电动自行车电机效率和功率Word文档下载推荐.docx
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”。
不成!
因为提高效率是以有效材料(铜线、导磁材料,永磁材料)的付出为代价,即效率越高,材料消耗越多,成本越高,电机也越重。
传统的电机设计有一种经典理论,即效率提高1%,有效材料要多消耗10%。
对于电动自行车电机来说,想要大幅度提高效率不仅仅是单纯的材料成本问题,整车重量和体积恐怕都是不允许的。
上面我们说过,电动自行车电机设计应当采用“性能原则”设计,那么如何确定一个标准性能呢?
电动自行车的车体状态参数(轮胎花纹,规格,充气状态),和骑行状态参数(骑行速度,路面状况)复杂,还无法用用一个标准的参数去描述骑行状态。
一般来说,在以20Km/h的速度恒速平地骑行、标准负载质量(75千克)和无风的条件下,电动自行车消耗的功率为95-115W,平均功率为105W,我们可以认为这就是电动自行车“标准骑行状态”时的电机功率。
考虑到在有弱风和非连续性的小的坡度下也能骑行(允许速度有所降低),而且要有一定的动态性能(加速度),电机的功率150-180W也足够了。
电动自行车在城市骑行经常运行于起动-加速-恒速-减速-制动状态,恒速状态常常是十分短暂的。
在加速过程中,电机的极限输出转矩或功率(更准确的说应当是转矩,因为功率还与转速有关)取决于控制器的限流。
3倍额定电流(标准骑行状态105W时电流,36V时大约为3.6-4.0A,与电机效率有关)为12A(24V为18A),可以获得大约3倍的额定转矩。
如果要想获得更好的动态性能和爬坡性能,就要求电机的额定功率达到200W以上,此时电机在“标准骑行状态”运行,可能并不是最省电的。
大量的计算和实践表明,对于电动自行车电机,其性能差异主要是电机的转速,而不是有刷或无刷电机。
对中、高速电机带2-3级减速机构(俗称有齿电机)和低速不带减速机构的直接驱动电机(俗称无齿电机)进行比较,并用一个统计的曲线(20km/h,610mm电动自行车)来描述(图1)。
由曲线可以看到,低速电机(无齿电动轮毂)在A区和B区附近有较高的效率,一般可以达到82-73%。
在C区(加速运行状态)效率表现较差。
减速电动机则有相反的表现,即在B区(标准骑行状态)效率逐渐呈现上升的趋势,总体平均值比低速电机低一些,一般在72-78%之间(与减速器有关)。
在加速区表现比低速电机好,效率的最大值发生在C区甚至D区。
在D区,低速电机的表现比减速电动机差很多,不过限流区是非工作区,所以没有实际意义。
单就效率指标而言,低速电动轮毂和减速电动机相比,都没有压倒优势,可以说各有优缺点,目前不可能排斥掉任何一方。
由于电动自行车运行的特殊性,用单一的“标准骑行状态”也不是完全合理的。
如果用一个统计的加权系数来修正效率曲线,并取A,B,C三个实际运行区间曲线下所包络的面积来确定“等效”的效率,是比较客观的,不过这样会使数据的处理变的特别复杂,难以操作,尤其在电动自行车这个行业。
所以我们还是认为引入“标准骑行状态”是必要的。
具体来说“标准骑行状态”就是
功率P2=105W(可以通过进一步认证确定更合适的数值)
车速V=20km/h
V=π*D*N*60*10-6=1.885*N*D*10-4km/h
D——计算轮径,mm(实际骑行时车胎直径会比空载时车胎直径小一些)
N——转速,r/min
以610mm电动自行车为例,电动轮毂的转速是
N=106103.3/D=106103.3/610=174r/min
转矩M=9.55*P2/N=9.55*105/174=5.76Nm
之所以引入功率概念而不是转矩,是因为在一定的车速下,不同的轮径转矩不同,而功率基本相同。
P2=M*N/9.55=D/2*F*N/9.55=K*F*V=常数(V一定时)
F——电动自行车驱动力(水平分量)
M=D/2*F
如果标准中同时规定在“标准骑行状态”105W和C区的中间点,约150-180W两种状态下的效率(或效率平均值)就可以规范电动自行车的实际运行性能。
105W时功率称为“标准骑行功率”;
150-180W的输出功率可以规定为“额定功率”。
目前有许多企业用效率曲线的最高点作为产品的“额定”状态是错误的。
因为无论是低速电动轮毂还是减速电动机,其“工作点”都不在效率曲线的最高点。
再者,电动自行车运行是一个区段而不是一个点。
另一误区是商家竭力把自己的产品功率标注得很大,有时甚至超过了电机可能达到的最大功率(也许功率也与销售价格成正比吧!
