電動車鉛酸電池設計優缺點

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：2004-3-10

市面上的電動自行車，絕大部分以鉛酸電池為動力源，因為鉛酸電池廉價可靠的特性深受消費者的認同。而電動自行車的設計，主要就是圍繞電池這個中心來進行的，由于鉛酸電池重量較重：36V12Ah（3節）重約12.6Kg，24V17Ah（2節）重約12.4Kg，而標準鉛酸電池的外形尺寸：12Ah為151x94x98mm，17Ah為168x77x181mm，因此整車設計主要受到這兩個條件的限制。本文就目前出現的主要車型對電池的各種布置進行一個簡單探討，以供參考：

　　一、斜梁式
　　
　　設計：此類車型的設計概念起源于自行車大彎梁的經典造型，市場(Rialto)上較為流行，由于設計巧妙地吸收了傳統自行車的斜梁概念，使得支撐骨架既是車架大梁，又是電池底座的支撐部分，前后車輪電機電池的重量載荷分布較為均勻。

　　優點：外形符合自行車傳統觀念，消費者容易接受，電池鎖及電門鎖位置較為順手，電池提放方便，上下車與自行車相似也較為方便。

　　缺點：一是雙腳不易同時著地。圖一車型由于鉛酸電池的標準長度為151mmx94mmx98mm，三節電池總長為453mm，實際設計外形尺寸長度要達到460mm以上，圖二車型的電池采用了橫向疊加，外觀顯得比較粗重，縮短了車把與坐墊之間的距離，但受此條件限制，一般車型輪徑為24英寸，低于24英寸則難以滿足國家標準中的腳蹬地面間隙，而在此高度條件下，騎行者在車子靜止時，身高為1.65米以下者一般無法雙腳平穩著地，因此對“小個子”來說，安全性不足夠。二是電池在整車平衡中重心偏高，圖二將電池由長度方向改為橫向布置，縮短了整車的長度，但是仍然無法降低其重心，相當于在自行車書架上放置了一件重物，因此平穩性不足，在雨天路滑的情況下快速轉彎時容易滑倒，發生安全事故。車子一旦倒下，體態弱小者將難以將重達38公斤的電動自行車輕松扶起。當然，身材高大者另當別論。

　　二、倒斜梁式
　　設計：此設計頗具創意，將電池的位置由傳統斜梁正向擺放大膽改為反向布置，形成較為獨特的外形風格。

　　優點：由于電池盒反向布置，車架大梁既可以支撐電池，又可以作為車架結構的主體部分，因此可以懸空座管，合并座管與電池盒底座設計，使得車架更加簡潔合理。
　　
　　缺點：由于電池排列為長度方向的疊加，因此3節電池的長度決定了一個三角形斜邊的長度，整車重心仍然較高，電機重量加上電池重量再加上人體重量，整車負荷顯得不夠均勻，前輪略顯輕浮，因而騎行時轉向不夠穩定。與上述斜梁式的缺點相似，此種設計的安全性和穩定性都不是十分優良。

　　三、后插式

　　設計：圖四設計概念起源于日本雅馬哈，圖五，由于原設計采用的是鎳氫電池，因此其布置顯得非常輕巧和美觀。
優點：保持了傳統型自行車的大彎梁的特點，符合騎行者上下車習慣，同時符合載重習慣。

　　缺點：與一般24英寸輪徑車型相比較，整車尺寸明顯加長至1780mm，加長的尺寸一般在200mm左右，這實際上就是電池加上外殼的尺寸，給人一種人高馬大的感覺，身材低于1.65米者雙腳不易著地；整車負荷較為集中在后半部分，穩定性稍差；同時重心高度與斜梁式相似，一旦翻倒不易扶起；取放電池時稍麻煩，需要打開機關后掀起折疊坐墊，同時取放電池的最高點需要距離地面1050mm才能完成，身高低于1.60米的女性或體力較弱者難以做到。

　　四、前插式

　　設計：圖六設計頗為新穎，布置電池既利用了整車的閑置空間，又保持了傳統自行車的大彎梁風格。

　　優點：電池的排列改為高度方向的縱向疊加，使得整體電池外形變厚，整車重心下降，與倒斜梁式相比較，可以降低座管的設計高度，使得騎行者可以雙腳著地，增加了安全性和穩定性。另外，取放電池與后插式相比較，省去了打開折疊機關的步驟，同時電池取放高度距離地面低于480mm，力氣較小的女性也能夠將電池順利取放，這一優點大大優勝于后插式，顯得比較簡捷，符合消費者使用的簡單原則。

