電動(dòng)自行車的設(shè)計(jì)依據(jù)和重要技術(shù)參數(shù)釋疑
中國(guó)電動(dòng)車網(wǎng) 電動(dòng)車商情網(wǎng) 俠名 電動(dòng)車維修 2005-6-13
| 一、《電動(dòng)自行車通用技術(shù)條件》—GB17761—1999，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 整車主要技術(shù)性能：電動(dòng)自行車最高車速應(yīng)不大于20KM/h；電動(dòng)車的整車質(zhì)量（重量）應(yīng)不大于40kg；電動(dòng)車一次充電后的續(xù)行里程應(yīng)不小于25KM；電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)額定連續(xù)輸出功率應(yīng)不大于240W；電動(dòng)車蓄電池應(yīng)有良好的密封性。在正常安裝位置條件下，充放電時(shí)不應(yīng)有滲漏現(xiàn)象；蓄電池標(biāo)準(zhǔn)電壓應(yīng)不大于48V。 試驗(yàn)條件：騎行者質(zhì)量（重量）：75Kg，不足75kg者應(yīng)加配重至75kg； 試驗(yàn)路面：平坦的瀝青或混凝土路面。 二、電動(dòng)自行車用密封鉛酸電池的主要技術(shù)要求電動(dòng)自行車用密封鉛酸蓄電池的技術(shù)要求，是依據(jù)《電動(dòng)自行車通用技術(shù)條件》指定的。 1.電動(dòng)自行車電池的容量 目前電動(dòng)自行車的電機(jī)為36V180W。電池容量規(guī)定為10Ah（安時(shí)），2HR（時(shí)率）。即用5A放電可達(dá)2小時(shí)。 含義是：電動(dòng)自行車5A放電，可使用2小時(shí)，行車速度(Tempo)20km，可行駛40km，當(dāng)電池容量下降到70%時(shí)，即放電時(shí)間為1.4小時(shí)，行駛里程尚有28KM。符合電池充一次電行駛里程大于25km的要求。 當(dāng)行車時(shí)工作電流大于5A時(shí)，行駛不到40KM；少于5A時(shí)，可超過40KM。 2.根據(jù)對(duì)蓄電池容量和壽命的技術(shù)條件可描述為：電動(dòng)自行車，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，平均工作電流不應(yīng)大于5A。新電池時(shí)，可行駛40KM，蓄電池壽命終止時(shí)尚可行駛28KM。電動(dòng)自行車行駛里程從40KM降到28KM的時(shí)間應(yīng)在一年以上。 三、電動(dòng)自行車的市場(chǎng)(Rialto)現(xiàn)狀 電動(dòng)自行車屬高新技術(shù)產(chǎn)品，主要指的是稀土高導(dǎo)磁率的無刷電機(jī)和能用2小時(shí)率大電流工作的密封蓄電池。目前良好的電動(dòng)自行車，平均工作電流在4-4.5A，最佳的可達(dá)3.8-4A。不但行駛里程在50KM左右，電池的使用壽命都在一年以上。如果電動(dòng)自行車的平均工作電流在6-7A，不但行駛里程只有30幾公里，電池壽命也難保一年。 四、正確使用電動(dòng)自行車電池 目前電動(dòng)自行車使用的密封鉛酸蓄電池（6-DZM-10），已成定型產(chǎn)品。這是唯一商品化的品種。其他如鋰離子電池、鎳氫電池、鉛布電池，在技術(shù)上都沒有達(dá)到商品化的水平，僅僅處在試制試用階段，其工藝上的難關(guān)，是不易攻克的。 五、電動(dòng)自行車重要技術(shù)參數(shù)釋疑 “續(xù)行里程”標(biāo)稱：電動(dòng)自行車?yán)m(xù)行里程是這樣定義的：“新電池時(shí)充滿電，騎行者重量配置至75公斤在平坦的二級(jí)公路上（無強(qiáng)風(fēng)條件下）騎行，騎至電池電壓小于10.5V/節(jié)予以斷電，在以上條件下，得到的騎行里程被稱為電動(dòng)自行車的續(xù)行里程”。 一般配用36伏12安·時(shí)優(yōu)質(zhì)電池的各名牌電動(dòng)車的續(xù)行里程大約都標(biāo)稱為40-50公里，而有個(gè)別廠家的標(biāo)稱會(huì)上升至60-70公里，這有虛假宣傳的嫌疑。