理论教育 图解电动车核心元器件识别与检测

图解电动车核心元器件识别与检测

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:图1-137 电动车铅酸蓄电池外形实物2.电动车蓄电池识别与检测电动车使用的蓄电池种类很多,主要有铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池、镍镉蓄电池、高分子聚合物锂离子蓄电池、锌空气蓄电池及燃料蓄电池等类型。维修笔记检测铅酸蓄电池:铅酸蓄电池的检测包括蓄电池溢流阀检查、蓄电池气密性检查、蓄电池外观检查、蓄电池容量检测等方面。

图解电动车核心元器件识别与检测

1.电动车车体识别与检测

电动车车体因车型种类很多,其车体设计不尽相同,但基本配置都一样。如图1-136所示,主要由车架、前轮、后轮、辐条、链罩、链条、中轴、电动机后视镜、转向把、制动把、仪表盘、鞍座等部件组成。

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图1-136 某电动车车体结构部件名称

维修笔记

检测电动车车体:检测电动车车体的内容包括紧固车把固定螺钉;紧固车轮固定螺钉;紧固前叉锁紧螺母;检查转向是否灵活;检查制动是否有效,必要时紧固制动线或调节制动线螺母及车闸上的调节螺母;经常保持轮胎气压正常,清除胎内异物,及时校正偏歪的气门嘴;经常检查并调节链条的松紧度,检查链条接口处锁片有无脱口现象。

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图1-137 电动车铅酸蓄电池外形实物

2.电动车蓄电池识别与检测

电动车使用的蓄电池种类很多,主要有铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池、镍镉蓄电池、高分子聚合物锂离子蓄电池、锌空气蓄电池及燃料蓄电池等类型。其中电动车上使用较多的为铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池。因铅酸蓄电池性价比比其他类型蓄电池高,所以目前市面上的电动车基本上都配备为铅酸蓄电池。它们各自的特点如下:

(1)铅酸蓄电池

铅酸蓄电池全称为密封式免维护铅酸蓄电池(见图1-137)。36V、12A·h蓄电池重12.6kg,一次充电续航里程可达70km,蓄电池平均使用寿命在一年以上,但是它的缺点是比容小,即在同样的容量下,蓄电池重量和体积都大。

目前的铅酸蓄电池基本上是由浮充类型的蓄电池发展而来的,浮充蓄电池不适应快速充电和大电流放电,虽然技术人员花费了大量的心血进行了卓有成效的改进,可以进入实用了,但是其寿命还是不怎么理想。由于它成本低廉、技术成熟、使用性能稳定、原材料来源丰富及铅回收率高等优点,目前电动自行车上采用这种蓄电池比较多。

(2)镍氢蓄电池

镍氢蓄电池称(见图1-138)为环保蓄电池,它对环境污染小、自放电小、有较大的比能量和较大的充放电电流、其安全性能较好、工作寿命较长。电动自行车常采用48V、12A·h的蓄电池,比能量高于镍镉蓄电池,一次充电能行驶23km。它克服了镍镉蓄电池的缺点,没有记忆效应。

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图1-138 镍氢蓄电池外形实物

镍氢蓄电池的比容比铅酸蓄电池大很多,单体蓄电池的寿命也比较高,其大电流充放电特性也比铅酸蓄电池好,但是它的缺点是价格高,串联蓄电池组的管理问题比较多。所以,镍氢蓄电池的发展受到很大的制约,目前随产量增长价格也有所下降,在部分国产电动自行车上已得到应用,美国、日本均已近产业化。

