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電動車基礎(chǔ)知識培訓(xùn) 山東比德文動力科技有限公司,電動車部件的認識,電動車的構(gòu)造,電動自行車是以蓄電池作為輔助能源，具有兩個輪能實現(xiàn)人力騎行、電動或電助動功能的特種自行車。,一、電動自行車定義,二、分類原則及代號,電動車按電動機與驅(qū)動輪之間的傳動方式分為： 軸傳動，代號為； 鏈傳動，代號為； 皮帶傳動，代號為； 摩擦傳動，代號為； 其他傳動，代號為Q,三、電動車編碼原則,五、電動車的構(gòu)造,自行車的組成 電動自行車電氣部分的基本組成,1、自行車的組成,2、電動車電氣部分的基本組成,3、電動車電氣部分的配合關(guān)系,4、電動車對電氣系統(tǒng)的要求,(1)開關(guān)功能：最基本的功能，要求開關(guān)電源迅速，特別是在關(guān)電的情況下，應(yīng)能立即切斷電控系統(tǒng)。 (2)無級變速：可以根據(jù)自行車行駛的路面和交通狀況迅速平穩(wěn)調(diào)速。 (3)動態(tài)剎車斷電：在剎車時，為了保護騎行者和自行車的安全，保護電池，需要快速切斷系統(tǒng)。 (4)能量再生：在下坡和減速時提供的能量回饋和再生制動，此時電動機轉(zhuǎn)變成發(fā)電機對蓄電池充電。,(5)欠壓保護：在啟動和路況發(fā)生變化時，電壓可能會低于欠壓限值，控制器會調(diào)整輸出電壓的脈寬占空系數(shù)，將電池電壓維持在最低限值附近。如果電池電壓下降到嚴重的情況，控制器將切斷電機驅(qū)動系統(tǒng)，以保護蓄電池和電機。 (6)靜音運行：對于直接驅(qū)動的直流無刷或有刷無齒系統(tǒng)來說，由于系統(tǒng)省去了減速器，在行駛時幾乎是靜音運行，沒有噪聲污染（GB62Db)。 (7)電流限制：在運行時，控制器能限制最大電流，以保護電池和電機。 (8)可靠性高：在復(fù)雜的天氣狀況和路面行駛時，電氣驅(qū)動系統(tǒng)要能承受震動和沖擊并保持良好的工作狀態(tài)。,七、電動自行車整車主要技術(shù)性能要求,、最高車速 電動自行車最高車速應(yīng)不大于20km/h 、整車質(zhì)量（重量） 電動自行車整車質(zhì)量（重量）應(yīng)不大于40kg。 、腳踏行駛能力 電動自行車必須具有良好的腳踏騎行功能，30min的腳踏行駛距離 應(yīng)不小于km。,4、續(xù)行里程 電動自行車一次充電后續(xù)性里程應(yīng)不小于25km 5、最大行駛噪音 電動自行車以最高車速作電動勻速騎行時（電助動的以15km/h18km/h 速度電助動騎行）的噪音應(yīng)不大于62dB（A）. 6、百公里電耗 電動自行車以電動騎行（電助動的以電助動騎行），100km的電能耗應(yīng)不大于1.2kw.h 7、電動機功率 電動自行車的電動機額定連續(xù)輸出功率應(yīng)不大于240w。,八、電動自行車整車安全要求,1、制動性能（重點） 電動自行車以最高車速電動騎行時（電助動的以20m/h的的車速電助動騎行），其干態(tài)制動距離應(yīng)不大于4m，濕態(tài)制動距離應(yīng)不大于15m。 2、車架/前叉組合件強度車架/前叉組合件震動強度 按規(guī)定（男10萬次，女七萬次）車架/前叉組合件震動強度必須滿足男10萬次，女7萬次，我公司要求15萬次。,3、輪胎寬度 電動自行車車輪的輪胎寬度應(yīng)不大于54mm。 