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第1篇　绪论2

第1章 电动自行车概述2

1.1 电动自行车发展概况2

1.2　电动自行车基本概念3

第2章 电动自行车基本结构5

2.1 电动自行车结构与工作原理5

2.1.1 电动自行车基本结构5

2.1.2 电动自行车工作原理6

2.2 电动自行车的分类与形式代号7

2.3　主要技术要求8

第2篇　电动自行车结构设计第3章　车体部分10

3.1　车架结构形式与安装尺寸10

3.1.1　车架结构形式10

3.1.2　产品分类与产品代号10

3.1.3 产品代号表示法11

3.1.4　车架的安装尺寸11

3.1.5　影响产品性能的主要因素13

3.2　车架前叉结构参数的选择15

3.2.1 车架、前叉几何参数的选择15

3.2.2　车架接头的选用23

3.3　车架、前叉受力分析24

3.4　车架减震系统结构形式的选择27

3.4.1　减震器类形27

3.4.2　减震器类型对减震性能的影响28

3.4.3　减震器形式与结构29

3.5　蓄电池安装位置选择31

3.6　前叉33

3.6.1　产品结构形式33

3.6.2　产品分类、形式尺寸与产品代号35

3.6.3　主要技术要求36

3.6.4　影响产品质量的因素37

3.6.5　前叉的选用38

3.7　车把41

3.7.1　产品结构形式41

3.7.2　主要技术要求44

3.7.3　车把的选择与使用45

第4章　车轮部分47

4.1 轮辋47

4.1.1　轮辋形式与形式尺寸47

4.1.2　轮辋接口形式49

4.1.3　主要技术要求49

4.1.4　影响产品质量的因素49

4.2　前后轴52

4.2.1　产品类型、结构及形式尺寸52

4.2.2　主要技术要求57

4.2.3 影响产品性能的因素58

4.3 辐条59

4.3.1　辐条形式、规格60

4.3.2　主要技术要求61

4.3.3　辐条的选用61

4.3.4　辐条长度计算62

4.4　车轮编织63

4.4.1　车轮编织对传动效率的影响63

4.4.2　车轮编织方法64

4.4.3　车轮编织中应注意的几个问题65

第5章　驱动部分67

5.1 脚蹬67

5.1.1　普通型脚蹬67

5.1.2 自锁脚蹬69

5.1.3　脚带式脚蹬71

5.2　中轴、曲柄与链轮72

5.2.1 中轴组件72

5.2.2　曲柄链轮75

5.3　链条79

5.3.1 产品结构、形式尺寸及产品代号80

5.3.2　主要技术要求80

5.3.3　产品选择及应用时要注意的问题81

5.4　飞轮81

5.4.1　单速飞轮81

5.4.2　多级飞轮84

5.5　变速器86

5.5.1 内变速后轴87

5.5.2　外变速器90

5.6 电动自行车脚踏行驶能力的基本条件96

第6章　制动部分99

6.1 轮缘闸99

6.1.1　普通前、后闸99

6.1.2　钳形闸104

6.1.3 前触闸112

6.2　轮毂闸113

6.2.1　抱闸114

6.2.2　涨闸116

6.2.3　随动闸120

6.2.4　脚闸121

6.3　盘形闸125

6.3.1　基本结构与产品分类125

6.3.2　产品性能特点126

6.3.3　盘形闸选购应注意的问题127

6.3.4　盘形闸安装应注意的问题127

第7章　镁合金在电动自行车上的应用128

7.1 电动自行车用材料概述128

7.1.1 电动自行车主要使用的金属材料及材料的力学性能指标128

7.1.2　以碳纤维为主体的复合材料129

7.2　镁合金材料在电动自行车上的应用129

7.2.1　镁及镁合金的理化性能130

7.2.2　镁合金在电动自行车上的应用131

7.2.3　积极开发研制适用于自行车的镁合金材料及其加工工艺131

第3篇　电动机136

第8章 电动自行车电动机概论136

8.1 电动自行车电动机发展简史136

8.2 电动自行车电动机的特点137

8.3 电动机的基本原理138

8.4 电动自行车电动机的分类140

8.5　低速电动机与高速电动机的性能比较141

