电动自行车的技术手册

电动自行车的技术手册第一章转刹把及国标：目前电动自行车中使用的调速转把大多是由霍尔元件实现的，霍尔元件分开关型霍尔及线性霍尔两种。开关型霍尔一般用于电子刹把、无刷电机内部位置传感器。线性霍尔一般用于转把,其输出电压是随磁场线性变化的，输出电压为1.0V-4.2V或4.8V。霍尔转把有三个引脚：绿或蓝（信号）、红（电源）、黄或黑（地线）与澳柯玛企业的控制器匹配时，转把的绿线或蓝、红线、黄或黑线分别接控制器九芯塑料插头黄线、红线、黑线。霍尔转把好坏的鉴定：用万用表20V档或200V档，将万用表红针指在控制器九芯插件的黄线上即转把的绿色或蓝信号线，黑针指在控制器九芯插件的黑线即转把的黄或黑线上，打开电源，转动转把，此时万用表上应显示1.0-4.2或4.8V电压变化，无此变化则转把坏（前提是控制器工作正常）。飞车：一般为转把黄、黑色地线断或绿、蓝色信号线与红色+5V线连在一起。假如转把三个引脚分别为绿线、红线、黑线，或黄线、红线、黑线，则绿线或黄线为信号线，红线为正5V电源线，黑线为地线。刹把刹把所用霍尔元件为开关型霍尔，当霍尔元件表面有磁场时元件输出低电压，无磁场时输出高电压，澳柯玛企业所用刹把为电子低电位，即刹车时信号输出为低电压。刹把有三个引脚：绿（信号）红（电源）黑（地线）与澳柯玛控制器匹配时，刹把的绿线、红线、黑线分别接控制器九芯塑料插接件的紫线、红线、黑线，转把与刹把的红线、黑线共用。刹把好坏的鉴定：用万用表20V档或200V档，将万用表红针指在控制器九芯插接件的紫线上即刹把的绿色信号线上，黑针指在控制器九芯插接件的黑线即刹把的黑线上。打开电源，此时万用表显示5V-6V电压，若为零则刹车常断电。握住刹把，万用表显示为零，若为5V-6V则刹车不停电。当刹车常断电时，整车有电，电机不转。国家有关电动车的原则有那些？最高车速：电动自行车最高车速应不不小于20km/h整车重量：电动自行车的整车重量应不不小于40kg脚踏行驶能力：电动自行车必须具有良好的脚踏行驶能力，30分钟的脚踏行驶距离应不不不小于7km续行里程：电动自行车一次充电后的续行里程应不不不小于25km最大骑行噪音：电动自行车以最高车速作电动匀速骑行的噪音应不不小于62分贝百公里电耗：电动自行车以电动骑行100km的电能消耗应不不小于1.2kwh电动机功率：电动自行车的电动机额定持续输出功率应不不小于240w制动距离：干态制动距离为4m，湿态制动距离为15m电动自行车的原则载重为75kg第二章电池第一节电池的内部构造目前电动车上使用的电源重要是铅酸蓄电池，有的电动车已开始使用镍氢电池、锂离子电池、燃料电池及锌空电池，因铅酸电池价格廉价，材料来源丰富。技术和制造工艺比较成熟，是目前商品化电动车重要采用的电池。铅酸蓄电池的构成部分：重要由正极板、负极板、隔板、蓄电池盖、蓄电池槽、电解液（硫酸）、端子、限压阀等构成。1）正负极板正极板或负极板是由活性物质、导电材料及一定的添加剂等所构成，正负极板重要是起成流反应和导电的作用，它们是电能和化学能互相转换的关键部件之一，是决定电池性能的重要部件。2）电解液电解液为一定密度的硫酸溶液，它参与化学反应并起保证正、负板板间的离子导电作用，在电池工作后的充电反应过程中，硫酸又产生出来，恢复电解液本来的浓度，因此，它能一直保持正负极板间的离子导电作用。3）隔板隔板的重要作用是防止正、负极板上的活性物质直接接触而导致短路。隔板既要防止正、负极上的活性物质直接接触而短路，又要容许电解液中的离子能顺利通过，因此隔板既是电子的不良导体，又是离子的良导体，符合这种条件，才能在电池内部履行隔离的功能。4）电池槽电池槽重要起盛装极群和电解液的作用，由于铅酸蓄电池的极板很重，而电解液中的硫酸又具有腐蚀性。