行车是由车体、电驱动装置（电机）、可充电电池、充电器和控制系统五大部分组成。

不同种类的车，其电池置放位置、控制器形式等有所不同。

电动助力车四大件（蓄电池、电动机、控制器、充电器）的作用及相互关系。

1、作用：

蓄电池——是电动车动力的来源，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，进而达到控制器电动机转速（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储存起来。

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，储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，充电器的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”，控制器空载蓄电池电流电压输出，有欠压保护功能，“欠压保护功点”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，电动机效率的高低影响蓄电池供电电流的大小，效率越低，反之则越小。

一、电机

电机分为无刷电机和有刷电机两类。

目前大多数电动自行车都是采用高效稀土永磁式有刷电机驱动的。

有刷电机由机械换向，启动时力矩很大，是直流电机的主流产品，对控制系统的技术要求较低，使得控制系统电子线路简单。

但使用一年左右就需要更换有刷电机的内炭刷。

高效稀土永磁式无刷电机则是一种特殊的直流电机，它是由内置传感器外加电子换相器进行电子换向。

无刷电机没有传动齿轮，避免了机械摩损，运行中几乎没有噪音、但无刷电机启动电流冲击较大，控制系统结构复杂。

二、可充电电池

用于电动自行车的电池主要有三类，即小型密封式维护铅酸蓄电池，镍镉电池和镍氢电池。

密封式免维护铅酸电池使用成本低、容量大，被全国企业普遍采用。

三、充电器

充电器式给电池补充电能的装置，设计采用恒流、恒压、浮充三阶段自动转换方式，对电池产生保护，有效地延长电池寿命。

四、控制系统

控制系统设计有多项保护功能，如电量显示、无极调速、软启动、欠压保护、过流保护和刹车断电等。

保护电机和电池，可使电流有效的输出，产生所需动力，又不烧坏电机。

目前国内开发的电动自行车大多是以手动调速把手来自行决定电力供给方式。

五、闸把、转把、助力传感器

电动车的刹车、启动、加速、减速等一系列的运转，都必须依赖于可输入给控制器相应信号的部件——闸把、转把、助力传感器。

例如，刹车时，控制器必须实现对电机供给的断电功能，它的信号来源就是闸把。

由闸把内部的电子电路提供出车的载体人所需要的刹车电信号，从而完成刹车这一动作。

电动车的加速则完全靠由转把提供的信号控制。

助力传感器地作用在于人力脚踏助力驱动时，人力与电力可以自动匹配，因为此时电机所用的电驱动功率有所改变，需要助力传感器检测出骑行时的脚蹬力矩和脚蹬的速度并发出信号给控制器，使得控制器能根据实际需求提供出所需的电驱动功率给电机。

六、灯具、仪表

灯具用于电动车的照明。

仪表用于显示电动车的状态，包括电压的显示、速度的显示，以及电力多少的显示，能帮助人们在骑行的过程中，及时地了解车子的情况。

如在骑行前后，可根据仪表的显示得知电力是否充足，是否可供一天的使用，是否需要立即充电等。

第二节电动自行车的车型构造

一、电动自行车的常见构造

目前为止，依靠轮毂式电机来驱动前后轮旋转的电动车占大多数。

这并不是根据由电机、电池在电动车上安装位置的不同来判断的，而主要是根据电动车工作的原理来判断的。

这种常见的轮毂式电机电动车，其行驶速度一般可达到每小时20公里，满足了大众行车的需要，成为当前电动自行车的普遍型。

二、电动自行车的特殊构造

非轮毂式电动驱动的电动车在市面上也存在。

这种电动车的优点在于它的整车重量较轮毂式电机电动车而言要轻些，而且非轮毂式的电机在结构上有柱状式的、中置式的、摩擦轮胎式的多样化。

但是，非轮毂式的电机效率则低于轮毂式电机的效率。

也就是说，在骑行过程中，若电能一样，那么轮毂式电机可以多行驶5％～10％的路程。

但这对于在市区内平均日程不远的平民大众而言，影响并不很大。

第三节电动自行车的构造要求

一、《电动自行车通用技术条件》——GB17761－1999，国家标准规定

整车主要技术性能：

1、电动自行车最高车速不应大于20km/h；

2、电动自行车的整车质量（重量）不应大于40kg；

3、电动自行车一次充电后的续行里程不应小于25km；

4、电动自行车的电动机额定连续输出功率应不大于240w;

5电动自行车蓄电池应有良好的密封性。

在正常安装位置条件下，充放电时不应有渗漏现象；

6、组电池标准电压不应大于48v。

二、电动自行车用密封铅酸电池主要技术要求

电动自行车用密封铅酸蓄电池的技术要求，是依据《电动自行车通用技术条件》的指定的。

1、电动自行车电池的容量

目前一般电动自行车的电机为36V,150W-180W（电动摩托车一般的电机有48v/60v,800w;48v,500w等）。

现以36V180w的电机的电动自行车为例，其电池容量规定为10ah（安时），2hr（时效）。

即用5a放电可达2小时。

含义是：

电动自行车5a放电，可使用2小时，行车速度20km，可行驶40km，当电池容量下降到70％时，即放电时间为1.4小时，行驶里程尚有28km。

符合电池充一次电行驶里程大于25km的要求。

当行车时工作电流大于5a时，行驶不到40km；少于5a时，可超过40km.

2、电动自行车电池的使用寿命

按《电动助力车用密封铅酸蓄电池》——JB/T10262-2001行业标准规定，循环寿命为250次。

含义是：

电动自行车每天充放一次，当容量下降到70％时，即行驶里程由40km，下降到28km，时间不少于350次。

3、根据对蓄电池容量和寿命的技术条件

可描述为：

电动自行车，在标准条件下，平均工作电流不应大于5a。

新电池时，可行驶40km，电池寿命终止前，可行驶28km。

而且，电动自行车行驶里程从40km降到28km的时间应在一年以上。

第三章电机

第一节电动自行车电机驱动系统的发展与应用现状

一、电动自行车电机驱动系统发展历程

20世纪80年代初是国内电动自行车的第一个高潮期，当时的电机驱动系统采用的是有刷高速盘式外挂电机，因为材料的限制，电刷的寿命只有500h，而该车匹配灌液铅酸电池，由于电池只有2－3个月的寿命，呈现出了大批量的维护问题，电动自行车的第一次起步很快被扼杀了。

20世纪80年代后期发展的电动自行车，除了大多数采用高速有刷电机加齿轮减速驱动方案外，已经开始出现低速无刷直流电机轮毂，当时的磁钢采用了铁氧体磁钢，电机体积比现在市场上同样的低速无刷直流电机大50％左右，效率也低，电池没有本质上的改变，电动自行车的第二次高潮很快就结束了。

直到1996年，开始以高速有刷直流电机为主，有印制绕组高速有刷电机和绕线式高速有刷