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電動車商情網(wǎng) 俠名 電動車維修 2009-6-23
上海智御動力技術(shù)有限公司自行研發(fā)的“變速電機(jī)”技術(shù)是本公司“AST自動同步換檔裝置”的衍生產(chǎn)品!癆ST自動同步換檔裝置”是一種國際最新汽車變速裝置,其技術(shù)優(yōu)勢遠(yuǎn)超我國現(xiàn)有最先進(jìn)變速系統(tǒng)的863計(jì)劃項(xiàng)目 “AMT汽車機(jī)械變速器自動/手動操縱系統(tǒng)”。 現(xiàn)有技術(shù)中的電動機(jī)主要由電機(jī)外殼、定子和轉(zhuǎn)子組成,轉(zhuǎn)速和扭矩一般不可變。當(dāng)用現(xiàn)有的電動機(jī)裝配成電動自行車時,因其無法實(shí)現(xiàn)扭矩多倍增的爬坡要求,一旦遇到坡道或山路基本無法上去,起步困難,因此給使用者帶來不便,這也就是現(xiàn)有電動自行車難以在道路(Strada)有起伏的城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)推廣的主要原因。 現(xiàn)有電動車電機(jī)技術(shù) 低速測試總結(jié)表
按照電機(jī)類別分為:無刷直流電機(jī)、有刷有齒直流電機(jī)、有刷無齒直流電機(jī)等。 。1)有刷高速(High Speed)電機(jī)。有電刷效率高,過載爬坡能力強(qiáng)、起動力矩大,但稍有噪聲。 (2)無刷電機(jī)。無電刷,無減速器,具有免維護(hù)、無噪聲優(yōu)點(diǎn)。但控制器復(fù)雜,起動電流大,過載上坡能力較差。 。3)有刷低速電機(jī)。有電刷,無減速器、結(jié)構(gòu)簡練,成本較低。但效率較低,上坡、過載能力較差。目前應(yīng)用較多的是有刷高速(High Speed)電機(jī)。 有刷低速電機(jī)被電動自行車車選用又名有刷無齒電機(jī),它在電動自行車起動與爬坡時電流較大,性能較弱,目前一般極少被廠家采用。 有刷高速(High Speed)電機(jī)(3600轉(zhuǎn)/分鐘左右)目前被國內(nèi)大多數(shù)電動自行車生產(chǎn)廠家所選用,它采用碳刷作為電機(jī)電源的兩個觸點(diǎn),利用調(diào)速轉(zhuǎn)把和控制器來控制,通過齒輪二次減速及超越離合器來達(dá)到電動自行車0-20公里/小時的無極調(diào)速。目前采用的這種有刷高速(High Speed)電機(jī)含金量高,電機(jī)減速齒輪強(qiáng)度較強(qiáng),耐磨性好,設(shè)計(jì)合理,故返修率較低;而且維修更換齒輪和電機(jī)的成本較少,有效的降低了電動自行車的維修費(fèi)用;并且有刷電機(jī)可以通過超越離合器和飛輪實(shí)現(xiàn)人力騎行。 無刷電機(jī)目前被電動自行車生產(chǎn)廠家采用的一般都是無刷無齒電機(jī)。它的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的造價比有刷高速(High Speed)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)要高,控制器在使用中容易發(fā)生故障。裝有無刷電機(jī)的電動自行車行駛速度(Tempo)必須達(dá)到35公里/小時以上時,才能發(fā)揮其最佳的工作效率,但是我們知道電動自行車作為非機(jī)動車來管理,時速必須在20公里/小時以下,故無刷電機(jī)被電動自行車選用降低了工作效率,可取性不強(qiáng),F(xiàn)在它被采用的主要一點(diǎn)是噪音小。 高效稀土永磁有刷電機(jī)與高效稀土永磁無刷電機(jī)。目前市場(Rialto)上大多數(shù)電動自行車還停留在有刷電機(jī)階段。有刷電機(jī)采用機(jī)械換向,對控制系統(tǒng)的技術(shù)要求較低,相對成本低于無刷電機(jī),有刷電機(jī)的起動力矩略大于無刷電機(jī)。但致命的弱點(diǎn)是:壽命短、噪聲大、效率低。它長期使用碳刷磨損嚴(yán)重,較易損壞。同時磨損產(chǎn)生了大量的碳粉塵,這些粉塵落下齒輪油中,使齒輪油加速干涸,電機(jī)噪聲進(jìn)一步增大。有刷電機(jī)使用到一年左右就需要更換內(nèi)碳刷,充電一次行駛的里程不及新車買來時的三分之二,而且爬坡時動力不足,還會燒壞控制器。這是因?yàn)殡姍C(jī)更換碳刷后,換向器也被磨出了一條凹槽,使碳刷接觸面積減少,接觸不良的碳刷通電后會產(chǎn)生火花并加快氧化換向器和銅片,導(dǎo)致上述不良現(xiàn)象。 