因此电池槽必须选择机械性能强、绝缘性能好、耐振好、抗冲击、能经受温度变化，还能耐硫酸腐蚀的特殊材料。5）铅酸蓄电池的基本原理铅酸蓄电池的正极活性物质为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PbS04,消耗H2SO4，对外放出电量，把化学能转化成电能；蓄电池充电时，正极上的PbS04生成PbO2，负极上的PbS04生成海绵状Pb，用时生成H2SO4，从而把电能转化成化学能储存起来。根据澳柯玛电动车产品及零部件的“三包”规定：蓄电池在一年之内出现“漏液、开裂或容量局限性60%的（用放电仪测量），”重新配组。蓄电池重新配组后，到达额定容量的60%，三包有效期不重新计算。蓄电池的检测一、将电池充斥电后，按照下图把电池、电流表、电阻丝连接好。1）用万用表测量每一块电池的电压，并将其数值记下，同步记下放电的时间，调整电阻丝使电流表指针指在5A上。2）在放电过程中应保持电流表一直在5A上，并每隔20分钟测量一次电池电压，同步记下测量值，单只电池电压下降到10.5V时，放电时间不得低于84分钟。二、电池内部断路有的电池内部断路，体现为电池有电压无电流，整车有电、电机不转，如更换一组新电池后，整车正常，则是电池的问题。三、充电器绿灯不转换充电时充电器绿灯不转换，空载时充电器绿灯亮，则一般状况是电池内部缺水或缺稀硫酸所致，将电池上盖打开后，旋下单向阀或安全阀，向电池内注入适量专用补充液（5ml~8ml），充电6-10小时即可转换。四、电动车续行里程短1）检测电池与否有问题，如无问题则检测下一项。2）检测整车空载电流和运行电流与否过大，空载电流不应超过1.2安培，运行电流在载重75kg，时速20km/h,平坦水泥或柏油路面行驶时不应不小于7.5安培，如出现上述状况则更换控制器或电机再次进行测试。3）如以上都没有问题，则需要进行路试。电池放电连接图第三章控制器第一节无刷控制器的线束功能及重要参数前期无刷控制器粗红线、粗黑线为电源接口，目前新型无刷控制器尚有一根小电流锁线，一般为细红线或细黄线，详细连接方式是：粗红线与电源正极的一种接头相连，小电流锁线与电源正极的另一种通过电源锁的橙色接头相连，粗黑线直接与电源负极线相连。六芯塑料插接件为电机信号接口，细红线为6.25-5伏的参照电源，细黑线为地线，细黄线、细绿线、细兰线分别为三相霍尔信号线。九芯塑料插接件为转把与刹把信号接口。细红线：转把与刹把共用正极线，与细黑线电压为5-6伏。细黑线：转把与刹把共用负极线，与细红线电压为5-6伏。细黄线：转把调速信号线，与细黑线电压为1-4.2或4.8伏。细紫线：刹把刹车断电信号线，与细黑线电压为5-6伏，不刹车电压为0时是刹车常断电。以上四种线的颜色与功能在所有控制器中都是同样的（前期DY系列控制器除外）在九芯塑料插接件中尚有一种线为速度表速度信号线，一般为兰色线，也有是咖啡色线。无刷控制器的重要参数额定电压36或48V欠压保护值31.5±0.5或42±0.5V过流保护值12±1A或15±1A辅助电源5V或5.7V调速输入电压1-4.2V或1-4.8V正向控制方式断电刹车输入电子低电位小电流线：小电流线都是与电源锁橙色线相连的，一般状况为细橙色，也有细红色，假如将小电流线与粗红电源主线互换位置连接则将导致自放电现象。第二节工作原理及重要元件无刷控制器工作原理：无刷直流电机中的位置传感器检测转子磁场相对于定子绕组的位置，并输出霍尔信号到MC33035，使主控芯片MC33035在确定的相对位置上输出六路控制信号，控制信号通过IR2103缓存，控制功率管在转子的合适位置导通或截止，从而控制各电枢绕组的电流，伴随转子的位置变化按一定的次序进行换流，从而保证每个磁极下电流方向不变，实现了没有电刷的无接触式换向。