)。
由于电机输出功率
P2=M*N/9.55
随着转矩M的增加(电流成比例增加),而转速N却在减少,所以P2有一个最大值,当电机的转矩小于负载转矩时,电机就制动了(N=0),此时电机的转矩最大(电流也达到最大,称为短路),而输出功率P2=0。
对于低速电动轮毂来说,最大功率一般做不大。
例如额定转速为180r/min的电机,最大功率达到210W就不错了。
转速越高,最大功率也越大。
额定转速2000r/min以上的电机,最大功率达到400W就不足为奇了。
就电机的额定功率问题。
YAMAHA认为他们将电机的额定功率定在235W(我们国家标准定在240W是否参考了日本技术条件,不知道),是因为他们的电动自行车可能运行在日本的丘陵地带,这是他们的国情。
YAMAHA的电动机毫无例外的采用高速电机(有刷无刷均如此)235W的额定功率并不难达到。
我们国内的中轴驱动用的电机(转速约2000r/min)也能达到这个水平,甚至力能指标还比日本高一些。
应当指出高速电机(4000r/min左右)可能要用到3级齿轮减速或2级摩擦减速(YAMAHA和国内有一家企业生产的迷你轮毂曾经用过),电机空载电流较大,效率的最高点有可能超出实际运行区,而进入限流区,电动自行车实际耗电较大,并不一定节能。
骑将电机拆卸内部图
好久没在这个版块发帖子了自从我第一个发出骑将电机测试报告以后,得到了一些网友的肯定和善意的评价,同时招来了一些鸟人JJWW说三道四搞得我跟厂家的托一样。
所以搞得我后面的测试懒得再发了,今天发一些骑将电机内部构造图,给大家欣赏下,给后面需要购买或者已经购买了电机的朋友一些参考。
但是不我欢迎自以为是的所谓“高手”指手画脚!
毕竟我花了整整一天时间拆卸电机,请尊重他人的劳动成果!
我的电机是今年2月6号装车的10月份发回厂家返修过一次,第一台电机是第一代骑将500W的,由于电机漏油所以跟厂家联系以后,发回从新给我换了个800W2代电机,一代和2代区别是2代油是密封在单独的波箱里面,除非波箱漏油,基本杜绝了电机渗油的现象,2代到手以后也用了2个月了但是从拿回来以后就发现电机老是有“答答”的声音转到特定的位置就会发出,一直百思不得其解,其实并不影响骑行,只是我个人追求完美,听不得这种声音,也跟厂家联系过,厂家意思又要我发回去但是我觉得太麻烦了花费金钱不说,还要忍受很长一段时间没有车子骑的痛苦,骑惯了有齿电机,享受到那种暴力推背感,再也不想骑无刷无齿的普通电机了,而且我想,电机迟早是要过保修期的,迟早会要自己去修,与其过了在动,还不如现在试试,不行还可以发回去保修,所以我自己跟厂家联系决定还是自己拆开看看自己能搞定就搞,搞不好再发回去,这就是我为什么会选择拆卸这个电机的原因,
说了一大堆废话,不说了开始上图,拆卸电机首先是从靠鼓刹这边把轮毂上的那些螺丝拧下,然后用起子慢慢翘起盖子,均衡受力两边都要塞撬棍类东西吧盖子翘起,如果还是打不开只能翘起用铜棒一类的东西敲击轴,(千万不要用铁一类的东西敲打,很容易把轴打坏!
到时候别怪我没提醒你)让里面的轴承和边盖脱离,打开以后就是这个样子
然后直接把整个电机波箱连接电机一起拔出来,注意换挡这边有个轴套和O型圈别掉了,拿出电机这一坨就是这个样子
波箱侧面
然后把波箱打开松开第二张图上的6个螺丝
用橡皮锤轻轻敲打两边把盖子震松把波箱盖打开就现出庐山真面目了
一个主动斜面齿右上角这个就是电机出来的主动齿轮,边上这个是两个塔形齿轮最左边这个就是两个齿轮上下各一个一个内齿一个外齿
波箱盖的另一侧,最左边这个齿轮就是套在棘爪变速轴上的,里面有棘爪,按住棘爪把齿轮拿出来,边上两个齿轮都是直接套在轴承里面的,也是直接拿出来,
我大拇指恰住的位置就是棘爪上下都有两个齿轮依次掐住拿出,把这就是拿出来的齿轮细节照用游标卡尺都量一下
记下数据以后为以后维修留下必要的数据,还有很多照片没发,自己留个底,把所有的齿轮放到煤油里面清洗,波箱里面也用抹布抹干净,依次装回
,安装齿轮要注意就是齿轮两面都有倒角的!