4、反射器和鳴號裝置 電動自行車應(yīng)裝有前燈或前反射器、后反射器、側(cè)反射器和腳蹬反射器，還應(yīng)裝有鳴號裝置 5、電器部件 （1）電器裝置 電動自行車的電器系統(tǒng)應(yīng)安裝到位，極性正確；系統(tǒng)的電線裝置應(yīng)符合GB 3566-1993中15.1.2的要求，電器配線應(yīng)與電流量相適應(yīng)，以確保騎行時的安全、可靠。,（2）絕緣性能 電動自行車應(yīng)其電器系統(tǒng)采取防雨措施。系統(tǒng)的所有接線均不應(yīng)裸漏。電動自行車的車體和電器部件的外殼均不應(yīng)帶電，其絕緣電阻值應(yīng)不小于2兆歐 （3）蓄電池密封性能 電動自行車的蓄電池應(yīng)優(yōu)良好的密封性能。在正常安裝位置條件下，放電時不應(yīng)有滲漏現(xiàn)象。 （4）蓄電池的標稱電壓 蓄電池的標稱電壓應(yīng)不大于48v,（5）制動斷電裝置 電動自行車應(yīng)裝有制動斷電裝置，在制動時應(yīng)能自動切斷電源 （6）欠壓、過流保護功能 電動自行車的控制器應(yīng)具有欠壓、過流保護功能和短路保險裝置。在電動騎行時應(yīng)穩(wěn)定、可靠。,（一）電池,1、電池的定義： 蓄電池是化學(xué)能能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，由于電池是用化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法得到的電能，所以叫化學(xué)電源，蓄電池是把化學(xué)能和電能相互直接轉(zhuǎn)化的裝置，所以也叫二次電池。,2、電池的分類 （1）鉛酸蓄電池 a、閥控免維護蓄電池-比能量低，性能穩(wěn)定，價格便宜，是目前最為廣泛的電池。 b、膠體蓄電池-比能量低，失水小，低溫下的放電表現(xiàn)較免維護電池好，但易出現(xiàn)熱失控而充鼓電池。 （2）鎳氫電池-比能量較鋰電低1/4，價格是鉛酸電池的2倍。 （3）鋰電池-比能量高，價格是鎳氫電池的2倍，由于采用10節(jié)3并，故電池間的平衡問題是目前的鋰電池發(fā)展的另一瓶頸。,3、鉛酸蓄電池的組成 蓄電池主要由極群、蓄電池槽、蓄電池蓋、電解液、（硫酸）、引出端子（線）、限壓閥等組成。極群是由正極板（二氧化鉛）、負極板（鉛）、隔板（玻璃纖維），極群 是電池的核心部分，成流反應(yīng)在極板進行，對電池的容量和壽命起決定作用。,（1）極板：由活性物質(zhì)和支撐用的導(dǎo)體板柵組成的電極，分正極板和負極板，板柵一般由鉛銻合金、鉛鈣合金組成，正極板活性物質(zhì)為PbO2,顏色為棕色、棕褐色、紅棕色，負極板活性物質(zhì)為海綿狀金屬鉛（Pb），顏色為灰色、淺灰色、深灰色。正、負極板主要是起成流反應(yīng)和導(dǎo)電作用。它們是電能和化學(xué)互相轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件之一，是決定電池性能的主要部件。正、負極板上的活性物質(zhì)和極板的制作工藝對電池的電性能起到關(guān)鍵的控制作用。,（2）電解液：稀硫酸電解液含有移動離子導(dǎo)電作用的液相或固相物質(zhì)，具有導(dǎo)電作用，并參加成流反應(yīng)。鉛酸蓄電池電解液的密度與它所用的場所有關(guān)，相對而言，用于電動車電池的電解液密度要高一些。（電解液為一定密度的硫酸溶液，它參與化學(xué)反應(yīng)并起保證正、負極板間的離子導(dǎo)電作用，在電池工作后的充電反應(yīng)過程中，硫酸又產(chǎn)生出來，恢復(fù)電解液原來的濃度。