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電動自行車的總體設(shè)計

www.guilinhy.com 來源：電動車商情　　　電動車商情網(wǎng) 作者：俠名類別：電動車維修時間：2004-7-10

電動自行車的總體設(shè)計電動自行車的總體設(shè)計主要應(yīng)滿足以下五個方面： 1、電動車應(yīng)符合：材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，人體力學(xué)，外形美學(xué)。 2、電動車應(yīng)符合：動力性、加速性、經(jīng)濟(jì)性、安全性。 3、電動自行車應(yīng)滿足用戶的要求和習(xí)慣。 4、電動自行車應(yīng)符合以下國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。（1）GB3565-93自行車安全要求；（2）GB/T3566-93自行車裝配要求；（3）QB2302-97電動自行車安全通用技術(shù)條件；（4）GB1714-93自行車命名和型號編制方法；（5）QB1880-93自行車車架。 5、電動自行車外形應(yīng)自行車化，防止輕摩化。電動自行車的組成部分電動自行車，由五個部分組成，電機(jī)、電池控制器、充電器、車體。對于電動自行車的設(shè)計，應(yīng)從這五個部分來考慮。 1、電機(jī)的設(shè)計首先應(yīng)確定電機(jī)的功率，即電機(jī)的額定輸出功率。為確定電機(jī)的輸出功率，先考慮電機(jī)的輸入功率P1，P1＝I1V1 （1） P1——電機(jī)的輸入功率（瓦） I1——電機(jī)的輸入電流（安） V1——電機(jī)的輸入電壓（伏）電機(jī)的輸入電流I。在平坦道路(Strada)和無風(fēng)的情況下，選用610mm或660mm車體，載重70kg時，經(jīng)過測試，其輸入電流為6A-7A。電機(jī)和輸入電壓V1，適用額定電壓24V，電池充電后，可達(dá)28V。電池工作時，可按25V計算。根據(jù)公式（1）計算，電機(jī)的輸入功率P1為： P1＝（6A-7A）×25＝150W-175W 有了電機(jī)的輸入功率P1，則可計算電機(jī)的功率（額定輸出功率）P2， P2＝ηP1 （2） P2＝電機(jī)功率（額定輸出功率）（瓦） η——電機(jī)效率 P1——電機(jī)輸入功率(瓦）電機(jī)的效率η一般為70％左右，根據(jù)公式（2）可計算P2 P2＝0.7×（150W-170W）=105W-122.5W 在使用中，應(yīng)給電機(jī)一定的功率余量，因此，電機(jī)的功率應(yīng)選用120W-150W。電機(jī)在結(jié)構(gòu)上分為有刷電機(jī)和無刷電機(jī)：有刷電機(jī)是傳統(tǒng)的產(chǎn)品，性能比較穩(wěn)定。應(yīng)該是電動自行車的首選電機(jī)。無刷電機(jī)是新產(chǎn)品，其壽命及性能要比有刷電機(jī)好。但其控制電路比較復(fù)雜，對元件的老化篩選要求比較嚴(yán)格。雖然，電機(jī)壽命長，但電路容易出毛病。因此，選用無刷電機(jī)，要經(jīng)過嚴(yán)格的可靠性實(shí)驗(yàn)，以確保質(zhì)量。電機(jī)在輸出傳動方式上，可分為輪轂式，中置式，摩擦式。輪轂式結(jié)構(gòu)簡單，外形好，但電機(jī)軸受力大，對電機(jī)損害大。電動自行車可選此種電機(jī)。中置式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但電機(jī)軸受力小，對電機(jī)損害較，電動自行車應(yīng)優(yōu)選此種電機(jī)。摩擦式結(jié)構(gòu)簡單，但對車輪外胎損壞較大，而且雨天打滑。電動自行車不應(yīng)選用此種電機(jī)。 2、電池的設(shè)計電池的各類目前分為：鉛酸閥控免維護(hù)電池，鎳鎘電池，鎳氫電池。對于一般中、低檔車，應(yīng)采用鉛酸閥控免維護(hù)電池。此種電池價格低。用戶容易接受。對于一般高檔車，應(yīng)采用鎳氫電池。鎘鎳電池因存在記憶效應(yīng)，在充電前需要把電池的電放光，故不宜采用。