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第三节 电动自行车的组成与结构
一、电动自行车的基本组成
电动自行车由机械部件和电气部件等两部分组成。
电动自行车的基本组成如图1-8所示。
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图1-8 电动自行车的基本组成
二、电动自行车机械部件
1.车架
车架是电动自行车的主体,承受骑行者和车子的自重,因此车架的质量关系到整车的质量和安全性,必须保证有合理的结构和足够的刚度和强度。车架如图1-9所示。
2.前叉
前叉主要有两种形式:
(1)普通型。和自行车前叉结构一样。
(2)豪华型。带减振系统,主要在左右腿增加减振弹簧,减轻了骑行者的振动和冲击,提高骑行舒适性。前叉减振部件如图1-10所示。
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图1-9 车架
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图1-10 前叉减振部件
3.车把
车把用于操纵前轮进而控制电动自行车的行驶方向。另外,调速手柄、断电刹车、左右转向灯及开关都安装在车把上。车把如图1-11所示。
4.车圈与轮毂
电动自行车的车圈强度必须符合载重行驶的要求。车轮直径一般有10in、12in、14in等。
电动自行车的轮毂和电动机结合在一起,既美观,工作效率又高。轮毂有辐条式和一体化铝轮式两种。轮毂式电动机如图1-12所示。
三、电动自行车电气部件
电动自行车是在自行车的基础上加上电气“四大件”—电动机、控制器、蓄电池和充电器构成的。
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图1-11 车把
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图1-12 轮毂式电动机
电气四大件的相互关系如下:
(1)电动机是将蓄电池电能转换成机械能,驱动电动自行车车轮转动。电动机的效率高低受蓄电池蓄电量的影响。
(2)控制器与调速转把结合用来控制蓄电池的输出电压和电流,从而达到控制电动机转动的目的。控制器有欠电压保护功能,“欠电压保护点”的高低影响蓄电池的放电深度,即影响行驶里程,过低会造成过放电,损伤蓄电池。控制器还有过电流保护功能,主要对电动机进行保护,防止大电流损坏电动机。
(3)蓄电池通过充电器的充电将电能储存起来,最终通过电动机将电能输出,输出受控于控制器。
(4)充电器的作用是给蓄电池补充电能。
1.电动机
电动自行车的电动机是将蓄电池的电能转换成机械能,驱动车轮转动的部件。电动自行车一般使用直流电动机,目前大多采用无刷无齿电动机,如图1-13所示。
2.蓄电池
蓄电池通过控制器供给电动机电能,电动机把电能转换为机械动能,驱动电动自行车行驶。
蓄电池俗称电瓶,是一种储电装置,用于驱动电动机旋转并给电动自行车其他电气部件供电。蓄电池是决定电动自行车续行里程的关键部件之一。
电动自行车主要采用铅酸蓄电池,电压分为48V(4块12V蓄电池)、60V(5块12V蓄电池)、72V(6块12V蓄电池)和84V(7块12V蓄电池)蓄电池组。
因为铅酸蓄电池价格低廉,所以现在市场上的电动自行车大多配铅酸蓄电池,但是它有体积大、质量重、容量低、寿命短等缺点。目前,锂离子蓄电池和镍氢蓄电池克服了上述缺点,但价格是铅酸蓄电池的3倍以上,所以使用上受到一定限制。
12V蓄电池如图1-14所示。
3.控制器
控制器是电动自行车的大脑,全面检测各组件状态,根据骑行者的指令,准确控制电动机的启动、加速和减速。
电动自行车的控制器与转把结合控制电动机转速,是电动自行车电气系统的核心部件之一。控制器和电动机配套,分为有刷控制器和无刷控制器两种。有刷控制器电路简单,价格较低;无刷控制器电路复杂,价格较高。有刷控制器如图1-15所示。无刷控制器如图1-16所示。
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图1-13 无刷无齿电动机
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图1-14 12V蓄电池
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图1-15 有刷控制器
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图1-16 无刷控制器
4.充电器
充电器的主要作用是将交流220V交流电转换为蓄电池充电的直流电,给蓄电池补充电能。充电器与蓄电池组配套,常见充电器的规格型号有48V充电器、60V充电器、72V充电器和84V充电器。充电器如图1-17所示。
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图1-17 充电器