当刹车、欠压、过流发生时，MC33035的第七脚电压由高变低，封锁输出，电机停转。无刷控制器重要元件1）电阻：在电路中起降压和分流作用，用R表达。2）电容：在电路中起滤波作用，用C表达。3）二极管：具有单向导电性，正向测有数值，反向测为无穷大，常用的有稳压二极管，开关二极管，整流二极管，快恢复二极管等。4）三极管：在电路中起电流放大的作用，重要有7815、7805、9013等。5）场效应晶体管：功率管为RFP50N06。6）集成电路6.1）MC33035无刷直流电机控制器主控芯片。6.1.1）MC33035主控芯片各脚功能。6.1.2）1、2、24脚驱动上功率管，19、20、21脚驱动下功率管。6.1.3）第3脚控制电机正反转。6.1.4）第4、5、6脚为电机霍尔信号输入，电压为6.25V。6.1.5）第7脚决定MC33035的状态，处在高电平时有输出。过流，刹车，欠压时第7脚处在低电平状态，封锁输出。6.1.6）第8脚为参照电压，输出6.25V。6.1.7）第9脚接地。6.1.8）第10脚振荡器，产生PWM波，由第8脚提供电压。6.1.9）第11脚调速信号输入，1.0-4.2或4.8V。6.1.10）第11、12、13脚相连，11、12内部连，12、13外部连。6.1.11）第14、15、16脚接地。6.1.12）第17脚为工作电压24V由7824提供或工作电压为15V。6.1.13）第18脚为15V电压。6.1.14）第22脚决定120°、60°相角，接低电平为120°接高电平为60°。6.1.15）第23脚接地。6.2）LM324四运算放大器，有刷控制器和充电器都用它作辅助控制器件。6.2.1）第3脚正常状况下比第2脚电压高，如低，则也许其前面的电阻坏，欠压时第3脚电压与第2脚相等。6.2.2）第8脚为参照电压6.25V，第4脚接地。6.2.3）第2、3、4脚电压分别是5V、5V、15V。6.3）IRF2103驱动器（IR：国际整流企业）6.3.1）第1脚为15V工作电压。6.3.2）第2、3脚为霍尔信号输入线，电压为0-5V。6.3.3）第4脚为接地。6.3-4）第5脚为0-15V输出信号，输送到功率管。6.3.5）第6脚为电机相线电压18V。6.3.6）第7脚为霍尔输出信号，输运到上功率管。6.3.7）第8脚为15V电压。第三节无刷控制器工作路线图无刷控制器工作路线图（以36V裕成无刷控制器线路板为例）从线路板左侧依次是：①GND霍尔信号地线②V+霍尔信号正极线③SA、SB、SC为霍尔信号线④SPV、GND、SPIN为转把正极线、转把负极线、转把调速信号线⑤RP限速⑥BRK为刹车断电信号线⑦SC速度表速度信号线⑧IOV为过流信号线⑨UN为欠压信号电源电流经电源锁，由控制器粗红线进入后，先与第一种、第三个、第五个上功率管D脚相连，当功率管的G脚有霍尔信号输入时，电流由功率管D脚流向功率管的S脚，功率管导通，电流流入粗兰、粗黄、粗绿三相相线，为电机提供电流，通过下功率管流回电源负极。电源电流进入控制器后，大电流经功率管进入电机，小电流经电容C1和电阻R1滤波整流后，给7815三端稳压器提供电源，经三端稳压器稳压后输出15V工作电压为MC33035、LM324、IRF2103转把刹把提供电源。当霍尔元件检测到转子磁钢的位置时，将信号传播到MC33035的第4、5、6脚，经MC33035处理后，由1、2、24、19、20、21六脚输出六路信号分别到三个IRF2103驱动器，由驱动器将电压提高后输送到6个功率管，来控制功率管的导通。当转把转动时，为控制器提供1.0V至4.2V或4.8V的电压，此电压信号传到MC33035的第11脚，与第10脚进行脉宽调制后再与下三路霍尔信号混合，共同控制下功率管。