電動車電子配件原理及分類

www.mydingqi.com 來源：電動車商情　　　電動車商情網作者：俠名類別：電動車維修時間：2005-1-22

第一節轉把調速轉把是用線性霍爾元件實現的，電動自行車中大量使用霍爾元件做傳感器，為此首選介紹。霍爾元件是一種磁敏傳感器，首先分為開關型霍爾及線性霍爾兩種，原理簡述如下： a)開關型霍爾：當敏感面有磁場時元件輸出低，無磁場時輸出高，供電電壓為4.5V～24V，輸出電路為集電極開路，開關型霍爾元件一般用于電動車電子剎把，無刷電機內部三個位置傳感器、助力傳感器、車輪速度(Tempo)傳感器等。 b)線性霍爾：當元件敏感面磁場強弱變化時，其輸出為1.0V～4.2V連續線性變化(若電源供電為5V)。 c)管腳排列：電動自行車的調速轉把是采用線性霍爾元件，其輸出電壓是隨磁場線性變化的，輸出電壓有幾種(若電源供為5V)：1.0V～4.2V、4.2V～1.0V、0～4.2V、1.0V～5V、0～5V等。市場(Rialto)中絕大部分用的是1.0V～4.2V的轉把(叫正把)，天津松正的常規產品默認正把，而由于歷史原因，市場(Rialto)中少量存在4.2V～1.0V轉把（反把），天津松正可以訂制與之相配的產品。其它輸出電壓的轉把市場(Rialto)中存在很少，已成為事實中的非標產品。正把(1.0V～4.2V)與反把(4.2V～ 1.0V)可以自己改：打開轉把，把兩個磁鐵都轉180°，再裝好，正把、反把就互相轉換了。電動車廠家若自己設置20km/h限速，可以打開轉把在產生高速(High Speed)的磁鐵上用502粘一個厚紙片，使轉把轉不到最高速(High Speed)區就可以了。霍爾轉把的供電電壓一般為5V，只有供電5V才輸出上面的電壓值，有一種用MC33035做的普通無刷控制器，因MC33035有輸出6.2V的基準電壓，利用此6.2V給霍爾轉把供電，其輸出最大值也相應有所提高(約5V)。霍爾轉把有三個引線：綠(信號)、紅(電源)、黃(地線)，天津松正規定標準排列順序是： 1.信號、2.電源、3.地線。霍爾車轉把有長線(1200mm)、短線(450mm)之分，與不同的車型和控制器配套使用，短線的一般是TJC3-3Pin白插頭插在電路板上，長線的一般是SM-3Pin黑插針插頭，直接與控制器線對接。鎖定轉把的轉把上加了一個機械開關按鈕，天津松正的智能型控制器(ZKC3615E、ZKC3615G、WZKC3615E等)利用此按鈕作為模式轉換按鈕，用于1:1助力、電動、定速、故障自檢的模式轉換。第二節斷電剎把一、斷電剎把作用當剎車時，控制器檢測到剎車信號，無論轉把在什么狀態都斷開電機供電。二、分類機械常開、機械常閉、電子常高、電子常低。機械剎把就是一種機械開關，所以有兩條引線。在不剎車時有斷開與閉合之分，所以叫常開、常閉，市場(Rialto)中大量使用機械常開剎把，只有極少使用機械常閉剎把，屬市場(Rialto)中不兼容產品。電子剎把是采用開關型霍爾元件的，所以有三條引線，天津松正規定標準排列為1黃(信號)、2紅(電源)、3黑(地線)，在不剎車時也有高低之分，所以叫常高、常低，注意：電子常高剎把因剎車時處于低電位，所以很多人又叫為低電位剎把。市場(Rialto)中大量使用電子常高剎把，只有極少客房用電子常低剎把。機械常開剎把和電子常高剎把，都可以左右剎把直接并聯工作，而機械常閉剎則串聯工作，電子常低剎把則用附加電路工作。機械剎把缺點是防水性能差，長時間使用易發生接觸不良，可靠性很低，一般點黃油使用也只能使用一年，但價格便宜；電子剎把防水性能好，長時間使用也沒有接觸不良問題，但價格稍高，一般追求質量的廠家才使用。剎把也有長線(1200mm)、短線(450mm)之分，與不同的車型和控制器配套使用，短線的一般是TJC3-3Pin白插頭插在電路板上，長線的一般是SM-3Pin黑插針插頭，直接與控制器線對接。電子剎把接三根線，機械常開剎把則只接插座的兩邊兩針，中間的電源不接，只接信號線和地線。電子剎把供電電壓范圍為4.5V～24V，天津松正根據控制器不同一般分為5V、12V、15V，都是可以可靠工作的。