电动车维修技术培训班教材

1/34电动车维修技术培训班教材电动车维修技术培训班教材作者：朱明刚第一章电动车的历史，现状及发展趋势早期的电动自行车一般使用高速有齿电机配合汽车用启动型电池，调速装置采用能耗型（电阻降压），由于调速装置效率太低，没有相应的保护电路，使电机，调速装置，电池之间的配合没有达到最佳状态。这种形式的电动自行车已经淘汰。真正有实用价值的电动车在90年代后期出现，由于电动车电池（阀控密封铅酸蓄电池）技术有了突破性发展。可以在使用周期内达到免维护的目的。而且不再有电解液溢出，使用更加安全，方便。电动车得到快速发展。这一时期的电动车以高速有刷电机为主。控制器以pwm技术为核心，加入制动断电，过流保护，欠压保护。不仅保护电机不受大电流冲击，还能保护电池不会过放电，对电机和电池的寿命有了保障。同时，控制器功率管不再频繁烧毁。电动车整体性能得到质的飞跃。2003年以后，电动车技术得到飞速发展，以无刷电机驱动的电动车逐渐代替故障率居高不下的有刷电动车。电机可靠性极高，使用寿命大大延长。与之相配的无刷控制器技术也得到快速提升。融入了多段限流软启动技术，速度开环，闭环控制，赌转保2/34护，Abs柔性电子刹车技术，电机发电反充电技术，使电动车的机械和电气性能全面加强。值得一提的是电池充电技术也不断提高，早期的工频变压器加上二极管充电机，由于没有充电电流，电压的控制。使电池严重过充或者欠充。电池使用寿命极短。后来研制了恒压限流2阶段充电器，虽然达到了充足电的要求，但效率较低，充电时间较长，现在普遍使用的智能3段式充电器，基本遵循了电池的最佳充电曲线（马斯曲线），在此基础上结合单片计算机技术，正脉冲充电，修复，和负脉冲去极化技术，数字化温度检测控制技术，电池充电量管理技术，电池组平衡充电技术。在充电的各个阶段施以最佳的电流，电压，频率，温度等控制。使充电时间更短，充电效率更高。电池寿命更长。未来的电动车应该是以无位置传感器（霍耳元件）的3相无刷电机为主流。由于省却了位置传感器，电机结构更简单，可靠。电机只有3条绕组线。维护更简单。与之相配的无刷控制器技术含量更高。更换无刷换控制器将变得异常简单。未来的电动车电池将会多元化发展，镍氢电池，锂电池，燃料电池，超级电容器电池等。但未来5－8年还是以铅酸电池为主。第二章电动车原理及维修第一节电动车整体构造电动车整体构造其实很简单，基本上是在自行车的基础上加上“四大件”（电池、控制器系统、电机、充电器），就成为一个简3/34单的电动车。由电池提供能源，通过控制器供给电机电能，电机把电能转换为机械动能，驱动电动车行驶。控制器系统是电动车的大脑，全面检测各组件状态，根据骑行者的指令，准确控制电机的起动，加速、减速制动。严格保护电池电机不受大电流冲击，延长电池及电机的寿命，同时保持控制器自身正常运行。第二节电动车“四大件”1、电机A、电机分类电动车一般使用直流电机，有很多品种，不同形式的电机其特点也不一样。且根据不同使用环境与目的使用不同的电机。现将电机的、分类与特点介绍如下。此处涉及的电机都是旋转式电机。旋转的部分叫转子，不转的部分叫定子，转子和定子之间靠磁场同性相斥、异性相吸的作用力作相对运动。直流电机转子和定子的磁场可以全部由线包（也叫线圈、绕组）产生，也可以一半（指定子或转子之一）使用永久磁铁。由此，直流电机可以分成串激电机和永磁电机两大类。串激电机的转子和定子磁场全部由线包绕组产生，定子绕组产生恒定方向的磁场，也叫激磁磁场。永磁电机的转子和定子磁场，其中一个由线包绕组产生，一个使4/34用永久磁铁。按照电机的通电形式，永磁直流电机又可以分为有刷电机和无刷电机两大类。如按转速分，可以分为高速电机（大于2000转/分）与低速电机（小于2000转/分）。从电机本身带不带齿轮减速机械装置，又可以分为有齿、无齿电机。高速电机用于电动车，需要经过齿轮减速，一般为有齿电机，低速电机一般为扭矩输出不经任何减速的无齿电机。