8.6 电动自行车电动机的有关标准和电气性能要求143

第9章 永磁直流电动机145

9.1　永磁电动机145

9.2　直流电动机的结构147

9.2.1　直流电动机的基本结构形式147

9.2.2　直流电动机的绕组结构148

9.2.3 直流电动机的电刷149

9.3 电动机常数150

9.4　转矩和功率方程150

9.5 电动势方程151

9.6　直流电动机的电气特性和影响性能的因素152

9.6.1 电动机的效率152

9.6.2 电动机的输出功率和效率的关系153

9.6.3 气隙对电动机的影响155

第10章　无刷直流电动机157

10.1 矢量图的概念157

10.2　无刷直流电动机的基本原理和结构158

10.3　分数槽绕组161

10.4　无刷直流电动机绕组排列方法162

10.5　无刷直流电动机的电气特性165

10.6　无刷直流电动机用的霍尔传感器166

10.6.1　单极型霍尔传感器166

10.6.2　锁定型霍尔传感器166

10.6.3　双极型霍尔传感器167

10.6.4　霍尔传感器的使用要点167

10.7　无位置传感器无刷直流电动机168

10.8　无刷直流电动机与有刷直流电动机的区别169

第11章　中轴驱动装置170

11.1 电动自行车的中轴驱动装置170

11.2 中轴驱动装置的结构形式171

11.3　转矩助力驱动及传感器172

第12章 电动机的性能检验175

12.1 电动机的常规检验175

12.2 电动机的损耗分析法测试175

12.3 电动机的虚拟测试176

12.4 电动机性能的快速评估方法178

第13章 电动机的改绕181

13.1 电动机的改绕计算181

13.2 电动机的改绕185

13.3 电动自行车车速、电动机转速，功率与轮径关系185

第14章 电动机的使用与维修187

14.1 电动机使用注意事项187

14.1.1 直流电动机和无刷直流电动机使用中应当注意的共同事项187

14.1.2　直流电动机在使用中应当注意的事项188

14.1.3 无刷直流电动机在使用中应当注意的事项188

14.2　维修用的工具和电气仪表188

14.3 自制的专用工具189

14.3.1　霍尔在线检测仪189

14.3.2　30A/0～60V可调直流电源190

14.3.3　快速接线板191

14.3.4　轮毂端盖拆卸工具——起拔器191

14.3.5　端盖装配工具192

14.4　电动机的维修192

14.4.1 电动自行车电动机的故障判断192

14.4.2　电动机的维修193

14.4.3 电动机维修后的试验195

第4篇　控制器198

第15章 电动自行车的控制器的原理与设计198

15.1　控制器的命名方法199

15.2 电动机的PWM调速原理200

15.2.1 直流电动机转速与各物理量之间的关系200

15.2.2　永磁直流电动机的PWM原理200

15.3　直流电动机控制器202

15.3.1　应用TL494脉宽调制专用芯片构成的直流电动机控制器202

15.3.2　应用单片机HT46R47构成的直流电动机控制器204

第16章　无刷直流电动机的控制技术212

16.1 无刷直流电动机的控制原理212

16.1.1　三相半控电路212

16.1.2　三相星形联结全控电路213

16.1.3　三相角形联结全控电路216

16.2　无刷直流电动机控制专用集成电路217

16.2.1　MC33035专用集成电路218

16.2.2　MC33035专用集成电路应用实例221

16.3　无刷直流电动机的数字控制技术223

16.3.1　用单片机来实现无刷直流电动机调速、换相、正反转控制的基本方法223

16.3.2　单片机控制器的设计实例225

16.4　无位置传感器无刷直流电动机控制器234

16.4.1　无霍尔无刷直流电动机控制技术的基本原理234

16.4.2　无霍尔无刷直流电动机控制专用集成电路235

16.4.3 单片机无霍尔控制器典例239

16.5　无刷直流电动机控制的新技术241

16.5.1　PWM控制方式242

16.5.2　能量回馈——反充电244