無刷電機(jī)以電子換向取代機(jī)械換向,技術(shù)上要優(yōu)于有刷電機(jī)。由于無刷電機(jī)沒有齒輪或減速裝置,減少了電機(jī)磨損的不可靠性,它的效率在一定電流范圍內(nèi)比有刷電機(jī)效率高。無刷電機(jī)行駛起來幾乎沒有噪聲,且壽命長達(dá)10年以上。據(jù)于兩者比較,無刷電機(jī)要優(yōu)于有刷電機(jī)。目前,已有一些電動自行車生產(chǎn)廠原先用有刷電機(jī)現(xiàn)改用了無刷電機(jī)。無刷電機(jī)肯定是今后電動自行車的發(fā)展方向。 現(xiàn)有電機(jī)需要逾越的技術(shù)障礙 電動自行車發(fā)展到現(xiàn)在,人們還從未像今天這樣關(guān)注電動自車行的爬坡能力。更有甚者把爬坡能力的大小作為衡量電動自行車性能的最重要指標(biāo),整車廠把爬坡能力強(qiáng)作為賣點(diǎn),消費(fèi)者把它作為選購電動自行車的依據(jù),F(xiàn)以實(shí)例計(jì)算分析,現(xiàn)有電機(jī)加強(qiáng)爬坡能力所需付出的代價以及帶來的嚴(yán)重后果: 1.電動自行車攜帶的能源有限,而爬坡需消耗較多的能量。 2.國標(biāo)GB17761規(guī)定了電機(jī)的額定連續(xù)輸出功率應(yīng)不大于240瓦,遠(yuǎn)低于可爬4.5度坡、輸出功率為數(shù)千瓦的燃油車。 3.爬坡阻力和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算: 電動自行車在爬坡過程中,受三種阻力,即輪胎和地面間的滾動摩擦力Fg、迎風(fēng)阻力Ff和爬坡阻力Fα。為簡化起見,在此忽略前兩種阻力, 僅計(jì)及爬坡阻力Fα,其大小等于 Fα=G×sinα(N) 式中G=車重+載重(N) α=坡度角(°) 爬坡轉(zhuǎn)矩Mα Mα=Fα×RL=G?sinα×RL(Nm) 式中RL=輪胎半徑(m) 近期不斷出現(xiàn)可爬12度坡的報(bào)導(dǎo),也有報(bào)導(dǎo)可爬15度甚至16度坡,下面就以12度坡為例計(jì)算所需轉(zhuǎn)矩。 將數(shù)據(jù)代入上式,則所需爬坡轉(zhuǎn)矩 Mα=1128×sinα12×0.228=53.5(Nm) 考慮到滾動阻力和迎風(fēng)阻力,電機(jī)所提供的轉(zhuǎn)矩 M>Mα=53.5Nm 而現(xiàn)有電機(jī)最大扭矩以500W400轉(zhuǎn)電機(jī)為例只有十幾牛米,1000W也不過二十幾牛米顯然與號稱的12度坡、16度坡不相符。 4.電機(jī)的反電勢系數(shù)Ke和轉(zhuǎn)矩常數(shù)Km 電機(jī)的反電勢系數(shù)Ke由多個電機(jī)參數(shù),如繞組系數(shù)Kw,每相串聯(lián)匝數(shù)W(對于有刷電機(jī)為 每支路串聯(lián)匝數(shù)),電樞直徑Da,有效鐵芯長度lδ,氣隙磁密Bδ等所決定。對于一臺已經(jīng)制作完成的電機(jī),Ke基本上為一定值。 對于額定電壓、轉(zhuǎn)速相同的電機(jī),即使類型不同、設(shè)計(jì)不同的電機(jī),反電勢系數(shù)Ke沒有明顯的差別,當(dāng)然效率高的電機(jī)Ke稍大。在一定的電磁單位制下,轉(zhuǎn)矩常數(shù)Km和反電勢系數(shù)Ke在數(shù)值上是相等的,例如,對于18″36V車速V=25Km/h的電動自行車所用電機(jī),兩參數(shù)如下: Km≈1Nm/A Ke≈1VS/rad 5.爬坡所需電流(峰值)計(jì)算 由轉(zhuǎn)矩平衡方程: Me=Mo+ML =Mo+Mg+Mf+ Mα 式中 Me=KmImax—電磁轉(zhuǎn)矩(Nm) Imax—最大電流(A) Mo—電機(jī)空載轉(zhuǎn)矩(Nm) Mg—輪胎和地面間的阻力矩(Nm) Mf—迎風(fēng)阻力矩(Nm) 為計(jì)算簡單起見,忽略Mo、Mg和Mf,則有 Me≥Mα KmImax≥Mα Imax≥Mα/Km=53.5/1=53.5(A) 也就是說,對于配備36V電源,車速為25 Km/h的18″車,要爬12度坡其峰值電流,要大于53.5A才可行,對于車速更高、輪胎直徑小的電動自行車,其轉(zhuǎn)矩常數(shù)Km更小,則需要更大的電流。 [共 2 頁] [1] [2] 下一頁
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