电动车电器四大件原理与判定

1、 电 动 车 电器四大件 原理及判定电动车电器四大件原理与判定第1页电动车电器结构组成电机原理及判断维修控制器原理及失效模式电池反应机理及维护保养充电器工作原理与故障判定摘 要电动车电器四大件原理与判定第2页电动车电器结构组成电动车电器四大件原理与判定第3页一、电动车电器件: 1、电机 2、控制器 3、蓄电池 4、充电器 5、其它相关主要电器件有：转把、刹把、仪表、根本、转换器、闪光器、喇叭等电动车电器四大件原理与判定第4页二、四大件功效与作用 1、电机 ：是将电能转换为机械能，为电动车行驶提供动力保障； 2、控制器 ：是电动车控制系统关键部件，能够有效控制电池放电电流及电机运转速度； 3、蓄

2、电池：是能源载体，为电机驱动及整车系统提供能源； 4、充电器：将家用电转换为直流电，并控制其电流大小和电压高低为蓄电池提供贮备能源。电动车电器四大件原理与判定第5页电器知识控制器电机原理及判断维修电动车电器四大件原理与判定第6页一、电机分类 1、直流电动机 2、交流电动机 3、步进电动机 4、传感电动机二、直流电机分类 1、永磁式直流有刷电机 2、永磁式直流无刷电机 3、电磁式直流电机 4、直流直线电机电动车电器四大件原理与判定第7页电器知识电机三、电动车用电机 电动自行车使用电机普通是轮毂电机，详细又细分为：有刷无齿、有刷有齿、无刷无齿、无刷有齿。假如将电机、辐条、车圈做成一体，又称之为一体

3、化轮毂电机。电机辐条、车圈分开，受冲击时缓冲性能好于一体化，但其坚固程度不如一体化。电动车电器四大件原理与判定第8页 1、电动车用有刷电机： 内部有电刷（碳刷）和换向器，换向器学名也叫整流子。电动车电机换向器大多为平面状。有刷电机里碳刷顶在换向器表面。电机转动时，将电能经过换向器输送给线圈。因为其主要成份是碳，故又称为碳刷。 2、电动车用无刷电机： 是由控制器依据转子位置，为电机里面线圈提供不一样方向电流，到达电流方向交替改变目标。无刷电机，分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机。当前电动车普遍采取有位置传感器无刷电机。电动车电器四大件原理与判定第9页 四、无刷直流电机结构及原理电动车

4、电器四大件原理与判定第10页 1、定子线 包矽钢片定子支架轴电动车电器四大件原理与判定第11页 2、转子磁钢轮毂电动车电器四大件原理与判定第12页 3、位置传感器 大部采取霍尔器件。位置传感器和定子绕组是固定不转，转子是永久磁铁，经过转动给位置传感器（霍尔器件）产生脉冲信号。 位置传感器电动车电器四大件原理与判定第13页 4、霍尔工作原理 当将一块通电半导体薄片垂直置于磁场中时，薄片两侧由此会产生电位差，此现象称为霍尔效应。 霍尔集成电路是霍尔元件与电子线路一体化产品，他是由霍尔元件、放大器、温度赔偿电路和稳压电路利用集成电路工艺技术制成。他能感知一切与磁相关物理量，又能输出相关电控信息，所以

5、霍尔集成电路即是一个集成电路，又是一个磁敏传感器，他普通采取DIP或扁平封装。电动车电器四大件原理与判定第14页 霍尔集成电路含有没有触点、无磨损、无火花、低功耗、寿命长、灵敏度高、工作频率高等特点，他能在各种恶劣环境下可靠稳定地工作。 注意：电机霍尔是有别于转把霍尔，二者不能交换。 电动车电器四大件原理与判定第15页 5、电机工作原理电动车电器四大件原理与判定第16页 共有6种电流流动方向 于是电机就能换向，并运行。 电动车电器四大件原理与判定第17页五、电机参数介绍 1、电机空载转速： 未加负载时转速 光电式转速表测量 测功机测量 影响转速原因：电池电压、调速把、限速插头、控制器、电机本体