倒角大的朝棘爪方向,作用是缓冲减少对齿轮的冲击,当然你不管正反也没关系,齿轮相对没那么经搞!
安装的时候一定要非常的细心、认真!
盖上波箱边盖,用橡皮锤敲紧四周
最后上螺丝,当然我还自己做了个改动,当初这个电机没有注油孔只有一个排油孔,于是就自己钻眼攻丝装了一个上注油孔,照片忘记拍了不过买过骑将2代电机的朋友应该可以从第一张图看出我的电机与他们的有什么不同了,通过拆波箱自己分析发出“答答”声的原因是因为装上平叉拧螺丝的顺序问题,我平常都是先拧紧靠鼓刹这边,然后再拧靠挂档杆这边由于是棘爪变档里面的棘爪轴被拉到靠右边棘爪就会与内齿边缘挂碰发出“答答”的声音如果先拧紧靠挂档这边轴固定死了就不会被右边的螺丝背过去,我装好以后试车一天再也没有令人心烦的答答声了,换了美孚的齿轮油以后电机感觉都舒服很多,电流下降了一些,从电压表压降可以看出来,另外关于加油的问题,我个人认为加夏天加齿轮油冬天加高抗磨液压油比较合适,根据波箱大小合适的容量大概是200-250ML为宜加多了反而不好内阻力反而大了。
结束语:
通过拆卸电机,可以看出骑将电机的设计思路还是不错的,齿轮硬度不错,光轴承就用了6种有6004、6003、6201、6808、6809、6002,其中6004在鼓刹盖这边外面有骨架密封圈和O型圈加轴套套在轴上,左边换挡这边是6201其他四种都在波箱里面,
这次换油根本就没看到有铁屑状的东西,但是齿轮加工精度和,一些内部设计存在问题,比如换油不方便,非要打开边盖才能换油,电机霍尔部分裸露在外,万一波箱漏油很容易再次渗油进入电机,如果再加个密封垫护罩可能会更好保护电机,总而言之一个产品的成熟时需要不断完善的!
作为消费者来说,就看你的出发点和取舍,如果像我一样追求大扭矩需要经常带人带货上坡骑将是不错的选择,但是需要自己有足够的动手能力作为后盾,如果只是尝鲜建议不要使用还是无刷无齿好!
有齿电机毕竟是需要人来维护的!
辛辛苦苦写了这么多希望能给朋友们一点帮助。
最好的电动车电机是哪种?
恳请电机高手赐教,谢谢。
[b][color=Red][size=7]真正的高手大侠请直接看第三页,
新概念的电机[/size][/color][/b]
请教:
无刷有齿电机优点多多,也不贵,为什么不太流行呢?
无刷有齿电机的缺点是什么呢?
是不是齿轮寿命的问题?
那么齿轮的寿命现实究竟如何呢?
铁鹰,八通,新大洋哪个好呢?
===================================
我们这里是“典型的丘陵地带”,
本地目前销售的车绝大多数采用的是“无刷无耻”电机,
实际应用中变现很不好,电机寿命倒是没事,
可是上坡慢的象“蜗牛”,电池的寿命象“卫生纸”
这才是我来求助的原因
[b]寻找“上坡表现好”“电池寿命长”的电机解决方案。
[/b]~~~“无刷有齿”是我现在最看重的电机解决方案。
那位大侠熟悉电机质量,推荐几个品牌。
[[i]本帖最后由seesm于2009-1-400:
56编辑[/i]]
seesm发表于2008-12-2103:
40
这是铁鹰公司的部分宣传资料
我不太了解电机,转过来作为背景资料
我不是托,所以删除了铁硬的电话
真心求教,求各位大侠帮忙解惑
===========================
V8超强核磁动力机热销中!