所以它能始終保持正負極板間的離子導(dǎo)電作用）。,（4）隔板：放在蓄電池正負極板之間，允許離子穿過的電絕緣材料構(gòu)成。它完全阻擋正負極短路，隔板的主要作用是防止正、負極板上的活性物質(zhì)（即能參加電化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)： PbO2、海綿狀Pb ）直接接觸而造成短路(短路即成正負極在電池內(nèi)部放電,電流不能送到外電路作功)。隔板既要防止正、負極板或活性物質(zhì)直接接觸而短路，又要允許電解液中的離子能順利通過。所以隔板既是電子的不良導(dǎo)體，又是離子的良導(dǎo)體，符合這種條件，才能在電池內(nèi)部履行隔離的功能。通常用PE隔板、橡膠、塑料、復(fù)合玻璃纖維隔板、10G、AGM隔板等。,（5）電池槽：電池槽主要起盛裝極群和電解液的作用。因為鉛酸蓄電池的極板很重，而電解液中的硫酸又具有腐蝕性,所以電池槽必須選擇機械性能強、絕緣性能好、耐振動、抗沖擊、能經(jīng)受溫度變化、還能耐藥性硫酸腐蝕的特殊材料。一般用由硬橡膠或塑料制成。 （6）零部件：電池蓋、螺紋液孔塞、安全閥、頂蓋、正負極頭等。（螺紋液孔塞、安全閥：防止異物落入，造成短路，起密封作用，使電池內(nèi)部和外部隔離，防止空氣進入，防止負極板將海綿狀鉛進一步氧化）,4、鉛酸蓄電池的基本原理 鉛酸蓄電池的正極活性物質(zhì)為PbO2，負極活性物質(zhì)為多孔狀（海綿狀）Pb,蓄電池放電時, PbO2和Pb都生成PbSO4,消耗H2SO4，對外放出電量，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能；蓄電池充電時，正極上的PbSO4生成PbO2，負極上的PbSO4生成海綿狀Pb，同時生成H2SO4，從而把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能貯存起來。,即電池反應(yīng)的化學(xué)式： 放電 PbO2+2H2SO4+ Pb 2PbSO4+2H2O 充電,6、電動車對電池的一般要求： （1）體積比容量要高 （2）壽命要長 （3）析氣要少 （4）自放電率要小 （5）安全性能高,9、充電注意點,（1）隨車使用的充電器必須符合蓄電池充電要求。 （2）存放時間較長的電池，請用戶在使用前對電池進行補充電。 （3）騎行后請及時對電池進行補充電 （4）可每月進行一次過充電。 （5）長期貯存請每一個月進行一次補充電。 （6）冬天對電池的充電時間要長。 （7）起步、上坡、載重物、胎氣不足、風(fēng)阻等請人力助騎或推車步行。,10、現(xiàn)行我國電動助力車用鉛酸蓄電池的行業(yè)標準號和名稱 JB/T102622001 電動助力車用密封蓄電池 鉛酸蓄電池的型號和意義 我國鉛酸蓄電池的型號一般是以漢語拼音來表示和區(qū)別，并附帶有各種數(shù)字，它表示電池的單格數(shù)，用途，特性，和電池容量。例如：6DZM10蓄電池 式中：6-表示單體蓄電池數(shù)，額定電壓為12伏。 D-表示電動型， Z-表示助力型（或自行車型） M-表示密封閥控式 10-表示2h率額定容量10AH,11、鉛酸蓄電池的使用,（1）蓄電池的安裝 蓄電池一般采用串聯(lián)方式使用（蓄電池串聯(lián)電池容量不變，電壓迭加），即一只蓄電池的正極與另一只蓄電池的負極相連，將所有蓄電池串聯(lián)在一起，最后余下正負接線端子與電動車對應(yīng)接線相連，電動車的電機、控制器、儀表等是蓄電池的用電負載。