第三節助力傳感器天津松正自行開發的助力傳感器也是采用霍爾元件，用支架固定在右中軸旁，中軸上裝有磁環，中軸轉一周則磁環上的五個磁鋼使霍爾元件輸出五個脈沖，智能型控制器檢測到后，則可計算出1:1助力力矩給電機供電了。且新型助力傳感器可以識別中軸的前轉后轉，只有向前轉時，控制器才給電機供電。第四節電動車用電池（簡述）主要分為干式鉛酸蓄電池、膠體電池、鋰離子電池、鎳氫電池等；電壓分為36V（三塊12V電池），24V（兩塊12V電池）。因鉛酸電池價格最低，所以現在市場(Rialto)中幾乎都是鉛酸電池，且為36V的，容量為12AH，但它體積大、重量重、容量低、壽命短。而鋰離子電池和鎳氫電池沒有上述缺點，但價格高得多，所以應用極少。第五節電動車用充電器（簡述） 36V鉛酸電池恒流恒壓充電器：一般主要參數為：220V交流輸入，輸出最高電壓42V、充電電流為恒流方式2.2A，當電池電壓充至42V時，則自動轉為涓流方式了，且有充滿指示。第六節電動車用的電機（簡述）隨著電動車技術的發展和完善，電機經歷了幾代產品，隨歷史進程主要有：高速(High Speed)有刷中置電機、高速(High Speed)有刷輪轂電機（有刷有齒）、低速有刷輪轂電機（有刷無齒）、低速無刷輪轂電機（無刷無齒）、高速(High Speed)無刷輪轂電機（無刷有齒）等。基本上的性能判斷是：有刷電機有碳刷磨損定期維護更換問題，且大電流時碳刷和碳刷接觸壓降及碳粉短路換向器引起效率較低。無刷電機則沒有此問題，但因無刷電機需電子轉向，所以無刷電機控制器成本大幅增加，且因其電路復雜，故障率也偏高。高速(High Speed)電機有齒輪減速，導致噪聲大且齒輪及軸承等環節隨使用時間及負載情況故障率偏高，成本也偏高，但高速(High Speed)電機的效率尤其是低速啟動的效率較好，所以啟動較有力。低速電機沒有齒輪也就沒有了它的故障點，且成本較低，但在低速區啟動時效率低，力量小。現在最常用的是低速有刷電機和低速無刷電機簡稱有刷電機和無刷電機，下面簡述原理：普通直流電機的電樞在轉子上，而定子產生固定不動的磁場。為了使直流電動機旋轉，需要通過轉向器和電刷不斷地改變電樞組中電流的方向，使兩個磁場的方向始終保持相互垂直，從而產生恒定的轉矩驅動電動機不斷旋轉。有刷電機引線有兩根。無刷直流電動機為了去掉電刷，將電樞放在定子上去，而轉子作為永磁體，這樣的結構正好與普通直流電動機相反，然而，即使這樣改變還不夠，因為定子上的電樞通入直流電以后，只能產生不變的磁場，電動機依然轉不起來。為了使電動機的轉子轉起來，必須使定子電樞各相繞組不斷地換相通電，這樣才能使定子磁場隨著轉子的位置在不斷地變化，使定子磁場與轉子永磁磁場始終保持90°左右的空間角，產生轉矩推動轉子旋轉。實際的方式為：直流電源通過開關電路向電動機定子繞組供電，三個位置傳感器隨時檢測到轉子所處的位置，并根據轉子的位置信號來控制六個開關管的導通和截止，從而自動地控制了哪個繞組通電，及通電方向，從而實現了電子換向。無刷電機的引線共8根，三根繞組相線(粗)A黃、B蘭、C綠，天津松正定義為A(黃)、B(蘭)、C(綠)，5根霍爾元件引線(細)天津松正定義為電源(紅)、地線(黑)、黃(SA)、半(SB)、綠(SC)。只有8根線都接對了，電機才正常運轉，若電機反轉有兩種辦法解決：1.把后輪反裝；2.電機的粗線A、B互換插，霍爾信號細線工SA、SC互換插。無刷電機按霍爾元件的電角度可分為60°和120°電機。其實，現在的120°電機只是把三個霍爾元件的中間一個反面安裝了，并無本質區別，當然，這樣則驅動譯碼表也就不同了。從外部識別方法是看三個電機霍爾的狀態，60°電機有000和111狀態，即三個霍爾可以輸出全低或全高，而沒有010和101狀態；而120°電機則沒有000和111狀態，而有010和101狀態。可以使用智能無刷控制器進入自檢狀態看相應霍爾狀態指示燈的亮滅判斷。順便說一下，天津松正智能無刷控制器可自動識別60°、120°角電機而正常運轉，其它任何廠家的控制器無此功能；智能控制器還有故障自檢功能，其他廠家控制器也沒有此功能。(未完待續)