16.5.3　电制动——EBS与EABS245

16.5.4　无位置传感器技术245

16.5.5　转矩助力技术与转矩传感器246

16.5.6　提高集成度和功能集成以提高可靠性247

第17章　控制器的可靠性保障措施252

17.1　可靠性概念252

17.2　可靠性预测252

17.2.1　正确选取元器件253

17.2.2　正确使用元器件253

17.2.3　优选电路254

17.2.4　简化线路254

17.3　三防设计255

17.4　其他应注意的问题255

17.4.1　软件编程255

17.4.2　线路板设计255

17.4.3　制造工艺255

17.4.4　建立健全质量保障体系255

17.4.5　影响控制器质量可靠性的外部不利因素255

第18章　控制器的性能检测257

18.1　性能检测项目257

18.2　控制器检测仪器257

18.2.1　有刷控制器检测仪257

18.2.2　无刷控制器检测仪258

18.2.3 电动机测功机—控制器综合性能测试仪260

第5篇　铅酸蓄电池及充电器第19章　铅酸蓄电池264

19.1　铅酸蓄电池的基本知识264

19.1.1　铅酸蓄电池的定义264

19.1.2　铅酸蓄电池的分类264

19.1.3　铅酸蓄电池的结构264

19.1.4　铅酸蓄电池的型号266

19.2　铅酸蓄电池的工作原理266

19.3　铅酸蓄电池的性能266

19.3.1　蓄电池的内阻266

19.3.2　蓄电池的端电压和充放电特性267

19.3.3 蓄电池的容量和能量268

19.3.4　蓄电池的储存性能269

19.3.5　蓄电池的使用寿命和耐久能力269

19.3.6　影响蓄电池容量和使用寿命的因素269

19.4　铅酸蓄电池的检测270

19.5　铅酸蓄电池的使用和维护271

19.5.1　蓄电池的存放保管271

19.5.2　蓄电池使用中的日常维护271

19.6　铅酸蓄电池的故障和修理272

19.6.1　故障的排查272

19.6.2　蓄电池检查273

第20章　铅酸蓄电池充电器277

20.1　充电器的基本原理277

20.1.1 线性电源充电器277

20.1.2 开关电源充电器277

20.1.3 智能充电器279

20.2　电动自行车充电器的要求279

20.2.1 安全要求279

20.2.2　充电方式的要求280

20.2.3 电动自行车充电器应具有充电状态指示功能281

20.3　充电器的主要参数281

20.4　充电器参数的检测282

20.4.1　检验电路及设备282

20.4.2　检验步骤282

20.5 电动自行车充电器283

20.5.1　采用TL494PWM集成电路作为控制器的电动自行车充电器283

20.5.2　UC3842 PWM型电动自行车充电器286

20.6　影响充电效果的几个问题291

20.6.1 脉冲式充电291

20.6.2　温度对充电的影响292

20.7 电动自行车充电器的故障分析292

20.7.1　产生硬故障的原因主要是使用不当和充电器的元器件失效292

20.7.2　软故障一般是指充电器参数发生变化，造成欠充或过充293

第6篇　锂离子蓄电池及充电器第21章　锂离子蓄电池的发展历史296

第22章　锂离子蓄电池的基础298

22.1　基础知识298

22.1.1 锂离子蓄电池的分类298

22.1.2　蓄电池命名298

22.2　专业术语300

第23章　锂离子蓄电池的工作原理及其性能特点303

23.1　锂离子蓄电池的工作原理303

23.2　锂离子蓄电池作为电动自行车用电源的性能特点304

23.2.1　锂离子蓄电池的优势304

23.2.2　锂离子蓄电池的不足305

第24章　电动自行车用锂离子蓄电池体系的选择306

24.1 正极材料306

24.1.1 LiCoO2307

24.1.2　LiNiO2307

24.1.3 尖晶石型LiMn2O4307

24.1.4　橄榄石型LiFePO4308

24.1.5　复合氧化物309

24.1.6　正极材料对比309

24.2　负极材料310

24.2.1 MCMB310

24.2.2 石墨311