因?yàn)檫_(dá)到這種標(biāo)稱值表示其電機(jī)的效率要比名牌廠采用電機(jī)的效率提高了近40%。若某名牌廠生產(chǎn)的電機(jī)在上面描述的工作狀態(tài)時(shí)的效率為75%，則標(biāo)稱60-70公里的廠家的電機(jī)效率已達(dá)到了100%以上，這顯然是不可能的，這一點(diǎn)特別提醒廣大消費(fèi)者注意。 在實(shí)際使用過程中，充足電到底能行駛多少公里？這與許多因素有關(guān)，與廠家有關(guān)的因素主要是電機(jī)的效率特性、蓄電池的容量和壽命特性，與其它客觀情況有關(guān)的因素為：騎行者的體重、經(jīng)常騎行的路面情況、是否需要經(jīng)常使用剎車、騎車人的騎行習(xí)慣如何等等。需要提醒消費(fèi)者注意的另一個(gè)問題是：電池容量是會(huì)隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)逐步變小的，充足電可以行駛的距離也會(huì)隨之減少，當(dāng)舊電池的最大行駛距離不能滿足一天的交通需要時(shí)，就可以考慮將蓄電池送去維護(hù)或更換新電池。 電機(jī)最大輸出功率和最大輸出扭矩：電機(jī)最大輸出功率是衡量電動(dòng)車輸出扭矩能力的關(guān)鍵指標(biāo)，一般各個(gè)電動(dòng)車廠都會(huì)根據(jù)自身的技術(shù)水平設(shè)置一個(gè)最大工作電流，當(dāng)外在負(fù)載較大時(shí)，電動(dòng)車的工作電流達(dá)到最大值，輸入功率也就達(dá)到最大值，例如，某電動(dòng)車最大工作電流設(shè)置為12A，工作電壓為36V，則其最大的輸入功率就達(dá)到432W。再例如，某電動(dòng)車的最大電流限制為15A，電壓也為36V，則最大輸入功率達(dá)到540W；顯然，有些電機(jī)在大電流狀態(tài)下可以保持高效率，而有些電機(jī)在大電流狀態(tài)下效率嚴(yán)重下降。 電機(jī)在540W輸入功率時(shí)效率仍可高達(dá)75%�？梢暂敵�540×0.75=405W，最大輸出扭矩達(dá)到25N.m，而大多數(shù)電動(dòng)車電機(jī)在430W輸入時(shí)效率已降至55%左右，最大輸出功率為430×0.55=236W，最大輸出扭矩僅為14N.m，顯而易見，一輛最大扭矩為25N.m的電動(dòng)車與一輛最大扭矩為14N.m的電動(dòng)車在爬坡能力，允許載重能力以及抵抗風(fēng)阻的能力等諸多方面都會(huì)有很大的差別，騎行的感覺是完全不同的。消費(fèi)者在購(gòu)車時(shí)若需對(duì)車輛的最大輸出扭矩進(jìn)行試驗(yàn)，最簡(jiǎn)單的方法是"負(fù)重爬坡"。 電機(jī)額定輸出功率和輸出功率范圍：電機(jī)額定功率是一個(gè)電機(jī)進(jìn)行型式試驗(yàn)時(shí)的重要參數(shù)，它表示當(dāng)電機(jī)工作在這個(gè)功率點(diǎn)時(shí)，該電機(jī)可以連續(xù)地可靠地運(yùn)行，表明了電機(jī)設(shè)計(jì)的熱平衡點(diǎn)。一般電動(dòng)車電機(jī)的額定功率點(diǎn)可以是150W，180W或200W以上，額定點(diǎn)越高表示電機(jī)的熱性能越好，成本也越高。 由于電動(dòng)車是不可能工作在空載狀態(tài)下的，一個(gè)正常的騎車人重量一般會(huì)達(dá)到30公斤以上，再考慮正常風(fēng)阻等因素，電動(dòng)車的最小工作點(diǎn)（輸出功率）大約為80W，最大輸出功率則取決于電機(jī)的設(shè)計(jì)方案。目前市售較好的電動(dòng)車的最大輸出功率一般可以達(dá)到200W以上，個(gè)別較差的電機(jī)不足200W，輸出功率范圍越大，騎行性能則越好。 