但有些转速稍高的低速电机可以经过电机外加减速装置减速，这在代步三轮车中经常使用；这种链条传动的小轮带大轮盘的方式，噪音较小，效率还是比较好的。目前，电动自行车上使用的电机普遍采用永磁直流电机。由于不采用线圈激磁的方式，就省去了激磁线圈工作时消耗的电能，提高了电机的机电转换效率，这对使用车载有限能源的电动车来讲，可以降低行驶电流，延长续行里程。笼统地讲，无刷电机的效率高于有刷电机；高速电机的效率高于低速电机；有齿电机的扭力高于无齿电机；货运大功率三轮等串激电机普遍使用行星减速机构。电动自行车使用的电机一般是轮毂电机，具体又细分为：有刷无齿、有刷有齿、无刷无齿、无刷有齿。如果将电机、辐条、车圈做成一体，有个另外的名字叫一体化轮毂电机。电机辐条、车圈分开的，受冲击时缓冲性好于一体化的，但坚固程度不如一体化的。有刷电机（串激电机也是有刷电机）内部有电刷（碳刷）和换向5/34器，换向器学名也叫整流子。电动车电机的换向器大多为平面状的（不是圆柱状）。有刷电机里面碳刷顶在换向器表面。电机转动时，将电能通过换向器输送给线圈，由于其主要成分是碳，故此称为碳刷。碳刷易磨损，应定期维护更换，并清理积碳。在有刷电机里面，装置并保持碳刷位置的机械导槽叫刷握，俗称碳刷架。换向器具有相互绝缘的条状金属表面，随电机转子转动时，条状金属交替接触电刷的正负极，实现电机线圈电流方向交替变化，完成有刷电机线圈的换向。无刷电机没有电刷和换向器，由控制器根据转子的位置，为电机里面的线圈提供不同方向的电流，达到电流方向交替变化的目的。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。目前电动车行业内使用的无刷电机，普遍采用有位置传感器的无刷电机。位置传感器大部分采用霍尔器件。位置传感器和定子绕组是固定不转的，转子是永久磁铁，磁铁经过转子位置传感器后，霍尔器件产生一个脉冲。控制器根据转子位置传感器提供的信号，改变电机里面线圈电流的方向。B、电机的特点电机形式传动形式电机效率爬坡性能维护周期维护内容骑行噪音无刷无齿电机无刷低速外转子电机、直接驱动中一般无无小6/34无刷有齿电机高速无刷电机、行星齿轮减速高好3年左右润滑齿轮中有刷有齿高速有刷电机、2级齿轮减速中好1年左右更换碳刷、润滑齿轮大有刷无齿低速有刷外转子电机、直接驱动低差2年左右更换碳刷、清理积碳小2控制器①控制器分类控制器按照与之相配的电机不同可分为:有刷控制器和无刷控制器两类.按照功能不同可分为：普通型和智能型两类。智能型一般具有助力、定速等功能。按照电路形式可分为：纯硬件型和软件型两类。纯硬件简单、造价低；软件型造件高，但功能齐全，可靠性更高3电池分类电动车常用电池可分为：铅酸电池、锂电池、镍氢电池。铅酸电池重量大、体积大、性能稳定，但对充放电要求严格。镍氢和锂电池重量小，体积小，但价格贵。铅酸电池又可为：普通铅酸电池和胶体铅酸电池。胶体铅酸电池的电解质为胶状，其优点为：自放电小，比普通电解液及密封电池更耐贮存。由于胶体内电阻小，因此耐浓度放电性能好。由于耐充放性能优良，所以又有相当好的恢复性能。耐低温，在低温条件下使用比普通铅酸电池效果好。允许环境温度为：-25~+50度。7/344充电器分类按照电路结构分为：恒流充电器、恒压充电器、恒压限流充电器、智能三阶段充电器、快速脉冲充电器等。其中，智能三阶段充电器性价比最高，用量最大。按照电压高低可分为：24V、36V、48V三种。按与之相配的电池容量大小可分为：10AH、20AH两种。按照充电形式可分为：串联式充电和单体均恒充电两种。其中串联式充电性价比高，用量大，单体均恒充电效果最好，能明显延长电池寿命，但造价高。第三节电动车其它部件电动车其它部件包括：速度表、电量显示表、灯控系统、整车总成线、助力系统、机械传动系统。第四节维修工具、仪表、专用设备、仪器1、万用表：万用表是三用表的约定俗成叫法。所谓三用一般指测电阻、交直流电流（但是一般指针式表只能测直流电流，而数字式表交直流都可以测试）。