6、。电机本体： 磁钢退磁 转速上升 机械摩擦 转速下降电动车电器四大件原理与判定第18页2、电机空载电流： 未加负载时电机运转电流 在控制器正极串入电流表测量 测功机测量（误差偏大） 影响转速原因：电池电压、调速把、限速插头、控制器、刹车系统、电机本体。电机本体： 磁钢退磁 空载电流增大 机械摩擦 空载电流增大 电机型号不对 转速高电流大、转速低电流小 提醒：同转速新旧电机，电流在0.2A内为正常电动车电器四大件原理与判定第19页五、电机常见故障 1、霍尔损坏 2、霍尔之间短路 3、电机异响 4、进水 5、线包烧毁 6、线包之间短路 7、线包对壳体短路电动车电器四大件原理与判定第20页霍尔损坏

7、霍尔常识性介绍 判断霍尔损坏（工具法和万用表法） 霍尔更换（电路板和直接焊接） 更换注意事项： 正负极不要接错 管脚不要短路 黄绿蓝次序不能错 更换后检测 电动车电器四大件原理与判定第21页电动车电器四大件原理与判定第22页霍尔检测 用万用表20V直流电压档，并将红表笔接+5V线，黑表笔分别测三个引线高低电压。伴随电机转动，三个霍尔应依次出现高低电压一个转变，则为正常。 霍尔短路常见与轴出线端，出现破皮情况后造成霍尔短路情况。用万用表二极管电阻档，将红黑表笔分别测量三个引线两两测试，电阻出现异常则短路。 高电压=红线电压 低电压=黑线电压电动车电器四大件原理与判定第23页电机异响 拆开电机后，

8、做以下检测： 检验轴承：用手转动轴承 检验磁钢上是否有异物 检验定子上是否有异物电机进水后处理 拆卸电机 检验霍尔是否正常 检验轴承是否正常 定子表面除锈处理，上油 干燥：自然晾干、吹风机烘干（注意霍尔不能够长时间直吹）电动车电器四大件原理与判定第24页相位角检测 接通控制器电源，由控制器给霍尔元件供电。用万用表20V直流电压档，将红表笔接+5V线，黑表笔分别测三个引线高低电压，有三高和三低为60度，反之则为120度。缺相问题 缺相分为主项位缺相和霍尔缺相。表现为电机抖动不能工作，或转动无力且噪音大。电机在缺相状态下工作是很轻易烧毁。 霍尔坏了会缺相 相线、霍尔线接触不好会缺相 控制器坏了也会

9、缺相电动车电器四大件原理与判定第25页控制器原理及失效模式电动车电器四大件原理与判定第26页一、控制器作用及分类 1、控制器是电动车大脑。是用来控制电机开启、运行、进退、速度、停顿以及其它电子器件关键控制部件电力控制拖动电动车电器四大件原理与判定第27页2、控制器分类按相位角度不一样可分为60度和120度两种，当前有一个新型控制器可兼容60度和120度相位角。按电压不一样可分为，36V、48V、64V控制器等（当前生产常规产品）按电机不一样可分为有刷控制器，无刷控制器，有齿电机专用控制器（高速型）电动车电器四大件原理与判定第28页二、控制器结构原理单片机主电源滤波电容 场效应管 开关电源 电动

10、车电器四大件原理与判定第29页电动车电器四大件原理与判定第30页1、单片机 当前市场主流控制器使用单片机大致有以下几个：MICROCHIP（美国微芯）企业系列、CYPRESS企业系列、NEC企业系列、PHILIPS企业系列、ATMEL 企业系列。 控制器运行环境比较复杂，所受干扰严重。为了确保这个系统正常运转，单片机必须要克服干扰问题电动车电器四大件原理与判定第31页2、主滤波电容 控制器运行过程中温度100度。 控制器脉宽调制技术所用调制频率 15KHZ 综合起来对主电源滤波电容要求就是高温高频电动车电器四大件原理与判定第32页3、场效应管 简称MOS管，当前电动车控制器用较经典规格型号有：

11、1010E、P75NF08A、T430、K3435B 、P75NF75 等等。 场效应管选取直接决定了控制器发烧问题。普通来讲，P75NF75性能参数最适合控制器应用 。 P75NF75 全球有多个生产基地。比如中国、韩国、摩洛哥、新加坡等。而性能最好是摩洛哥管。价格也最贵，其优点是开启电压低 ，导通压降小，导通等效电阻小，峰值电流高，耐压高。电动车电器四大件原理与判定第33页4、电源设计 电源部分主要是指将电池电源变换成能供单片机、调速转把和电机霍尔等应用5V电源。 对于控制器内部电源，为了预防控制器内部或外部短路对电源损坏，同时也是出于对电源本身保护，能够把电源设计成独立供电方式，这么既能