24.3 隔膜材料311

24.4　电解液312

第25章 电动自行车用锂离子动力蓄电池结构314

25.1 蓄电池结构314

25.2　蓄电池设计315

25.2.1　蓄电池设计基础315

25.2.2　蓄电池的结构与装配316

25.2.3　蓄电池设计的基本步骤316

25.2.4　评价蓄电池性能的主要指标319

25.2.5　锂离子蓄电池的制造319

第26章　锂离子动力蓄电池的组合及电路保护功能322

26.1　动力蓄电池的组合方式322

26.2　保护板的功能322

26.2.1　过充保护323

26.2.2　过放保护323

26.2.3　过流保护323

26.3　常用的保护电路324

第27章 电动自行车用锂离子动力蓄电池的电性能325

27.1 充电方式325

27.2　锂离子动力蓄电池的放电特性325

27.2.1 放电方式325

27.2.2　倍率放电性能326

27.2.3 高、低温性能326

27.3 锂离子蓄电池的安全性327

第28章 电动自行车用锂离子蓄电池使用注意事项以及保养常识329

28.1　使用注意事项329

28.1.1 行驶时的注意事项329

28.1.2　充电过程中的注意事项329

28.2　电动自行车蓄电池的维修330

28.2.1 蓄电池无输出330

28.2.2　充电时间过短330

28.2.3 充满电后骑行里程短331

28.3　电动自行车用锂离子蓄电池的保养维护331

第29章　锂离子蓄电池充放电保护332

29.1　锂离子蓄电池的充放电特性及特点332

29.1.1　充电特性332

29.1.2　放电特性332

29.1.3　锂离子蓄电池的优点及隐患333

29.2　锂离子蓄电池的安全措施334

29.2.1 单体蓄电池内的安全机构334

29.2.2　锂离子蓄电池组的保护335

29.3　锂离子蓄电池组保护电路335

29.3.1　保护电路的基本构成335

29.3.2　保护电路应具备的基本功能336

29.4　锂离子蓄电池充电器336

29.4.1　锂离子蓄电池充电器的概况336

29.4.2　锂离子蓄电池充电器的一般要求337

29.4.3 锂离子蓄电池的充电过程337

29.4.4　锂离子蓄电池充电器常用控制电路338

29.4.5　锂离子蓄电池充电器的种类及特点342

29.4.6　锂离子蓄电池充电器的选用343

第7篇　电动自行车组装工艺及产品检测第30章 电动自行车装配工艺346

30.1　组装的基本概念346

30.1.1　组装工作内容346

30.1.2　组合安装的组织形式348

30.2　组装工艺348

30.2.1　组装工艺编制原则348

30.2.2　组装技术规程349

30.3 电动自行车组装生产线专用设备和工艺装备350

30.3.1　主要生产设备350

30.3.2　专用检测设备和器具350

30.3.3　通用检测仪器、量具351

30.4　产品组装工艺示例351

30.4.1 电动自行车组装工艺过程图351

30.4.2　电动自行车组装工艺操作规程354

第31章 电动自行车产品技术标准及质量检测要求368

31.1 电动自行车产品检验操作规程——《GB17761—1999电动自行车通用技术条件》368

31.2　电动自行车质量检验流程385

31.3 电动自行车检测判定原则386

第8篇　电动自行车选购、使用与维修第32章 电动自行车的选购与使用390

32.1 电动自行车的选购390

32.1.1　样式的选择390

32.1.2　功能、款式的选择390

32.1.3　品牌的选择390

32.1.4　现场选购要点390

32.2　电动自行车的使用要领391

32.2.1 车体的使用要领391

32.2.2　铅酸蓄电池的使用要领393

32.2.3　充电器的使用要领395

32.2.4 电动机的使用要领396

32.2.5　什么是“续行里程”397

32.2.6 怎样使用才能延长蓄电池的寿命397

第33章 电动自行车的电气维修398

附录一：日本《电动自行车安全标准——BA（JAPAN）》400

附录二：欧盟《电力助动两轮车（EPAC）标准（草案）》408