電動車一般都有電池盒，電池盒一般由低槽、上蓋、蓄電池接觸點及充電插座、鎖等組成。低槽與上蓋扣緊，并用自攻螺絲或螺栓緊固。電池盒是按電池的規(guī)格型號及單體電池數(shù)量進行設(shè)計的，在整車設(shè)計時應(yīng)考慮其良好的散熱性能和通風(fēng)性能。,（2）蓄電池的充電 “蓄電池不是用壞的而是充壞的”，這一說法絕非危言聳聽，蓄電池充電性能好壞對蓄電池的使用壽命和使用性能起著舉足輕重的作用。充電過程，是放電電化學(xué)反應(yīng)的逆反應(yīng)過程，如果充電時電化學(xué)反應(yīng)過程在較理想的狀態(tài)下進行，這個過程應(yīng)該是互為可逆反應(yīng)，即充入的電量與放出的電量應(yīng)基本相等。 若充電參數(shù)不匹配或充電器類型不準確，充電電壓高、電流大或者充電時間長，就會導(dǎo)致蓄電池的失水率加大，對于免維護電池，嚴重的析氣會損害蓄電池，造成蓄電池的早期失效；a、大量氣體的產(chǎn)生對極板活性物質(zhì)有沖刷作用，使活性物質(zhì)容易松軟和脫落。b、在較高的極化電壓下，正極板的板柵會產(chǎn)生嚴重腐蝕，并使板柵變形，脆裂，失去骨架和導(dǎo)電作用，使電池的壽命縮短。,長期充電不足，未反應(yīng)的活性物質(zhì)會產(chǎn)生不可逆的粗大pbso4晶粒（即不可逆硫酸鹽化）使蓄電池容量下降，內(nèi)阻加大，充電難度加大，造成蓄電池早期損壞因此，蓄電池要盡量保持充足電，防止不可逆硫酸鹽化。 實際使用中應(yīng)根據(jù)實際情況而定，參考平時運行頻率、里程情況、蓄電池廠提供的說明，以及配套的充電器性能等參數(shù)制定充電頻次。按絕大多數(shù)用戶的情況，蓄電池以放電深度為50-70時充一次電最佳，這樣可使蓄電池壽命達到最佳效果。實際使用時可折算成騎行里程，在需要時沖一次電。特別是充電多數(shù)在夜間進行，時間一般在610小時，平均8小時左右，,若是淺放電，其充電很快就會達到末期，若此時不及時切斷充電器電源，會產(chǎn)生過充電，這時充電效率變低，析氣副反應(yīng)加大，加上頻繁充電，失水增大甚至電池內(nèi)部干涸，內(nèi)阻加大，就會使蓄電池壽命因充電受到較大影響。 蓄電池在高溫季節(jié)運動，主要存在過充電的問題。蓄電池溫度增高時，各活性物質(zhì)的活度增加，正極析氧電位下降，負極析氧電位也下降，因此，充電時電池接受能力增大，充電反應(yīng)速度快，充電電流大，充電時電池需要的充足電的電壓較低。為防止過高的充電電壓，應(yīng)盡量降低蓄電池溫度，保證良好散熱，防止在烈日暴曬后即充電，并應(yīng)遠離熱源。,蓄電池在低溫情況下，各活性物質(zhì)活度降低，正極板在-20時充電接受電流僅為常溫的70，而負極充電受膨脹劑的影響，低溫充電接受能力更低，-20 的充電接受電流僅為常溫的40。因此，低溫條件下充電主要存在充電接受能力差、充電不足的問題，要求提高充電電壓和延長充電時間。特別是充電時應(yīng)放在溫暖的環(huán)境中，有利于保證充足電，防止不可逆硫酸鹽的產(chǎn)生，延長蓄電池的使用壽命。 電池的存儲和使用期間，可定期進行活性充電，即所謂的均衡充電，這對防止蓄電池不可逆硫酸鹽化非常有利，對蓄電池的使用壽命很有好處。