12、够预防局部电路（转把，闸把、电机传感器等）发生短路而烧坏控制器，又能够预防电源电压异常升高而击穿外部器件。采取开关电源能够降低发烧元件，是比很好选择。电动车电器四大件原理与判定第34页5、控制器最基本功效完成调速、限流、欠压保护和刹车断电四项控制功效。6、其它附加功效 巡航模式：含有自动巡航和手动巡航两种功效，8秒进入巡航，稳定行驶速度，无须手柄控制 刹车：柔性EABS，低电平/高电平；引入了汽车级EABS防抱死技术，到达了EABS刹车静音、柔和效果，完全不损伤电机，处理了现有EABS利用反向磁场控制带来噪音和对电机冲击损伤，实现了和普通刹车一样刹车舒适性，降低刹车噪音，降低机械制动力和机械刹

13、车压力，大大增加了整车制动安全性。 防飞车功效：处理了无刷控制器因为转把或线路故障引发飞车现象，提升了系统安全性 电动车电器四大件原理与判定第35页 1+1助力功效（额定功率350W）：控制器依据骑车者脚踏力大小(速度快慢)，给出对应百分比电机动力，实现了在骑行中辅以动力，让骑行者感觉更轻松 电机锁功效：用户在关掉电门锁情况下，控制器将电机自动锁死，控制器几乎没有电力消耗，对电机没有特殊要求 堵转保护功效：自动判断电机在过流时是处于完全堵转状态还是在运行状态，如过流时是处于运行状态，控制器将限流值设定在固定值，以保持整车驱动能力；如电机处于纯堵转状态，则控制器秒后将关闭电机驱动 反充电功效：刹

14、车、减速或下坡滑行时将EABS产生能量反馈给电池，起到反充电效果，当前我企业已取消该功效 另外还有系统自检功效、语音报警提醒功效等电动车电器四大件原理与判定第36页三、控制器失效形式及原因分析 1、控制器失效从表现形式来看，普通有以下几个： 功率器件损坏； 控制器内部供电电源损坏； 控制器工作时断时续； 连接线磨损及接插件接触不良或脱落引发控制信号丢失。 电动车电器四大件原理与判定第37页2、原因分析 功率器件损坏，普通有以下几个可能：电机损坏引发、功率器件本身质量差或选取等级不够引发、器件安装或振动松动引发、电机过载引发、功率器件驱动电路损坏或参数设计不合理引发。 控制器内部电源损坏，普通有

15、以下几个可能：控制器内部电路短路、外围控制部件短路、外部引线短路。 控制器工作起来时断进续，普通有以下几个可能：器件本身在高温或低温环境下参数漂移，控制器总体设计功耗大造成其一些器件局部温度过高，致使器件本身进入保护状态，接触不良。 连接线磨损及接插件接触不良或脱落，普通有以下几个可能：线材料选择不合理，对线材保护不完备，接插件选型不好，线束与接插件压接不牢。 电动车电器四大件原理与判定第38页电池反应机理及维护保养电动车电器四大件原理与判定第39页一、铅酸蓄电池原理1、蓄电池概念 化学电源就是化学能能直接转化为电能装置。蓄电池就是能把化学能和电能相互直接转化装置。蓄电池也叫二次电池。2、铅酸

16、蓄电池基本原理 铅酸蓄电池正极活性物质为PbO2，负极活性物质为多孔状（海绵状）Pb，蓄电池放电时，PbO2和Pb都生成PbSO4，消耗H2SO4，对外放出电量，把化学能转化成电能；蓄电池充电时，正极上PbSO4生成PbO2，负极上PbSO4生成海绵状Pb，同时生成H2SO4，从而把电能转化成化学能贮存起来。3、铅酸蓄电池组成部分 蓄电池主要由正极板、负极板、隔板、蓄电池槽、蓄电池盖、电解液（硫酸）、引出端子（线）、限压阀等组成。电动车电器四大件原理与判定第40页二、电动车用铅酸蓄电池型号和意义 我国铅酸蓄电池型号普通是以汉语拼音来表示和区分，并附带有各种数字，它表示电池单格数，用途，特征和电