電動(dòng)車效率和效率區(qū)間：電動(dòng)車效率是電動(dòng)輪轂效率、控制系統(tǒng)效率和機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)損耗的綜合體現(xiàn)，但主要是取決于電動(dòng)輪轂（電機(jī)）的效率，它可以反映在相同的電池，相同的騎行負(fù)載條件下騎行里程的長(zhǎng)短，效率高則騎行里程長(zhǎng)，效率低則反之，對(duì)于使用者而言，選購(gòu)較高效率的電動(dòng)車無疑是正確的。但是，電動(dòng)車的效率也需要有一個(gè)區(qū)間，因?yàn)殡姍C(jī)效率在不同的扭矩下是不同的，表示為一種馬鞍型曲線形式，有些電動(dòng)車電機(jī)在小功率時(shí)效率較高，一旦輸出扭矩增加，效率值則急劇下降，這種車往往表現(xiàn)為平坦路面速度(Tempo)很快，一旦上坡速度(Tempo)就急劇下降，耗電水平也會(huì)隨之大幅度增加。 用效率區(qū)間的概念來代替單純的額定效率的概念是電動(dòng)自行車的一個(gè)重要特色，因?yàn)檐囕v負(fù)載是一個(gè)變化很大的負(fù)載，其工作點(diǎn)會(huì)隨著車輛負(fù)重狀態(tài)、路面坡度、行駛風(fēng)阻的不同而發(fā)生很大的變化，追求某一個(gè)工作點(diǎn)的高效率而忽略整個(gè)工作區(qū)域的效率特性是毫無意義的。 電動(dòng)車將效率值大于70%以上的區(qū)域稱為電動(dòng)車效率區(qū)間，一般為100-400W，也就是說這種電機(jī)可以在100W-400W的范圍內(nèi)均可保持70%以上的效率狀態(tài)，最高效率達(dá)到80%以上，常用工作點(diǎn)（如130W）和最大工作點(diǎn)（400W）的效率應(yīng)達(dá)到75%以上。市場(chǎng)(Rialto)上有些性能較差的電機(jī)可能其最大效率點(diǎn)的效率也可達(dá)到80%以上，但效率區(qū)間卻十分狹窄，一般為80W-180W，體重稍重的人騎這種電動(dòng)車會(huì)十分費(fèi)電，電池也很容易損壞。用戶可以用變換負(fù)載的方法來鑒別效率區(qū)間是否狹窄，當(dāng)輕載時(shí)車速較快而重載時(shí)（負(fù)重或爬陡坡）車速迅速下降的電動(dòng)車就屬此例。 蓄電池容量和壽命：容量和壽命是衡量蓄電池的主要指標(biāo)，容量一般用安·時(shí)來表示，表明是蓄電池儲(chǔ)備能量的能力。例如一個(gè)標(biāo)稱為12安·時(shí)的新的電動(dòng)車專用蓄電池組按最近制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，則必須達(dá)到以6安培放電，放至終止電壓31.5V的時(shí)間應(yīng)不低于2小時(shí)的水平。將這種電池用于電動(dòng)車，載重75公斤，在平坦路面騎行，工作電流約為4安培，放電時(shí)間應(yīng)大于3個(gè)小時(shí)，時(shí)速為20公里，那么它的理論續(xù)行里程將達(dá)到50公里，若考慮途中剎車、起動(dòng)等費(fèi)電的因素，采用這種電池的電動(dòng)車標(biāo)稱續(xù)行里程40-50里程是合適的。 影響蓄電池壽命的因素：影響蓄電池壽命的因素可分成三個(gè)方面。首先是蓄電池本身的性能和質(zhì)量，其次是電動(dòng)車中與之配合的因素，第三是使用者的使用情況。我們將重點(diǎn)對(duì)第二個(gè)因素展開討論。 影響蓄電池使用壽命的最主要因素有兩個(gè)，一個(gè)是電機(jī)的效率狀態(tài)，其次是充電器的設(shè)計(jì)。如果電機(jī)效率范圍較窄，一方面耗電水平增加。另外，經(jīng)常工作在低效率區(qū)，電機(jī)內(nèi)部容易發(fā)熱，當(dāng)溫度過高時(shí)，磁性材料就會(huì)出現(xiàn)不可逆的退磁，久而久之，效率進(jìn)一步下降，從而進(jìn)入惡性循環(huán)，即使更換了電池也會(huì)無濟(jì)于事，另外導(dǎo)致電機(jī)降低效率的因素還有：電刷的過度磨損、平面換向器的磨損，減速系統(tǒng)的磨損，等等。 因此，應(yīng)到期更換磨損零件，這樣有助于用好電動(dòng)車。 |
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