(3)锂离子蓄电池

锂离子蓄电池重量轻,低温性能强,在-20℃条件下仍可使用,解除了铅酸蓄电池怕低温的问题。图1-139所示为两种锂离子蓄电池外形实物。

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图1-139 两种锂离子蓄电池外形实物

另外,锂离子蓄电池的电容量较高,而且非常轻巧,额定电压为3.7V,具有无记忆效应、工作电压高、循环寿命长等优点。它的缺点如下:快速充电和大电流放电性能差及管理和使用比较复杂,要求有严格的安全措施,还需要配备电子保护电路、蓄电池管理系统和热管理系统等。在电动自行车上使用,必须要使用串联蓄电池组,而串联蓄电池组的保护电路复杂程度远远超过单体蓄电池的保护电路,其材料成本也大大增加。目前一个良好的锂离子蓄电池保护电路的成本接近蓄电池本身的价格,而聚合物锂蓄电池的爆炸杀伤力低于锂离子蓄电池,但是也存在着爆炸和燃烧的可能性。

维修笔记

检测铅酸蓄电池:铅酸蓄电池的检测包括蓄电池溢流阀检查、蓄电池气密性检查、蓄电池外观检查、蓄电池容量检测等方面。

1.蓄电池外观的检查

一般检查蓄电池外壳是否变形、破损、渗漏、污染;正、负接线柱接头是否松动、硫化、发热;螺纹孔塞上的通气孔是否阻塞;安全阀是否阻塞等。

2.蓄电池溢流阀的检查

检查溢流阀时,应将上盖取下,先观察溢流阀周围有无酸液,然后将溢流阀取下,看其是否黏连、松动或损坏。

3.蓄电池的气密性检查

拆下蓄电池,用气压测试装置(可用血压计代替)往蓄电池内充电,使压力达到30~40kPa,观察压力表是否稳定。也可以将蓄电池置于水中观察是否有气泡溢出(极板露在水面上)。若压力表的压力迅速下降,或放入水中后有气泡溢出,均说明蓄电池的气密性不良。

4.蓄电池容量的检测

检测电动车蓄电池的容量,可采用专用蓄电池容量检测仪(见图1-140)进行检测,其具体检测方法如下:

1)用检测仪的红色(正极)、黑色(负极)夹子分别夹在被测试蓄电池的正、负极上。

2)按下检测仪的红色检测键,注意不要超过5s,该检测仪的显示表上有绿色、黄色、红色、红色之外分别表示蓄电池容量正常、亏电、必须充电、断格损坏四种情况。如果检测表的指针停在正常的绿色刻度上,说明蓄电池正常;若指针停在黄色刻度上,说明蓄电池亏电;若指针停在红色刻度上,说明蓄电池必须充电;如果指针停在红色刻度之外,说明蓄电池已经断格损坏。

图1-140专用蓄电池容量检测仪实物

3)该仪器每次只可检测一块6V或12V的蓄电池,如电动车采用24V、36V、48V、60V、64V、72V、84V等以上的组合蓄电池,应分次逐块检测单块蓄电池。

5.蓄电池是否短路或断路的检测

打开蓄电池,用金属丝接触蓄电池内部的金属条,测其单格电压是否正常;若异常,则说明该蓄电池存在短路或断路的现象。(www.daowen.com)

6.极板是否硫化的检测

在正常充电时,使用万用表测量其充电电流,若充电电流很小,而蓄电池电压上升很快,可达到2.90V/格,而且一放电就下降到1.74V/格以下,则一般是蓄电池极板硫化所致。

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图1-140 专用蓄电池容量检测仪实物

3.电动车控制器识别与检测

随着电动车配置不断提高,控制器的技术和性能也在不断改进,从最早的电阻式简单控制,进化到由电子元器件组成的模拟控制电路,再进化到专用集成电路数字控制,也就是智能控制,目前已研发出了DSP专用控制技术。其种类很多,按结构分为整体式和分离式,按功率划分分为大功率和小功率,按所装配的电动机又可分为有刷控制器和无刷控制器。两种控制器大体上相同,只是在控制器与电动机的接线方面有所区别。另外,不同显示功能的控制器,其接线也不一样。

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图1-141 有刷控制器外形实物

(1)有刷控制器

有刷控制器(见图1-141)因本身可以换向,绕组在不同的位置就会产生与磁钢相对应的磁场,同时由于电动机没有传感器,所以控制器不需要配置换相功能电路及其器件。微处理器也不需要处理传感信号,其输出线较小,集成电路也比较简单。