当控制器内的一种功率管出故障时，整车体现为缺相或不转，当一组相线的上下功率管同步被击穿时体现为缺相异响或电机不转或烧坏保险丝。功率管好坏的测量：用万用表二极管测试档，测控制器粗兰、粗黄、粗绿三相线。万用表的黑表笔接电源粗红线，红表笔分别接粗兰、粗黄、粗绿，万用表显示值为500-600左右，若某相测试成果显示为零或很小，则该相上功率管击穿，若显示很大为断路；将万用表的红表笔接电源地线，黑表笔分别接三相线，万用表显示值应为500-600左右，若显示为零或很小，则该相的下功率管击穿，若显示很大，为功率管断路。第四节常见故障及原因分析一、不停电1）三极管坏，无6.2V电压。2）刹车断电信号线附近的二极管坏。二、缺相1）用万用表二极管档测量，祥见第三节。2）将控制器与电机所有接线对的连接，在不通电的状况下，双向转动电机应无阻力，在通电的状况下双向转动电机，单向有均匀阻力为正常，若电机双向有阻力或双向无阻力为功率管损坏或其他故障。3）驱动器IRF2103烧坏。4）二极管或51Ω电阻坏。三、线路板无电流150Ω电阻坏。四、电机不转1）三极管坏，上脚电压为6.2V，如无则电机不转。2）稳压管7815坏，无15V输出。3）MC33035第4、5、6脚无6.2V电压。五、常断电1）三极管坏，无6.2V电压。2）刹车线上的二极管坏。六、无欠压三极管上脚无6.2V电压。七、飞车1）线路板铜皮破（MC33035与LM324之间）2）转把正极线与转把信号线搭在一起3）转把线附近的二极管烧坏4）转把负极线接触不良八、微短路接上控制器正、负极，打开直流电源若电流显示为0.2A以上，则为“微短路”1）大电容坏2）7815坏，15V脚与负极导通3）如以上没坏，则次序剪驱动器第4脚，剪一种量一种，如不能排除，则剪掉MC33035第17脚（15V）再量第四章电机第一节电机的分类及机械构造电动车用电机按照电机的通电形式来分，可分为有刷电机和无刷电机两大类；按照电机总成的机械构造来分，一般分为有齿（电机转速高，需要通过齿轮减速）和无齿（电机扭矩输出不通过任何减速）两大类；对于无刷电机而言，根据电机与否具有位置传感器，又分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机，目前市场中以三位置传感器.三相线圈工作模式的无刷电机为主。工作原理：有刷电机是由碳刷与换向器进行机械换向，无刷电机是靠霍尔元件感应信号由控制器完毕电子换向。高速有刷电机的内部机械构造这种轮毂式电机由内置高速有刷电机芯、减速齿轮组，超越离合器、轮毂端盖等部件构成，高速有刷有齿轮毂式电机属于内轮子电机。低速有刷电机的内部机械构造这种轮毂式电机由碳刷、换相器、电机转子、电机定子、电机轴、电机端盖、轴承等部件构成，低速有刷无齿轮毂式电机属于外转子电机。高速无刷电机的内部机械构造这种轮毂式电机由内置高速无刷电机芯、行星摩擦滚子、超越离合器、输出法兰、端盖、轮毂外壳等部件构成，高速无刷有齿轮毂电机属于内转子电机。低速无刷电机的内部机械构造这种轮毂式电机由电机转子、电机定子、电机轴、电机端盖、轴承等部件构成，低速无刷无齿轮毂式电机属于外转子电机。第二节电机的连接有刷电机的连接措施有刷电机一般有正负两根引线，红线是电机正极线、黑线是电机负极线，假如将电机正负极线互换接线，只是会使电机反转，一般不会损坏电机。无刷电机相角的判断：无刷电机有60度相角和120度相角之分，霍尔元件排列次序（有字一面为正，无字一面为反）为正正正或反反反者是60度相角电机，排列次序为正反正者为120度相角电机，目前澳柯玛企业所用新大洋无刷电机为60度相角电机，所用裕成无刷电机、东海无刷电机、一佳一无刷电机为120度相角电机。