,（二）充電器 充電器的構(gòu)成 電池充電方式 充電器的使用,220V交流輸入,電動車充電器的構(gòu)成,整流濾波,開關(guān)管,開關(guān) 變壓器,高頻 整流 濾波,充電控制,充電指示,電源部分,直流輸出,充電控制部分,電源部分,模擬電源,鐵芯變壓器,電源部分,開關(guān)電源,平均電壓,平均電壓,充電控制部分,充電模式: 恒壓式 恒流 恒壓 降壓浮充 脈沖式,恒流 恒壓 降壓浮充充電曲線,電流,電壓,時間,時間,58.8V,42V,第一階段,恒流階段,B,起始充電電壓點,電池欠壓值,A,最高充電電壓點,單塊電池14.7V,48V電池=14.7V X 4=58.8V,C,D,恒定電流充電,充電電流=0.15C 電池容量,48V12Ah電池=12 X 0.15 =1.8A,1.8A,E,第二階段,F,轉(zhuǎn)燈電流點,恒壓階段,經(jīng)驗值 12Ah電池0.4A,0.4A,G,降壓浮充點,單塊電池13.7V,48V電池 13.7V X 4=54.8V,54.8V,第三階段,降壓浮充階段,時間 8 10 小時,充電指示燈 紅 色,充電指示燈 綠 色,電池失水造成熱失控,1.2A,定時3小時,圖 1,圖 2,強制轉(zhuǎn)入浮充階段,SP120型充電器原理圖,開關(guān)管,電源芯片,光耦,高頻變壓器,運放,定時芯片,220V,取樣電阻,橋式整流,濾波器,高頻變壓器,光耦,輸出二極管,輸出高頻電容,輸出保險絲,0.1歐取樣電阻,開關(guān)管,輸入濾波電容,輸入保險絲,SP120充電器,輸出隔離二極管,KA3842電源芯片,LM324運放,4060定時芯片,TL431,SP120充電器,電動車充電器的使用,使用方法: 使用時，務(wù)必請你插上連接電池盒的插頭，后插上交流電源插頭 正常充電時，充電指示燈顯示為紅色，電池充滿后，充電指示燈顯示為綠色 電池充滿后（充電指示燈為綠色時），如要停止充電，可先拔下交流電源插頭，后拔下電池盒插頭。,（三）電機,3、電機結(jié)構(gòu) 1）有刷電機（無齒） 定子。定子是由：、支架、磁鋼、碳刷、紅、黑兩根引線組成。 轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子是由：機殼（鋁圈）、硅鋼片、漆包線、換相器、左右漆蓋組成。,2）無刷無齒電機 定子。定子是由：軸、硅鋼片、漆包線、霍爾、黃、綠蘭三根粗線、黑、紅、黃、綠、蘭五根細線組成。 轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子是由：機殼（鋁圈）、磁鋼組成。,1、工作原理：普通直流有刷電機的電樞在轉(zhuǎn)子上，而定子產(chǎn)生固定不動的磁場，為了使直流電機旋轉(zhuǎn)，需要通過轉(zhuǎn)向器和電刷不斷的改變中樞組中電流的方向，使兩個磁場的方向始終保持互相垂直，從而產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動電機不斷旋轉(zhuǎn)。有刷電機引線有兩根。 無刷直流電機為了去掉電刷，將電樞放在定子上，而轉(zhuǎn)子作為永磁體，這樣的結(jié)構(gòu)正好與普通直流電機相反，然而，即使這樣改變還不夠，因為定子上的電樞通入直流電以后，只能產(chǎn)生不變的磁場，電機依然轉(zhuǎn)不起來。,為了使電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來，必須使定子電樞各相繞組不斷的換相通電。這樣才能使定子磁場隨著轉(zhuǎn)子的位置在不斷的變化，使定子磁場與轉(zhuǎn)子永磁磁場始終保持90左右的空間角，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。