17、池容量。比如：6-DZM-10型蓄电池，式中： 6表示串联单体蓄电池数，额定电压为12V； D表示电动型； Z表示助力型（或自行车型）； M表示密封阀控式； 10表示2h率额定容量10AH。电动车电器四大件原理与判定第41页三、电池充电1、正常充电 电动车运行过程也是电池放电过程。电动车运行停顿后，应及时对电池进行充电（正常以50%80%放电深度为宜）。以46-DZM-10/12型电池为例，正常充电方式以下： 第一阶段：恒流1.6A2.0A充电，电压逐步上升； 第二阶段：电压逐步上升到590.2 V；电流逐步下降到40030mA； 第三阶段：涓流浮充充电，浮充电压55.0V56.0 V。 注：

18、正常一次全充电在8小时左右；假如运行（放电）时间短，则整个充电过程也对应缩短。电动车电器四大件原理与判定第42页型 号初充电流（A）充电最高电压（V）转换电流（mA）浮充电压（V）36V10Ah1.62.044.40.24003041.042.048V10Ah1.62.0590.24003055.056.036V12Ah1.62.044.40.24003041.042.048V12Ah1.62.0590.24003055.056.036V14Ah2.22.544.40.25003041.042.048V14Ah2.22.5590.25003055.056.036V17Ah2.22.544.40

19、.25503041.042.048V17Ah2.22.5590.25503055.056.036V20Ah2.53.044.40.25503041.042.048V20Ah2.53.0590.25503055.056.0附：各型电池充电参数：电动车电器四大件原理与判定第43页四、电池维护保养及注意事项1、充电器匹配：随车使用充电器须有足够精度和稳压性能，劣质充电器轻则缩短电池寿命，重则损坏电池；2、适宜放电深度：正常以5080为宜。放电深度在30%以下充电，增加电池充电频次会加剧电池失水；放电深度在80%以上，会加速栅板腐蚀，活性物质软化、脱落。尤其是电量显示“欠压”指示后，应关断电源且充电后

20、再用，不然靠回升电压继续骑行会严重影响电池性能和使用寿命。3、经常及时充电: 电池亏电后存放，会产生不可逆硫酸盐化，造成电池容量下降，严重影响使用寿命，假如闲置时间越长，蓄电池损坏也越严重。电动车电器四大件原理与判定第44页4、电动车不骑行或对蓄电池充电时，应将电门锁处于断开状态，防止耗电和充电不转换。5、冬季电池容量随气温下降而下降，这是正常现象，以25为标准，普通-10容量为额定容量70%。冬天应尽可能在室温环境下充电，以确保蓄电池充分电。6、大电流放电对电池有一定损害，所以电动车刚起动、遇爬坡、上桥、逆风靡驶及超载时，应脚踩助力。7、在安装过程中不得强硬扳扭及长时间烫焊端子以免端子处爬酸

21、及造成端子腐蚀断裂。8、蓄电池连接线径应符合相关电器安装要求，且布线不得有交叉、重合和受挤压现象。9、电池组间（电池输出端）接插件应拧紧，涣散连接会引发电池打火，甚至产生爆炸现象；所以提议电池间连接采取接插件加焊锡双保险。电动车电器四大件原理与判定第45页10、电池需长时间放置时必须先充分电量，普通每两个月补充电一次，以免电池或胶体电池造成不可逆硫酸盐化。11、雨天骑行，应尽可能防止开关和接头淋湿，预防漏电，不骑时应及时关闭电源；所以整车厂对开关、接插件一定要绝缘。12、禁止蓄电池近火、浸水、过热、猛烈震动、碰撞和正负极直接短路；高温季节禁止电池在阳光下直接曝晒。13、蓄电池内电解液为强腐蚀性

22、酸液，切勿溅到皮肤或衣物上，如溅到皮肤、眼中，须马上用清水冲洗，严重时须送医院治疗。14、对于报废电池应及时并统一处理。电动车电器四大件原理与判定第46页五、电动车电池常见故障及其处理方法1、电池漏液检验与处理2、电池充不进电检验与处理 3、电池变形（鼓肚）检验与处理 4、电动自行车存放一段时间电池不存电检验和处理 5、充电器一充就烧检验与处理 6、新电池装车起动时，仪表显示电压降得快处理 7、落后电池检验电动车电器四大件原理与判定第47页六、电动助力车用蓄电池使用常识问答1、新购置电动车使用前是否要对蓄电池进行充电？2、电动车使用时是天天充电还是到欠电时再充电好？3、电动车长久不用时应对蓄电