交直流电压。A使用指针式万用表应注意如下事项：1）测量电流和电压时，应首先选择挡位（千万不能旋错挡位），然后再测。如果误将电阻挡或电流挡去测电压，就极易烧坏电表。万用表不用时，最好将挡位旋至交流电压的最高挡。还要特别注意测试直流大电流时红表笔的插孔位置，用完后立即插回到原VAΩ位置。8/342）量直流电压和直流电流时，注意“+”“-”极性，不要接错，如发现指针反转，应立即调换表笔，避免反向时间长了损坏表头。3）如果不知道被测电压或电流的大小，应先用最高挡，而后再选用合适的挡位来测试，以免表针偏转过度而损坏表头。在线带电测量时，不能带电转换档位。4）测量大阻值电阻时，不要用手同时触及元件两端的裸露金属部分，以免人体电阻（数十千欧姆）与被测电阻并联，使测量结果不准确。5）测量电阻时，一般先进行电调零，将两支表笔短接，调“零欧姆”旋钮使指针到0Ω位置。如果顺时针调“零欧姆”旋钮至最大，指针仍然达不到0点，这种现象通常是由于表内电池电压不足或者表笔插头接触不良造成的，应插好表笔插头并换上新电池方能准确测量。6）要测量通过电的被测对象（如电解电容）应先放电，然后再进行测试。充有高电压的电容放电，可用220V白炽灯泡对其进行放电。7、使用数字式万用表参照指针式万用表应注意事项的1、3、4、6项。数字表内仅用一块9V或6V的电池，无论那个档位，都需要电池支持。电压档可以精确到小数点后二位。这在维修调整充电器和蓄电池时非常有用。需要指出是，数字表内部电池消耗到临界状态时，读数偏差很大，要及时更新电池。9/34B数字式万用表各档位的含义是1）V~:表示的是测交流电压的档位.。单位是：伏特V-:表示的是测直流电压的档位.。单位是：伏特mA:表示的是测毫安级直流电流的档位.。单位是：毫安A：表示的是测安培级直流电流的档位。单位是：.安Ω:表示的是测量电阻阻值的档位.。单位是：欧姆:表示的是测量二极管管压降的档位，也可以测量晶体管的参数以及导线的通断。2）数字式万用表的红笔表接到内部电路正极,黑笔表接到内部电路负极.。3）测量12v或者6v的单个电池要求使用直流20V电压档。4）测量36v或者48v的电池组要求使用直流200V电压档。5）测量普通整流二极管时，正常情况下，正向参数值应为400到700之间。反向测量时显示为1。6）当万用表处于电流档或电阻档时，切忌测量电池电压或220v交流电，否则将严重短路，烧坏万用表2专用调试电源①、专用调试电源可替代电池，其优点有：36V、48V通用，具有短路保护，过流保护，当电动车电有短路现象时，不会引起线路燃烧，控制器正负极接反，也不会损坏控制器。(详细使用方法见使用说明书)②、WS-2B电动车性能检测仪,能检测出电动车和充电器的主要10/34性能参数(8项参数)，初步确定电动车和充电器是否有故障，以及故障的范围。而且不用拆卸一个螺丝。可以测量电机的空转的电流，电动车的骑行电流，电动车的起动电流，控制器的欠压保护,充电器的低压,高压,充电电流,转灯电流等。(详细使用方法见仪器使用说明书)③、WS-1F无刷驱动系统检测配线仪是一台智能化的多功能仪器。它集(1)位置传感器（霍耳）检测，(2)电机电角度(60度，120度)检测，(3)电机线圈检测，(4)电机功率检测。(5)无刷控制器检测（60度，120度）等功能于一体，最实用的功能是：准确快速地完成控制器与电机的自动配线(15秒左右)。并且显示出来。更换一个无刷控制器只需5分钟。(详细使用方法见仪器使用说明书)第五节常用电机的原理及维修一、电机内有绕组和磁钢，当绕阻内通入电流时，会产生磁场。这个磁场与磁刚的磁场相互作用，使转子旋转。二、一般来说电机的速度与电机的结构及外部电压相关。线圈匝11/34数越多，速度越慢，匝数越少，速度越快。磁钢的磁场强度越弱，定子和转子之间的气隙越大，速度越快，但扭矩越小。加到电机上的电压越高，速度越快。三、有刷低速电机检修程序1、关闭电源2、用手转动电机，正常情况下，正转轻松无