浙江省台州市中南铁鹰电机厂
铁鹰电机全体技术人员,在经过无数次的破坏性测试后,终于研制出目前电动车行业
中最流行V8超强核磁动力机。
其特点:
全钢齿减速结构,寿命老化经过六万公里疲劳测试,
齿轮零磨损。
此电机结合了目前所有无刷电机的优点,真正做到“滑行王、爬坡王、长跑王
”三核动力。
具体分析如下:
滑行——离合器经过重新设计,采用中心离心力打开,零阻力滑行。
爬坡——电机中心转子高转速经过7:
1变速产生转矩的工作原理,体现出电机小功率
大扭矩、在爬坡中发挥后劲力量的特点,使得爬坡轻松自如。
长跑——电机中心转子高转速经过7:
1变速产生转矩,在骑行过程中是中心小电机小
功率在工作,能使行驶电流减少,增加里程。
------------------------------------------------------
铁鹰电机技术部全体科研人员,在原有号称"
省电爬坡王"
的电摩电机的基础上,集合目前所有
无刷电机的众多优点,经过无数次的破坏性路试后,终于研制出目前电机行业中最具卖点,独
一无二的内置离合器的电摩电机,其特点:
行星齿轮减速结构,寿命老化经过六万公里疲劳测
试,齿轮零磨损。
真正做到“滑行、爬坡、长跑”三核动力。
滑行——离合器的设计应用,零阻力滑行,采用6.3:
1的行星齿轮减速,有效的降低
中心齿轮承载冲击。
选用强韧性复合材料作为行星轮料基,降低齿轮啮合噪音。
配合齿面高
强度复合材料,增加齿轮的啮合精度和耐磨性。
爬坡——电机中心转子高转速经过6.3:
1变速产生转矩的工作原理,大变位特种齿形
的优质钢材冷挤压成型后的内齿圈,能使齿轮咬合齿面更加宽广、齿轮传动更加轻快更加高
效。
体现出电机小功率大扭矩、在爬坡中发挥后劲力量的特点,使得爬坡轻松自如。
长跑——电机中心转子高转速经过6.3:
1变速产生转矩,在骑行过程中是中心小电机
小功率在工作,能使行驶电流减少,增加里程。
-----------------------------------------------
无刷有齿迷你小电机成功上市!
浙江省台州市中南铁鹰电机厂发表时间:
2007-11-278:
38:
03
本公司技术部全体工作人员,针对目前电动车行业电机爬坡、电耗及续行里程的实际情况,
同时结合电动车新国标的要求,新开发一款无刷有齿迷你小电机,其特点如下:
价格:
整
机价格同行业国内最低。
滑行:
内置超越离合器,独特的完美设计,有效延长续行里程,给经销商增加卖点。
力量:
高转速的内置机芯,经行星齿轮减速所带来的澎湃动力,给用户上下班载人解决了问
题。
里程:
低电流的行驶,有效缓解电流对电池的冲击,从而延长电池使用寿命,减少用户使用
成本。
外型:
外型直径125。
小巧玲珑,外观高雅。
重量:
总重量3.5公斤,适合新国标车型。
结构:
完美的内部结构设计理念,全新展现节能高速电机与众不同特特点。
规格型号:
12寸16寸18寸辐条轮20寸22寸24寸
无刷有齿高速小电机特点!
2008-6-259:
17:
15
本公司最新研发出一种(内转子)无刷有齿高速小电机(重量适合新国标车型,最大功率
能做到400W,产品已申请国家专利,专利号为:
ZL2006.20108810.X),正常行驶里程比普通
电机(48V10AH16寸的电动车)增加20公里左右力量增加了30%,实现了小电流大扭矩
,大大延长了电池的使用寿命,而价格与普通电机一样现已投放市场。
我公司真诚希
望各电池厂家多推广,共同发展电动车事业,为电动车行业作出贡献!
现已有部分合作单位:
绿源、上海立马、上海王派、上海凤凰、赛克、福象、万德工贸等
49
转载:
[url]
优点:
从电机效率和爬坡性能上说无刷有齿比无刷无齿好,体积更小。
缺点:
无刷有齿和无刷无齿比造价高、骑行噪音大、要维护润滑齿轮,无刷无齿电机免维护。
-------------------------
有齿的是齿轮噪音
---------------------
维护其实也很简单,只需将电机打开在齿轮上添加润滑脂即可。
无刷有齿电机的性能要比无刷无齿电机好的多,在动力上以最小的功率获得更大的扭矩,提高爬坡性,减小电池的负担。
品牌电动车多选择无刷有齿电机。
你现在会选择无刷有齿电机!
