电动自行车铅酸电池位置设计的优缺点
市面上的电动自行车,绝大部分以铅酸电池为动力源,因为铅酸电池廉价可靠的特性深受消费者的认同。而电动自行车的设计,主要就是围绕电池这个中心来进行的,由于铅酸电池重量较重:36V12Ah(3节)重约12.6Kg,24V17Ah(2节)重约12.4Kg,而标准铅酸电池的外形尺寸:12Ah为151x94x98mm,17Ah为168x77x181mm,因此整车设计主要受到这两个条件的限制。本文就目前出现的主要车型对电池的各种布置进行一个简单探讨,以供参考:
一、斜梁式 设计:此类车型的设计概念起源于自行车大弯梁的经典造型,市场上较为流行,由于设计巧妙地吸收了传统自行车的斜梁概念,使得支撑骨架既是车架大梁,又是电池底座的支撑部分,前后车轮电机电池的重量载荷分布较为均匀。 优点:外形符合自行车传统观念,消费者容易接受,电池锁及电门锁位置较为顺手,电池提放方便,上下车与自行车相似也较为方便。 缺点:一是双脚不易同时着地。图一车型由于铅酸电池的标准长度为151mmx94mmx98mm,三节电池总长为453mm,实际设计外形尺寸长度要达到460mm以上,图二车型的电池采用了横向叠加,外观显得比较粗重,缩短了车把与坐垫之间的距离,但受此条件限制,一般车型轮径为24英寸,低于24英寸则难以满足国家标准中的脚蹬地面间隙,而在此高度条件下,骑行者在车子静止时,身高为1.65米以下者一般无法双脚平稳着地,因此对“小个子”来说,安全性不足够。二是电池在整车平衡中重心偏高,图二将电池由长度方向改为横向布置,缩短了整车的长度,但是仍然无法降低其重心,相当于在自行车书架上放置了一件重物,因此平稳性不足,在雨天路滑的情况下快速转弯时容易滑倒,发生安全事故。车子一旦倒下,体态弱小者将难以将重达38公斤的电动自行车轻松扶起。当然,身材高大者另当别论。
二、倒斜梁式 设计:此设计颇具创意,将电池的位置由传统斜梁正向摆放大胆改为反向布置,形成较为独特的外形风格。 优点:由于电池盒反向布置,车架大梁既可以支撑电池,又可以作为车架结构的主体部分,因此可以悬空座管,合并座管与电池盒底座设计,使得车架更加简洁合理。同时,保留了自行车的传统外危舷鲁捣弦话阆颜叩南肮撸绯睾械娜》乓脖冉戏奖闼呈帧 缺点:由于电池排列为长度方向的叠加,因此3节电池的长度决定了一个三角形斜边的长度,整车重心仍然较高,电机重量加上电池重量再加上人体重量,整车负荷显得不够均匀,前轮略显轻浮,因而骑行时转向不够稳定。与上述斜梁式的缺点相似,此种设计的安全性和稳定性都不是十分优良。
三、后插式 设计:图四设计概念起源于日本雅马哈,图五,由于原设计采用的是镍氢电池,因此其布置显得非常轻巧和美观。 优点:保持了传统型自行车的大弯梁的特点,符合骑行者上下车习惯,同时符合载重习惯。 缺点:与一般24英寸轮径车型相比较,整车尺寸明显加长至1780mm,加长的尺寸一般在200mm左右,这实际上就是电池加上外壳的尺寸,给人一种人高马大的感觉,身材低于1.65米者双脚不易着地;整车负荷较为集中在后半部分,稳定性稍差;同时重心高度与斜梁式相似,一旦翻倒不易扶起;取放电池时稍麻烦,需要打开机关后掀起折叠坐垫,同时取放电池的最高点需要距离地面1050mm才能完成,身高低于1.60米的女性或体力较弱者难以做到。
四、前插式 设计颇为新颖,布置电池既利用了整车的闲置空间,又保持了传统自行车的大弯梁风格。 优点:电池的排列改为高度方向的纵向叠加,使得整体电池外形变厚,整车重心下降,与倒斜梁式相比较,可以降低座管的设计高度,使得骑行者可以双脚着地,增加了安全性和稳定性。另外,取放电池与后插式相比较,省去了打开折叠机关的步骤,同时电池取放高度距离地面低于480mm,力气较小的女性也能够将电池顺利取放,这一优点大大优胜于后插式,显得比较简捷,符合消费者使用的简单原则。 缺点:尽管电池下坠到一定程度,但是整车的重心仍然在两轮车轴的上方,低重心设计的优点并不突出,此外,由于电池纵向叠加的缘故,整车外观感觉有如怀抱一个胖宝宝,显得较为沉重。