23、池作哪些处理？4、气候、温度改变对电动车续行里程有没有影响？5、电动车续行里程短是不是都是蓄电池问题？6、电动车骑行时如电量不足还能继续骑行吗？电动车电器四大件原理与判定第48页充电器工作原理与故障判定电动车电器四大件原理与判定第49页一、充电器原理与结构1、当前电动车用充电器主要有 两段式充电器、三段式充电器和脉冲充电器，其中尤以三段式充电器最为普及。2、三段式充电器结构及其特点 较为理想充电器结构，其充电过程控制是和开关电源稳压、限流控制结合在一起。假如单靠设定一个最高电压和限制最大电流开关电源，这种简单方式即使也能对电池进行充电，如不人为对充电时间加以控制，则会因过充电造成电池内部电解液

24、将大量失水，严重捐害电池。电动车电器四大件原理与判定第50页 充电器是将充电过程和开关电源稳压与限流控制结合在一起。其原理是在充电电流回路中串入采样电阻（一个大功率小阻值电阻）。并有两个电压比较器接在采样电阻上，其中一个比较器检测充电器最大电流，用来控制充电电流，另一个比较器检测涓充转换电流，当充电电流下降到设定转换电流值时，比较器控制开关电源输出电压，使其降到浮充电压。而充电器便可长久接在电池上，进行涓流充电。电动车电器四大件原理与判定第51页最高充电电压点CDB第一阶段恒压式充电曲线电流电压时间时间AE起始充电电压点电池欠压值恒功率充电器SP120最大输出功率58.8V X 1.8A=10

25、6W 初充电时电流： 106W / 42V=2.5A恒定一个怎样功率？第二阶段起始充电电流点最大充电电流转灯电流点电动车电器四大件原理与判定第52页恒流 恒压 降压浮充充电曲线电流电压时间时间58.8V42V第一阶段B起始充电电压点电池欠压值A48V电池=14.7V X 4=58.8VCD48V12Ah电池=12 X 0.15 =1.8A1.8AE第二阶段F转灯电流点经验值 12Ah电池0.4A0.4AG48V电池13.7V X 4=54.8V54.8V第三阶段时间 8 10 小时充电指示灯 红 色充电指示灯 绿 色电池失水造成热失控1.2A定时3小时图 1图 2强制转入浮充阶段电动车电器四大

26、件原理与判定第53页桥式整流滤波器高频变压器光耦输出二极管输出高频电容输出保险丝0.1欧取样电阻开关管输入滤波电容输入保险丝SP120充电器输出隔离二极管电动车电器四大件原理与判定第54页KA3842电源芯片LM324运放4060定时芯片TL431SP120充电器电动车电器四大件原理与判定第55页桥式整流滤波器高频变压器光耦输出二极管输出高频电容输出保险丝0.1欧取样电阻开关管输入滤波电容输入保险丝SP200充电器电动车电器四大件原理与判定第56页SP200充电器KA3842电源芯片TL431LM324运放电动车电器四大件原理与判定第57页二、充电器参数 1、充电器基本参数通常按电池容量及其电

27、压值要求来设定，归为四大参数： 起充电压； 最高限压； 转态电流； 浮充电压。电动车电器四大件原理与判定第58页2、充电电压 总来说其电压误差应小于1%，过高充电电压，会使电池在充电时析气量大幅增加。长久使用另造成电池内部失水严重，影响电池使用寿命。浮充电压也按电池要求，普通12V电池选择在13.8V14V左右即可，按百分比48V电池应选在55.5V左右。3、充电电流 通常选定在0.10.3C范围，过大会影响电池寿命，过小也会影响充电时间，选择电流大会增加充电器成本，过小会延长充电时间。4、转态电流 选取要依据电池容量大小来确定，过大过小都不好。其值过大会影响电池充分电，过小易使电池发生不转绿现象，造成电池过充。因为元器件本身含有误差，故转态误差范围普通小于50mA。电动车电器四大件原