----------------------------
我们的有些客户就是生产无刷有齿的,不过不同的厂家的产品也存大满大差别的。
我第一次拿到一个客户的电机样品去配控制器的时候,我不止一次地问了技术人员,这电机是不是坏了,因为在断电情况下,把电动车往后推,很费劲,(因为以前骑那种普通电机的车的时候,很容易推),而且噪音很大,给人的第一感觉是电机里面出问题了。
而我每次都被告知,这是正常现象。
不过,如果不是我们,而是普通的不懂电机的消费者的话,我肯定有80%以上的人,会认为是电机出问题了或者是车子出问题了。
不过,第二次拿到另一个客户的样品时,这种情况就不那么明显了,虽然后推的时候,还是有一点的阻力的噪音,不过已经很小了。
有齿电机的动力是比较大的,起步速度特快,我自认骑摩托车好多年了,技术还过得去,不过在第一次试驾有齿的时候,还是吓了一跳,转把拉过来一点,车就冲出去了。
如果开车不熟练的人在闹市开这种车的时候,容易撞人。
爬坡能力是很强的,不过正常行驶的最高速度好像不高。
seesm发表于2008-12-2104:
10
●电动车常用电机的比较:
56
转载:
别相信商家给你信誓旦旦的保证他家便宜货跟名牌是一样的电机一样的电瓶~~~~好东西什么
都好,差劲的什么都差劲``名牌里用的控制器,另买都200多,杂牌的几十块```电瓶更别提
,掂分量就行,好的9斤多,孬的8斤半一块`
一半来讲,电动自行车用电机,有一下几种:
1.无刷无齿
2.无刷有齿
3.有刷无齿
4.有刷有齿
你去问商家,用的什么电机,他总会告诉你是用了高速电机,其实,只有有齿电机才是高速
的!
1.无刷有齿电机,是最好的,技术含量最高,最省电,成本也最高,非名牌里根本见不到,
若商家说他2500元以下的车子用了无刷有齿的,基本上是忽悠你~~
2.无刷无齿电机,这是几年前早期车子最常用电机,比较有劲,但是是低速电机,比较费电
,优点是没有碳刷,就没有碳刷损耗,不用定期清洗,缺点是控制线有8根,结构复杂,容易
出毛病,而且不好修``一个控制器就上百```
3.有刷无齿电机,这,才是我县市面上大部分抵档车型最常用的电机
有碳刷,就有磨损和损耗,容易出毛病,需要定期清理换向器,无齿,就是低速电机,但是
,这类电机结构最简单,成本最低,维修最简单,坏个碳刷3、4块,坏个控制器20-30块,所
以被大多数厂家采用,用这类电机的车子,也是最便宜的,只要预算充裕,尽量不要这类电
机的!
4.有刷有齿电机,属于高速电机,是中档车子常用电机,耗电比有刷无齿小,但是比无刷有
齿大,也是俺建议大家购买的类型,虽然有碳刷,要定期清理,但是由于是高速电机,碳刷
电流小,磨损也不很厉害,1年左右清理一次就可以了,而且,它用的控制器也是20-30的那
种,一旦坏了,维修比较便宜,总的来说,比无刷电机的故障率要低``采用这类电机的车子
,一般在1800元以上,俺给朋友买的,(忘记啥牌了``汗~`)前年时候1750元拿下,到现在
还很好骑``
关于有刷跟无刷之“刷”,指的是直流电机里的碳刷,按理说,直流电机都有刷,全名叫做
“碳刷换向器”,电流换向的同时,带来了损耗与磨损,但是现代技术克服了难题,采用了
“霍尔元件”来检测磁力方向,与控制器配合,来完成换向功能,优点是无碳刷损耗,缺点
是控制器复杂,有5根控制线和3根电源线,共8根电线通往电机内部。
有刷电机,只有2根,
一正一负两根电线。
这,也是鉴别有刷跟无刷电机的标志。
关于有齿无齿电机之“齿”,是指电机内部减速齿轮,低速电机当然不用减速了,本来转速
就不高,再减车子就不走了,只有高速电机,才用齿轮来减速,高速电机的工作电流小,效
率高,遇到上坡或者颠簸路面,对控制器和电瓶的冲击电流小`电瓶寿命比较长,`但是结构
比较复杂,成本也高,好在齿轮部分故障率比较低,不怎么出毛病。
`怎么鉴别有齿高速电机?
有齿电机内部有离合器,只用电机带动车子走,而车子不会带动电机转,所以,一旦半路没
电了,脚登着也轻`比普通自行车稍微费力一点而已,``而无齿电机,脚登着时候跟顶风骑车
似的,沉的很```````
在不加电的情况下,用手摇脚蹬子,很轻,而且不摇了,车轮还转很长时间的,就是有齿电
机的,摇着沉的,不摇了马上停止的,是无齿电机。
综上所述,大家购买电动车时候,有钱的就买“无刷有齿”电机的!
预算不充分的,就买“有刷有齿”电机的!
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