電動自行車驅動部件發展趨勢探討

www.guilinhy.com 來源：中國電動車網　　　電動車商情網作者：俠名類別：電動車維修時間：2004-7-1 1

電機的發展趨勢目前，市場(Rialto)上使用的電機還有大量是低速電機。它的顯著優點是：相對高速(High Speed)類電機價格便宜、硬故障的發生率略低、噪音小、生產工藝也相對簡單，比較容易做到大批量生產。正是由于這些原因，低速類電機才被許多整車廠家和眾多消費者接受，占據60％以上的市場(Rialto)份額。但它的缺點也同樣顯著，即工作點效率低、過載能力差、負載特性軟。簡單地講就是費電、出力小。正是由于它的這種顯著缺點致使電動自行車續駛里程短、電池壽命短，在1a左右質保期內，無法實現廠家對續駛里程和使用壽命的承諾，電池在使用半年甚至更短的時間內就被換掉。那么，電動自行車的驅動部件（電機）在經歷了兩次主流變化之后，今后將是一個怎樣的發展趨勢呢？（1）低速類電機尤其是有刷低速電機雖然在技術上存在著明顯的缺陷，但由于價格上的優勢以及硬故障率較低、噪音小，仍然會占據中低檔電動車市場(Rialto)，只是份額會有所減少。其中有相當一部分企業，會從原來使用有刷低速電機轉而使用無刷低速電機。兩者相比，無刷電機的工作點效率和過載能力要比有刷好一些，而且由于無刷省去了人們對碳刷壽命的擔心以及碳刷磨損對電機性能的不良影響。（2）高速(High Speed)類電機將逐步恢復電動自行車驅動部件的主流地位，其主要理由為： ①未來(Futura)2年，中低檔電動自行車一般還是會使用鉛酸電池，而鉛酸電池在目前的技術水平上，比能量很難再有較大幅度的提高。36V12Ah、24V12Ah鉛酸電池仍為主力配置，這就意味著電動自行車的能量仍然是十分有限的。 ②要想在電動車能量仍十分有限的情況下，使電動自行車整車獲得比較好的經濟性和動力性，就必然要去選擇效率高、省電、特性好、勁大的驅動部件。 ③高速(High Speed)電機，即有機械減速功能的電機，由于減速增扭的原理，其效率和負載特性都要優于低速電機。高速(High Speed)類電機也分有刷電機和無刷電機。其中無刷的負載特性要比有刷更好一些。總體上高速(High Speed)類電機的制造成本要比低速類電機高，兩者相差100～150元左右，但對于消費者和生產廠家來說，長期效益好于低速類電機。鑒于上述原因，今后很多整車廠會重新權衡使用高速(High Speed)類電機的得與失，重新采用或部分采用高速(High Speed)類電機。其實，多年來有些大品牌整車廠不用或者少用低速類電機的實例也就反證了高速(High Speed)類電機對電動自行車發展的利弊與得失。從長期效果看，或者用可持續發展的眼光看，這些廠家在競爭日益激烈的電動車市場(Rialto)上其勝算或許要大得多。（3）智能驅動系統將越來越受到人們的重視，市場(Rialto)接受程度也會越來越高，產銷量會逐步上升，特別是出口量會逐漸增加。智能驅動系統實際上是電動自行車驅動控制方式的一種變革，有別于現在大量使用的全電動控制方式。這種智能化系統的突出優點為：由于實現了人機合力，電動車在騎行時工作電流變小，有效延長了續駛里程，而且避免了起動和大扭矩工況條件下對電機和電池的傷害。以扭矩傳感智能為例，人機合力的條件下，智能化電機可比普通電動增加30％～40％的續駛里程，電池壽命也有較大幅度的延長。從技術角度講，這大大有利于有限能源的利用，并彌補低速類電機存在的某些缺陷。其次，有益于騎行者身體健康。在人機合力的條件下，騎行感覺十分輕松，速度(Tempo)也容易控制，比全電動控制方式更安全，可以達到既出行又健身的雙重目的。為此，這種系統在國外很受歡迎。目前，國內智能化驅動系統主要有四種形式的產品： ①電機內置扭矩感器的智能化系統。該系統的特點是：電機輸出功率隨著人腳踏力的大小變化而變化，俗稱1:1智能系間后，消費者會更多的選擇力矩傳感型產品。從總體上講，雖然很多專家和生產廠家都指出，智能化的驅動系統是電動自行車一個很好的發展方向，也有相當一部分產品推向市場(Rialto)并受到一些客戶群的歡迎，但要國人象老外一樣青睞這類產品，甚至受到法律的支持，估計還需時日。（4）無刷有齒小電機由于其更合理的設計和比較適中的價格將異軍突起，有可能在未來(Futura)幾年內成為電動車的主力配置。無刷有齒小電機的特點針對電動自行車日益擴大的市場(Rialto)需求，2003年3月，一種有刷有齒的小電機面世，使業內人士的眼睛為之一亮，經過設計制造廠家近1年的修改和試驗，這種電機于2004年2月正式投入批量生產。該電機的特點是：（1）技術先進，設計合理。使用無刷高速(High Speed)電機和行星減速系統，既保持了無刷電機無刷、高速(High Speed)的特點，又兼有機械減速增加扭矩的功效，雖同屬高速(High Speed)類電機，但與以往的有刷有齒高速(High Speed)電機相比，技術上有了長足的進步。（2）效率高，過載能力強。其負載特性曲線見圖1〔注：I1（A），P2（W），n(r/min)，η（％）〕，有關測點數據及技術參數見表1、表2。（3）重量輕、體積小、性價比適中。重3.5kg，比有刷低速電機輕了40％；外徑只有140mm，比有刷低速電機小了50mm；當然價格也比有刷低速電機貴了100元左右（350元/個），但比以往有刷有齒高速(High Speed)電機便宜50～100元不等。結論使用這種小電機可以有效解決目前困擾電動自行車行業的續駛里程短、電池壽命短、整車重量超重的三大難題。雖然這種電機目前還處于推廣階段，還需根據客戶的要求和使用情況不斷完善，但是可以預言；這種小電機以及使用這類技術的電機很可能在未來(Futura)幾年內成為電動自行車的主力配置。