无刷电机的接线措施：无刷电机的霍尔元件有5根引线，分别是霍尔元件的公共电源正极细红线，公共电源负极细黑线，细黄线、细兰线、细绿线分别为霍尔信号A相、B相、C相信号输出线。第三节电机故障的检修一、磁钢磁钢为稀土永磁磁钢，含钕、铁、硼。有刷电机正极碳刷处所对的磁钢外表面为S极，排列次序为SNS，假如电机磁钢脱落，可按照极性SNS用哥俩好进行粘接。电机磁钢在使用几年后，会出现退磁现象，导致电机电流过大或电机发热等。二、线圈180W有刷电机有线圈绕组39组、换向器39片、磁钢10片。180W无刷电机有48个绕组、磁钢16片，每片3槽线圈。240W大功率无刷电机有线组36组、磁钢40片。线圈的重要问题是漆包线脱落导致线圈短路，导致电机电流过大，电机发热。三、霍尔元件正、负、信号线辨别：正对有字的一面，左侧是正极，中间是负极，右侧是信号。测量好坏：用二极管档，红笔接红线，黑笔接黄、兰、绿、信号线及黑线，万用表显示900以上。用二极管档红笔接黑线，黑笔接黄、兰、绿，电压为600-800之间，黑笔接正极，电压为无穷大。也可以给电机通电，检测霍尔信号电压与否在0-5V或0-6.25V之间变化。四、异响磁钢脱落电机扫膛，将磁钢及接合面的杂质清除洁净后，用哥俩好进行粘接。轴承坏，更换轴承。无刷电机霍尔坏，导致缺相，更换霍尔。轴向串动，加垫片进行调整。五、性能下降磁钢退磁，扭力下降电流上升，更换磁钢。有刷电机在使用几年之后，运行电流开始上升功率下降，换向器积碳严重，处理措施为打磨换向器表面，清除缝隙中的积碳，打磨换向器时用800目至1000目细纱纸。六、有刷电机噪音过大或间歇性运转磁钢脱落磁场弱，磁钢退磁，电流大，力小。碳刷和换向器接触不好，碳刷磨损，碳刷处弹簧弹力下降。绕组损坏，如电流过大导致绝缘层损坏。有刷电机硅钢片翘起、电机转动受阻、电流大。七、无刷电机换霍尔应尽量更换同型号的三个霍尔焊接时速度要快，防止局部受热损坏。A、B胶粘牢霍尔第五章充电器第一节工作原理及检查措施目前我企业使用的充电器有24V充电器、36V充电器、48V充电器，根据充电插头又可分为二芯充电器和三芯充电器。前期使用的输入输出插头是黑色的充电器，其L极为输出正极，N极为输出负极，后期更换为灰色输入输出线，L极为输出负极，N极为输出正极。一、充电器的工作原理充电器充电时，220伏市电通过保险丝后，抵达电网滤波器，电网滤波器由扼流圈T1与电容C1（0.1цF/250V）构成。滤波后通过四个RL207二极管全桥整流后，由C4C5进行滤波，输出300伏左右直流电。高压直流电通过两个13007两个C1815一种TL494与E122一起进行高频变换，将高压直流电变成高压交流电，由变压器E133即T3将高压交流电转换成低压交流电，再由1004进行整流，最终由L1和C18滤波后输出。13007是高频变换开关，两个相角差180°C1815是推勉放大三极管，与TL494一起控制13007开关，共同完毕高频变换。1004是整流二极管TL494第4脚与第11脚控制两个130073W0.1欧姆电阻或6W0.1欧姆电阻检测输出电流的大小，经比较器LM324或LM358比较后，输出指示不一样的工作状态，同步送到稳流稳压反馈电路控制输出电流电压。稳流稳压反馈电路即TL494，将比较器送来的电压和电流与基准电压比较产生一种误差信号，以控制驱动脉冲信号的宽度，到达稳压的目的。驱动电路由TL494和C1815构成，产生一种脉宽受控，频率固定的高频脉冲信号驱动13007工作，使之工作于高频开关状态。