電池容量的設(shè)計：首先考慮電池的瓦時WH。 WH＝L×Y （3） WH——電池的瓦時。 L——電池充滿電后跑的最大路程。 Y——電動自行車跑1公里所需瓦時。用戶要求電動自行車充一次電應(yīng)跑30公里以上。通過試驗(yàn)，電動自行車每跑一公里需8瓦時。根據(jù)公式（3）計算 WH＝L×Y＝30公里×8瓦時公里＝240瓦時。電池的容量AH： AH＝WH/V （4） AH——電池的容量（安時） WH——電池的瓦時 (瓦時） V——電池的電壓（伏）根據(jù)公式計算：電池選用24V。 AH＝WH/V＝240WH/24V＝10AH。電動車用鉛酸電池應(yīng)選用24V-10AH。電池采用24V-10AH。電池外形尺寸為：長300mm，寬98mm，高99mm。重量為7.6公斤。外加電池1公斤，提著電池上樓充電，一般人的體力沒問題。 3、控制器的設(shè)計控制應(yīng)具備下列功能：（1）無級調(diào)速，傳感器可采用霍耳元件或拉線電位器。（2）剎車斷電，剎車時先斷電后剎車。（3）5公里/時限速起動。電動自行車必須用腳蹬至?xí)r速5公里/時后，才能接通電機(jī)并無級調(diào)速。（4）過載保護(hù)，當(dāng)電機(jī)的電流達(dá)到12A時，控制器進(jìn)行保護(hù)，最大電量控制在12A。（5）電池欠壓保護(hù)，當(dāng)電池電壓降到21V時，控制器進(jìn)行保護(hù)，切斷電池供電。（6）控制器調(diào)速調(diào)到最大輸出時，電動自行車的速度(Tempo)應(yīng)不大于20公里/時。（7）電路中應(yīng)有熔斷器（保險管及管座），采用15A保險管，當(dāng)電池短路時，立即切斷電源。（8）控制器應(yīng)有鈕子開關(guān)或鑰匙開關(guān)，停車時應(yīng)切斷電源。 4、自行車的設(shè)計電動自行車與普通自行車相比，車速增大了，重量也增大了，因此其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)增強(qiáng)。自行車的設(shè)計應(yīng)考慮以下問題。（1）車架的鋼管應(yīng)適當(dāng)增加鋼管直徑和鋼管壁厚。（2）便于上下車，應(yīng)選用女車車型。（3）由于車重增加，為了整車的穩(wěn)定性，選用610mm較合適。（4）輪胎應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的，阻力小的，內(nèi)胎應(yīng)選用丁基橡膠。（5）車閘應(yīng)靈敏、可靠，可選用羅拉閘或抱閘。（6）車把應(yīng)選用使用舒適的燕把。（7）輪輞應(yīng)選鋼圈鍍鉻，輻條應(yīng)選銅帽和不銹鋼輻條。（8）電池盒裝拆方便易行，便于提拿上樓。 5、充電器的設(shè)計根據(jù)電池的需要，充電電流應(yīng)控制在0.1C-0.2C。充電電流計算： A＝C×AH （5） A——充電電流（安） C——倍率（倍） AH——電池容量（安時）根據(jù)公式（5）計算： A＝（0.1-0.2）×10=1A-2A，充電器的功率PC： PC=IV （6） PC——充電器的功率（瓦） I——充電電流（安培） V——電池標(biāo)稱電壓（伏）根據(jù)公式（6）計算： PC＝IV＝（1A-2A）×24V＝24瓦-48瓦故充電器功率選用50瓦。傳統(tǒng)的充電器采用恒壓式，采用變壓器，輸入220V50HZ，輸出24V50HZ，再經(jīng)過橋式整流，即可對電池脈動充電。為了保證電池充滿電后不過充，減少電池內(nèi)氫氣損失，可在充電回路中加一個50mA的放電回路。可實(shí)現(xiàn)每秒50周的脈動充電，同時每秒50周的脈動放電。充電初期，充電電流在1A-2A，放電電流在20mA。充電后期，電池基本充滿，充電電流在200mA，放電電流在50mA。傳統(tǒng)的充電器雖然笨重，但成本低，壽命長，故障小，是電動自行車首選產(chǎn)品。目前，開關(guān)電源式充電器發(fā)展很快，但成本高，而且晶體管元件也容易出現(xiàn)故障。電動自行車選用此產(chǎn)品時，應(yīng)加強(qiáng)晶體元件老化篩選，確保產(chǎn)品質(zhì)量。（石忠東）