實際的方式為直流電源通過開關(guān)電路向電機定子繞組供電，三個位置傳感器隨著檢測到轉(zhuǎn)子所處的位置，并根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置信號來控制六個開關(guān)管的導(dǎo)通和截止，從而自動地控制了哪個繞組通電及通電方向，從而實現(xiàn)了電子換向。 無刷電機的引線共8根，三根繞組相線（粗）A黃、B蘭、C綠，5根霍爾元件引線（細）、電源（紅）、地線（黑）、黃（SA）、蘭（SB）、綠（SC）。,只有8根線都接對了，電機才正常運轉(zhuǎn)，若電機反轉(zhuǎn)有兩種辦法解決（1）把后輪反裝；（2）電機的粗線A、B互換插，霍爾信號細線SA、SC互換插。,（四）控制器 控制器的命名、特點 控制器的主要功能是控制電機旋轉(zhuǎn)速度，并對整車的電氣系統(tǒng)進行有效的保護。根據(jù)所要驅(qū)動的電機的形式、參數(shù)的不同，要選擇的控制器參數(shù)也不同。國標對電動車用控制起的命名標準如下： 1、控制器的命名 控制器型號由下列部分構(gòu)成 W Z K A KA Z （廠家） 第一部分代表控制器電機種類，W代表無刷電機，無W的是有刷電機。 第二部分是ZK代表直流電機控制器 第三部分A代表控制器公司控制器不同的產(chǎn)品種類,第四部分代表產(chǎn)品參數(shù)，前兩位是額定工作電壓，后兩位是最大工作電流（即限流值）。 第五部分KA代表廠家控制器不同型號的功能 第六部分Z代表36V、48V轉(zhuǎn)換功能，D代表倒車功能。如：KAZ/KAD/GAD等 第七部分代表廠家 說明：KA其中：A型只有KD電動；KA型有電動、助力；KD型有電動、助力、按鈕定速；E型有電動、助力、按鈕定速、面板顯示；G型有電動、助力、自動定速、面板顯示、自檢；GA型有電動、助力、自動定速；GX型有電動、助力、定速選擇。,產(chǎn)品名稱代號 ZK：有刷電機用普通型驅(qū)動控制器 ZKC：有刷電機用智能型驅(qū)動控制器 WZK：無刷電機用普通型驅(qū)動控制器 WZKC：無刷電機用智能型驅(qū)動控制器,命名舉例 ZK3615A：普通有刷控制器，額定電壓36V，額定電流15A，廠家A類產(chǎn)品。 ZK3615C：普通有刷控制器，額定電壓36V，額定電流15A，廠家C類產(chǎn)品。 ZKC2415KA：智能有刷控制器，額定電壓24V，額定電流15A，廠家KA類產(chǎn)品。 WZK3615C：普通無刷控制器，額定電壓36V，額定電流15A，廠家C類產(chǎn)品。 WZKC3615E：智能無刷控制器，額定電壓36V，額定電流15A，廠家E類產(chǎn)品。,A 48 35 B5 P3 X3 Y2 ZBDW3 比德文公司編號 1：1助力 霍爾信號 轉(zhuǎn)速表 自動巡航可選 三檔功能 防盜 適用電機功率 電壓 120,控制器的特點功能 現(xiàn)在用的控制器有欠壓保護、限流保護、現(xiàn)故障自檢/顯示、剎車斷電保護、缺相保護、電動助力定速等功能。 欠壓保護電路在電池電壓降低到控制器設(shè)定值以下時，停止PWM芯片信號輸出，以保護電池不至于在低電壓情況下放電。 限流保護（或過流保護）電路是對控制器輸出的最大電流進行限制，以保護電池、控制器、電機等不會出現(xiàn)允許范圍以上的電流。,（五）調(diào)速轉(zhuǎn)把,調(diào)速轉(zhuǎn)把是用線型霍爾元件來實現(xiàn)的，電動車中大量使用霍爾元件作傳感器，為此首先介紹： 霍爾元件是一種磁敏感器，首先分開關(guān)型霍爾