五、踏板式设计:此类车型受到消费者欢迎,原因是此款车型的设计源自女式摩托车。设计的创新之处在于将电池放置在脚踏 板下,既可以踏脚又利用了整车的闲置空间。 优点:在所有电池位置的设计方案中,这种设计的整车重心是最低的,甚至低于两轮的轴心。其好处在于利用了不倒翁原理,骑行时较易保持平稳,因而比较安全,就是车子意外翻倒,也比较容易扶起。另外整车的负载也较为均匀,分布比较合理,同时,骑行者双腿会比较舒适,长途骑行不易疲劳。另外,女性穿短裙也可以骑行。 缺点:由于电池位置的阻碍,踏脚中心不得不后移,从人体工程学的角度说不符合骑行的人体姿态,因此弱化了骑行功能,有的同类车型采用了长达270mm长的中轴,电池无电的时候,骑行比较费力。
六、中置式 设计:此设计打破传统,独树一帜,其别具一格的外形造型犹如轻便型的摩托车,形成了鲜明的个性。该设计巧妙地解决了电池布置时与链轮和座管设计间的矛盾。 优点:电池中置布置,相当于踏板式的电池由平放改为竖放,同时整车负荷分布均匀,保持了低重心的设计优势,从而骑行非常平稳。该设计由于电池位置的合理布置,从而强化了自行车骑行功能,是所有电动自行车种类中骑行最省力轻便的设计。取放电池高度也仅为480mm,力气较小的女性和体弱者均能顺利取放。最为重要的是该车的安全性。由于采用了20英寸小轮径,因此坐垫距离地面高度仅为700mm,身高高于1.56米者均可随意双脚着地,这对于在骑行中紧急刹车时尤为重要。该车型既适用于年轻人,也适用于讲求安全的女性及中老年人。缺点:此车型由于电池的中置,上下车改为跨式,因此不适合穿短裙的女性使用。
七、书架式 特点:将电池放置在书架上,巧妙利用了电动自行车的闲置空间,使得整车造型看上去简洁轻便。 优点:图十车身长度可以不受电池的影响,从而最大限度地保留了传统自行车设计的自由度;图十一的设计将电池隐藏于坐垫下方,基本上形成了女式轻便摩托车的外观效果,穿裙子的女性可以很方便地上下车。缺点:书架式的设计有利有弊,其负荷重心是所有车型中最高的,也最集中于后半部分,因此为了克服这个缺点,图十车轮设计为20英寸,图十一车轮设计为18英寸。尽管如此,就整车而言重心还是较高,负荷还是过于集中,因此无论骑行还是静止都不够稳定。图十一的电池设计,由于避震空间不够,因此采用了多个电池两端排列的方式,使得整车的宽度方向显得略微肥胖了一些。
八、菜篮式(锂离子电池)设计:这是一款锂离子电池的位置布置的车,如果是铅酸电池放入菜篮,就会显得头重脚轻。这个实例说明,电动自行车要有更好的设计,必须要有价廉物美的新型电池问世。优点:电池置放于菜篮,有效利用了电动自行车的闲置空间,菜篮的支撑设计也打破传统,改前轮轴心支柱支撑为车架主体支撑,使得车把转向时没有沉重的感觉,整车外观堪称最为简洁的设计之一。缺点:打破传统也有利弊,传统车把转向时,菜篮是一起转向的,此款车型不同,车把转向时菜篮是不转的,容易造成方向感错觉,不过久而久之就会习惯。 结语:综上所述,铅酸电池在电动自行车上的位置布置,直接影响到该车型的安全性和稳定性,同时也直接影响到消费者对产品的认同。不同身材的消费者购车选型时都要注意一个安全性原则,那就是人在坐垫上双脚能否着地。
电动车电池充不进电现象的检查和处理
1、故障现象
首先检查充电回路的连接是否可靠,检查连线与插头接触是否完好,认真检查插座和插头是否有“打火”烧弧现象,有无线路损伤断线等。
检查充电器有无损坏,充电参数是否符合要求:即初期充电电流达到1.6-2.5A/只;最高充电电压达到14.8-14.9V/只,充电浮充电转换电流达0.3-0.4A/只,浮充电压达到14.0-14.4V/只。
查看电池内部是否有干涸现象,即电池是否缺液严重。
还应检查极板是否存在不可逆硫酸盐化。极板的不可逆硫酸盐化,可通过充放电测量其端电压的变化来判定。在充电时,电池的电压上升特别快,某些单格电压特别高,超出正常值很多;放电时电压下降特别快,电池不存电或存电很少。出现上述情况,可判断电池出现不可逆硫酸盐化。
2、故障的检查和处理
先将充电回路连接牢固,充电器不正常的应更换。干涸的电池应补加纯水或1.050的硫酸,进行维护充电、放电恢复电池容量。如果发现有不可逆硫酸盐化,应进行均衡充电恢复容量。干涸的电池加液后的维护充电,应控制最大电流1.8A,充电10-15小时,三只电池的电压均在13.4V/只以上为好。如果电池之间电压差别超过0.3V,说明电池已经出现不同步的不可逆硫酸盐化。对于发生不可逆硫酸盐化的电池,需要更换整组电池或激活电池。
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