　　缺點：盡管電池下墜到一定程度，但是整車的重心仍然在兩輪車軸的上方，低重心設計的優點并不突出，此外，由于電池縱向疊加的緣故，整車外觀感覺有如懷抱一個胖寶寶，顯得較為沉重。

　　五、踏板式

　　設計：此類車型受到消費者歡迎，原因是此款車型的設計源自女式摩托車。設計的創新之處在于將電池放置在腳踏板下，既可以踏腳又利用了整車的閑置空間。

　　優點：在所有電池位置的設計方案中，這種設計的整車重心是最低的，甚至低于兩輪的軸心。其好處在于利用了不倒翁原理，騎行時較易保持平穩，因而比較安全，就是車子意外翻倒，也比較容易扶起。另外整車的負載也較為均勻，分布比較合理，同時，騎行者雙腿會比較舒適，長途騎行不易疲勞。另外，女性穿短裙也可以騎行。

　　缺點：由于電池位置的阻礙，踏腳中心不得不后移，從人體工程學的角度說不符合騎行的人體姿態，因此弱化了騎行功能，有的同類車型采用了長達270mm長的中軸，電池無電的時候，騎行比較費力。

　　六、中置式

　　設計：此設計打破傳統，獨樹一幟，其別具一格的外形造型猶如輕便型的摩托車，形成了鮮明的個性。該設計巧妙地解決了電池布置時與鏈輪和座管設計間的矛盾。

　　優點：電池中置布置，相當于踏板式的電池由平放改為豎放，同時整車負荷分布均勻，保持了低重心的設計優勢，從而騎行非常平穩。該設計由于電池位置的合理布置，從而強化了自行車騎行功能，是所有電動自行車種類中騎行最省力輕便的設計。取放電池高度也僅為480mm，力氣較小的女性和體弱者均能順利取放。最為重要的是該車的安全性。由于采用了20英寸小輪徑，因此坐墊距離地面高度僅為700mm,身高高于1.56米者均可隨意雙腳著地，這對于在騎行中緊急剎車時尤為重要。該車型既適用于年輕人，也適用于講求安全的女性及中老年人。

　　缺點：此車型由于電池的中置，上下車改為跨式，因此不適合穿短裙的女性使用。

　　七、書架式

　　特點：將電池放置在書架上，巧妙利用了電動自行車的閑置空間，使得整車造型看上去簡潔輕便。

　　優點：圖十車身長度可以不受電池的影響，從而最大限度地保留了傳統自行車設計的自由度；圖十一的設計將電池隱藏于坐墊下方，基本上形成了女式輕便摩托車的外觀效果，穿裙子的女性可以很方便地上下車。
缺點：書架式的設計有利有弊，其負荷重心是所有車型中最高的，也最集中于后半部分，因此為了克服這個缺點，圖十車輪設計為20英寸，圖十一車輪設計為18英寸。盡管如此，就整車而言重心還是較高，負荷還是過于集中，因此無論騎行還是靜止都不夠穩定。圖十一的電池設計，由于避震空間不夠，因此采用了多個電池兩端排列的方式，使得整車的寬度方向顯得略微肥胖了一些。

　　八、菜籃式（鋰離子電池）

　　設計：這是一款鋰離子電池的位置布置的車，如果是鉛酸電池放入菜籃，就會顯得頭重腳輕。這個實例說明，電動自行車要有更好的設計，必須要有價廉物美的新型電池問世。

　　優點：電池置放于菜籃，有效利用了電動自行車的閑置空間，菜籃的支撐設計也打破傳統，改前輪軸心支柱支撐為車架主體支撐，使得車把轉向時沒有沉重的感覺，整車外觀堪稱最為簡潔的設計之一。

　　缺點：打破傳統也有利弊，傳統車把轉向時，菜籃是一起轉向的，此款車型不同，車把轉向時菜籃是不轉的，容易造成方向感錯覺，不過久而久之就會習慣。

　　結語：綜上所述，鉛酸電池在電動自行車上的位置布置，直接影響到該車型的安全性和穩定性，同時也直接影響到消費者對產品的認同。不同身材的消費者購車選型時都要注意一個安全性原則，那就是人在坐墊上雙腳能否著地。