電動(dòng)自行車(chē)的總體設(shè)計(jì)
電動(dòng)車(chē)商情 電動(dòng)車(chē)商情網(wǎng) 俠名 電動(dòng)車(chē)維修 2004-7-10
| 電動(dòng)自行車(chē)的總體設(shè)計(jì) 電動(dòng)自行車(chē)的總體設(shè)計(jì)主要應(yīng)滿(mǎn)足以下五個(gè)方面： 1、電動(dòng)車(chē)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(dòng)車(chē)應(yīng)符合：動(dòng)力性、加速性、經(jīng)濟(jì)性、安全性。 3、電動(dòng)自行車(chē)應(yīng)滿(mǎn)足用戶(hù)的要求和習(xí)慣。 4、電動(dòng)自行車(chē)應(yīng)符合以下國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 （1）GB3565-93自行車(chē)安全要求； （2）GB/T3566-93自行車(chē)裝配要求； （3）QB2302-97電動(dòng)自行車(chē)安全通用技術(shù)條件； （4）GB1714-93自行車(chē)命名和型號(hào)編制方法； （5）QB1880-93自行車(chē)車(chē)架。 5、電動(dòng)自行車(chē)外形應(yīng)自行車(chē)化，防止輕摩化。 電動(dòng)自行車(chē)的組成部分 電動(dòng)自行車(chē)，由五個(gè)部分組成，電機(jī)、電池控制器、充電器、車(chē)體。對(duì)于電動(dòng)自行車(chē)的設(shè)計(jì)，應(yīng)從這五個(gè)部分來(lái)考慮。 1、電機(jī)的設(shè)計(jì) 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(wú)風(fēng)的情況下，選用610mm或660mm車(chē)體，載重70kg時(shí)，經(jīng)過(guò)測(cè)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(shí)，可按25V計(jì)算。 根據(jù)公式（1）計(jì)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(jì)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(jì)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(wú)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(dòng)自行車(chē)的首選電機(jī)。 無(wú)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(duì)元件的老化篩選要求比較嚴(yán)格。雖然，電機(jī)壽命長(zhǎng)，但電路容易出毛病。因此，選用無(wú)刷電機(jī)，要經(jīng)過(guò)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(dòng)方式上，可分為輪轂式，中置式，摩擦式。 輪轂式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形好，但電機(jī)軸受力大，對(duì)電機(jī)損害大。電動(dòng)自行車(chē)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(duì)電機(jī)損害較，電動(dòng)自行車(chē)應(yīng)優(yōu)選此種電機(jī)。 摩擦式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但對(duì)車(chē)輪外胎損壞較大，而且雨天打滑。電動(dòng)自行車(chē)不應(yīng)選用此種電機(jī)。 2、電池的設(shè)計(jì) 電池的各類(lèi)目前分為：鉛酸閥控免維護(hù)電池，鎳鎘電池，鎳氫電池。 對(duì)于一般中、低檔車(chē)，應(yīng)采用鉛酸閥控免維護(hù)電池。此種電池價(jià)格低。用戶(hù)容易接受。 對(duì)于一般高檔車(chē)，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(jì)：首先考慮電池的瓦時(shí)WH。 WH＝L×Y （3） WH——電池的瓦時(shí)。 L——電池充滿(mǎn)電后跑的最大路程。 Y——電動(dòng)自行車(chē)跑1公里所需瓦時(shí)。 用戶(hù)要求電動(dòng)自行車(chē)充一次電應(yīng)跑30公里以上。 通過(guò)試驗(yàn)，電動(dòng)自行車(chē)每跑一公里需8瓦時(shí)。 根據(jù)公式（3）計(jì)算 WH＝L×Y＝30公里×8瓦時(shí)公里＝240瓦時(shí)。 電池的容量AH： AH＝WH/V （4） AH——電池的容量 （安時(shí)） WH——電池的瓦時(shí) (瓦時(shí)） V——電池的電壓 （伏） 根據(jù)公式計(jì)算：電池選用24V。 AH＝WH/V＝240WH/24V＝10AH。 電動(dòng)車(chē)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(zhǎng)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(méi)問(wèn)題。 3、控制器的設(shè)計(jì) 控制應(yīng)具備下列功能： （1）無(wú)級(jí)調(diào)速，傳感器可采用霍耳元件或拉線(xiàn)電位器。 （2）剎車(chē)斷電，剎車(chē)時(shí)先斷電后剎車(chē)。 （3）5公里/時(shí)限速起動(dòng)。電動(dòng)自行車(chē)必須用腳蹬至?xí)r速5公里/時(shí)后，才能接通電機(jī)并無(wú)級(jí)調(diào)速。 （4）過(guò)載保護(hù)，當(dāng)電機(jī)的電流達(dá)到12A時(shí)，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(shí)，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(shí)，電動(dòng)自行車(chē)的速度(Tempo)應(yīng)不大于20公里/時(shí)。 （7）電路中應(yīng)有熔斷器（保險(xiǎn)管及管座），采用15A保險(xiǎn)管，當(dāng)電池短路時(shí)，立即切斷電源。 （8）控制器應(yīng)有鈕子開(kāi)關(guān)或鑰匙開(kāi)關(guān)，停車(chē)時(shí)應(yīng)切斷電源。 4、自行車(chē)的設(shè)計(jì) 電動(dòng)自行車(chē)與普通自行車(chē)相比，車(chē)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(chē)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下問(wèn)題。 （1）車(chē)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(chē)，應(yīng)選用女車(chē)車(chē)型。 （3）由于車(chē)重增加，為了整車(chē)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(chē)閘應(yīng)靈敏、可靠，可選用羅拉閘或抱閘。 （6）車(chē)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(jì) 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(jì)算： A＝C×AH （5） A——充電電流（安） C——倍率（倍） AH——電池容量（安時(shí)） 根據(jù)公式（5）計(jì)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(chēng)電壓（伏） 根據(jù)公式（6）計(jì)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(guò)橋式整流，即可對(duì)電池脈動(dòng)充電。為了保證電池充滿(mǎn)電后不過(guò)充，減少電池內(nèi)氫氣損失，可在充電回路中加一個(gè)50mA的放電回路。可實(shí)現(xiàn)每秒50周的脈動(dòng)充電，同時(shí)每秒50周的脈動(dòng)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(mǎn)，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(zhǎng)，故障小，是電動(dòng)自行車(chē)首選產(chǎn)品。 目前，開(kāi)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(dòng)自行車(chē)選用此產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)晶體元件老化篩選，確保產(chǎn)品質(zhì)量。（石忠東） |
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