有刷控制器一般与有刷齿轮传动直流电动机和有刷无齿轮传动直流电动机配套使用,其控制原理基本相同。

(2)无刷控制器

无刷控制器(见图1-142)由于使用直流电而无换向的电刷,其换向控制比有刷控制器结构要复杂得多,一般与盘形电枢有齿减速的高速无刷电动机和外磁钢转子的低速无刷电动机配套使用。它有多根输出线和智能微处理器芯片,显示功能也比较多,而且其使用寿命长,免维护,对电动机、电源保护更全面。是目前电动车使用最普及的动力源,广泛地应用于各类智能型电动车中。

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图1-142 电动车无刷控制器各引出线示意图

无刷控制器发展迅速,新品种不断涌现,各种产品设计不同,但同类型、使用同集成电路的控制器都基本相同,只是由于设计思路不一样,使控制器周边电路存在较大的区别。另外,由于使用的集成电路不同,其控制电路也就大不相同了。但不管采用何种控制器,其电路主要由电源稳压、供应;信号输入与预处理;智能信号处理、控制;驱动控制信号预处理;功率驱动开关五大部分组成。

维修笔记

检测控制器:检测有刷或无刷控制器时,显示盘必须与控制器相配套。检测内容包括控制器的效率和功能两个方面。检测方法也有两种,可在电动车电路中串入测量仪表进行测定,也可以对单个控制器进行测定。现就控制器性能和无刷控制器好坏的检测具体方法介绍如下:

1.控制器性能的检测

如图1-143所示,在蓄电池与控制器之间串联一个可变电阻,电动机转动时调节可变电阻,若电动机出现瞬间停转,则此点为欠电压保护点。

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图1-143 检测无刷控制器示意图

2.无刷控制器好坏的检测

无刷控制器的检测方法如图1-144所示,用万用表的R×1k挡测量无刷控制器的正、负电源进线与电动机三根线间的正反向电阻值是否相同,若正反向阻值相同,则说明该无刷控制器正常;若与一根线正反向电阻阻值不相同,则说明控制器是损坏的。若正负电源进线与电动机三根线间的电阻阻值相同,再在线检测霍尔和手柄之间引出线是否有5V以上电源,若否则说明其损坏;若均正常则说明该无刷控制器是好的。

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图1-144 用万用表检测无刷控制器性能

4.电动车电器的识别与检测

电动车充电器是从电动车中独立出来的一种给蓄电池补充电能的装置。其工作就是在蓄电池放电后,按与放电电流相反的方向用直流电通过蓄电池,使电能在蓄电池内转化为化学能储存起来,恢复其电能,这个过程叫做蓄电池充电。它的好坏对蓄电池的使用寿命及电动车的正常行驶有着直接影响。因电动车使用的蓄电池有多种类型,所以各种类型的充电方式也不尽相同,充电器功能也就各异,但工作原理大同小异。目前市面上的电动车充电器的类型主要有三段式充电器和具有蓄电池修复功能的充电器,而且一般都带有散热风扇。它们的外形实物如图1-145所示。

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图1-145 常见的两种充电器外形实物

维修笔记

检测充电器:电动车充电器性能的好坏可使用电动车充电器检测仪(见图1-146)检测。检测时,只需把被检测的充电器先插上220V的电源,再把充电器的输出线插入充电器检测仪相应的检测输入插座,即可检测并显示充电器的充电电压和充电电流。

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图1-146 充电器检测仪外形实物

充电器检测仪只需数分钟即可检测出充电器性能的好坏,但若没有此仪器,也可通过检测充电器的实际参数进行判断是否正常。具体检测方法如图1-147所示,利用一组放过电的蓄电池,将蓄电池、电流表、充电器、可变电阻串联在一起,再接通市电,测量其充电电流和电压,并记录。然后对可变电阻进行调整,观察电流、电压的变化并作好记录,直到充电器显示充足或终止充电为止,将所测得的参数与正常的充电参数进行对比,若偏差较大,则可判断充电器可能不正常。

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图1-147 检测充电器电路

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