二、正常的充电器的检测措施（以36V充电器为例）1、外观完好、导线齐全、插头无松脱、指示灯及所有标帖齐全，塑壳无变形、内装无松动、无自行拆装状况2、插上电源空载时，红、绿灯全亮，此时，输出电压应在41V-42.4V的范围内3、接上专用测试仪，插上电源，有正常的电流、电压显示，电流范围1.70A-1.90A此时，红灯亮，终止电压44.1V-44.5V。当进入翻转阶段时，转换电流0.3A三、非正常的充电器的判断措施：1、外观变形、破损、导线损坏、插头松脱、标帖不全、有自行拆装的痕迹2、不通电，轻摇充电器有元件松脱的感觉或声响3、空载，通电指示灯一种或两个不亮，输出电压不在范围之内4、接负载无电流或不翻转5、有异响6、有异味第二节故障类型及检修措施一、不工作1、保险丝烧断：用万用表二极管档测量保险丝两端，电阻为无穷大，更换2A/250V或3A/250V的保险管2、保险管松脱：保险管夹片太松，重新捏紧或更换，再按下保险管3、输入、输出插头松脱或断裂：更换线材4、扼流圈开路或短路：a用万用表二极管测量扼流圈的两组线圈，若一组不通更换b测量正常，但一通电保险管烧，其他元件正常，更换扼流圈5、滤波电容短路：用电阻档测量电容两端，R=0或R≤200K，更换104/275V电容6、整流管短路：用二极管档，有鸣响，更换。注：一般二极管坏，常常伴随保险管坏，E13007击穿、SF1004击穿等现象，同样用二极管档测量这些元件，更换即可。7、0.68/275V：电容变形或开路，更换电容。8、240K（510K）开路：测量电阻两端成开路状态，更换电阻R7、R99、E13007-2击穿：用二极管档测量三端短路，更换13007。详细措施是：红笔左边、黑笔中右、电压显示为0.5左右，若短路或无穷大则坏。10、变压器松脱、焊盘断、同一绕组开路：观测E133、E122引脚与否发黑，轻摇有晃动感，重新焊接，假如焊接盘断，用刀刮掉焊盘周围的阻焊层后连接，假如变压器开路，更换变压器，详细测量E133的措施是：上面两脚及其他三对脚与否相通，在焊盘上时，1、2相通，3、4、5、6、7、8相通，取下时，1、2通，3、4、5通，6、7、8通，然后再量变压器各脚与焊盘周围部分与否相通（辐射状）11、1004击穿：用二极管档测1004三端有鸣响，更换1004，注：先排除输出短路，详细测量措施是黑笔中间，红笔两边，电压显示为0.3V以上，红笔中间黑笔两边，显示为“1”，显示为0则坏12、68ｕF/400V松脱：轻摇电容有松脱感，重新焊牢13、68ｕF/400V鼓，更换电容，一般会引起RL207、E13007、保险管坏二、无输出1、E128松脱：重新焊牢2、输出座松脱：重新焊牢3、E133松脱或焊盘断4、1004松脱：重新焊牢。或测量E133到1004两脚与否通三、低电流、底电压1、TL494坏：用二极管档测量494有部分击穿或部分数值不对，更换494，测494、324好坏：用万用表二极管档，黑笔放在输出插头负极上，红笔放在大变器的空脚处，如短路，则494、324坏，正常显示为0.8-0.9V左右把494拆下，如还短路，则324也坏了2、3W0.1开路：用二极管档测量3W0.1发现开路，更换。注：3W0.1坏也许494、324坏3、LM324坏：用二极管档测量324有部分击穿或部分数值不对，更换3244、振荡电容CL11-102坏：拆下后用R-2M档测量无数值变化，更换1025、CL11-103坏：拆下后用R-2M档测量无数字变化，更换103四、有异响1、变压器内阻/漏感增大：更换E1332、振荡电容CL11-102坏：拆下后用R-2M档测量无数字变化，更换1023、LM324坏：用二极管档测量324有部分击穿或部分数值不对，更换3244、TL494坏：用二极管档测量494有部分击穿或部分数值不对，更换4945、C1815坏：用二极管档测量1815击穿或部分数值不对，更换1