電動自行車的總體設計

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

電動自行車的總體設計電動自行車的總體設計主要應滿足以下五個方面： 1、電動車應符合：材料力學，結構力學，人體力學，外形美學。 2、電動車應符合：動力性、加速性、經濟性、安全性。 3、電動自行車應滿足用戶的要求和習慣。 4、電動自行車應符合以下國家標準和行業標準。（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、電池控制器、充電器、車體。對于電動自行車的設計，應從這五個部分來考慮。 1、電機的設計首先應確定電機的功率，即電機的額定輸出功率。為確定電機的輸出功率，先考慮電機的輸入功率P1，P1＝I1V1 （1） P1——電機的輸入功率（瓦） I1——電機的輸入電流（安） V1——電機的輸入電壓（伏）電機的輸入電流I。在平坦道路(Strada)和無風的情況下，選用610mm或660mm車體，載重70kg時，經過測試，其輸入電流為6A-7A。電機和輸入電壓V1，適用額定電壓24V，電池充電后，可達28V。電池工作時，可按25V計算。根據公式（1）計算，電機的輸入功率P1為： P1＝（6A-7A）×25＝150W-175W 有了電機的輸入功率P1，則可計算電機的功率（額定輸出功率）P2， P2＝ηP1 （2） P2＝電機功率（額定輸出功率）（瓦） η——電機效率 P1——電機輸入功率(瓦）電機的效率η一般為70％左右，根據公式（2）可計算P2 P2＝0.7×（150W-170W）=105W-122.5W 在使用中，應給電機一定的功率余量，因此，電機的功率應選用120W-150W。電機在結構上分為有刷電機和無刷電機：有刷電機是傳統的產品，性能比較穩定。應該是電動自行車的首選電機。無刷電機是新產品，其壽命及性能要比有刷電機好。但其控制電路比較復雜，對元件的老化篩選要求比較嚴格。雖然，電機壽命長，但電路容易出毛病。因此，選用無刷電機，要經過嚴格的可靠性實驗，以確保質量。電機在輸出傳動方式上，可分為輪轂式，中置式，摩擦式。輪轂式結構簡單，外形好，但電機軸受力大，對電機損害大。電動自行車可選此種電機。中置式結構復雜，但電機軸受力小，對電機損害較，電動自行車應優選此種電機。摩擦式結構簡單，但對車輪外胎損壞較大，而且雨天打滑。電動自行車不應選用此種電機。 2、電池的設計電池的各類目前分為：鉛酸閥控免維護電池，鎳鎘電池，鎳氫電池。對于一般中、低檔車，應采用鉛酸閥控免維護電池。此種電池價格低。用戶容易接受。對于一般高檔車，應采用鎳氫電池。鎘鎳電池因存在記憶效應，在充電前需要把電池的電放光，故不宜采用。電池容量的設計：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跑30公里以上。通過試驗，電動自行車每跑一公里需8瓦時。根據公式（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）根據公式計算：電池選用24V。 AH＝WH/V＝240WH/24V＝10AH。電動車用鉛酸電池應選用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、控制器的設計控制應具備下列功能：（1）無級調速，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時速5公里/時后，才能接通電機并無級調速。（4）過載保護，當電機的電流達到12A時，控制器進行保護，最大電量控制在12A。（5）電池欠壓保護，當電池電壓降到21V時，控制器進行保護，切斷電池供電。（6）控制器調速調到最大輸出時，電動自行車的速度(Tempo)應不大于20公里/時。（7）電路中應有熔斷器（保險管及管座），采用15A保險管，當電池短路時，立即切斷電源。（8）控制器應有鈕子開關或鑰匙開關，停車時應切斷電源。 4、自行車的設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，因此其結構強度應增強。自行車的設計應考慮以下問題。（1）車架的鋼管應適當增加鋼管直徑和鋼管壁厚。（2）便于上下車，應選用女車車型。（3）由于車重增加，為了整車的穩定性，選用610mm較合適。（4）輪胎應選用優質的，阻力小的，內胎應選用丁基橡膠。（5）車閘應靈敏、可靠，可選用羅拉閘或抱閘。（6）車把應選用使用舒適的燕把。（7）輪輞應選鋼圈鍍鉻，輻條應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、充電器的設計根據電池的需要，充電電流應控制在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——電池標稱電壓（伏）根據公式（6）計算： PC＝IV＝（1A-2A）×24V＝24瓦-48瓦故充電器功率選用50瓦。傳統的充電器采用恒壓式，采用變壓器，輸入220V50HZ，輸出24V50HZ，再經過橋式整流，即可對電池脈動充電。為了保證電池充滿電后不過充，減少電池內氫氣損失，可在充電回路中加一個50mA的放電回路。可實現每秒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品。目前，開關電源式充電器發展很快，但成本高，而且晶體管元件也容易出現故障。電動自行車選用此產品時，應加強晶體元件老化篩選，確保產品質量。（石忠東）