8)前后轮
前后轮又包括了轮辋和轮胎。轮辋是车轮中固定安装轮胎的部件,而轮胎则又分为外胎和内胎,内胎用于储气增压,外胎装于内胎之外,用于固定保护内胎。
9)飞轮
飞轮旋紧在电动车后轴的右侧,是一个被动的齿轮。它用于带动后轮旋转。电动车飞轮内有内丝,通常都是用于简易型电动车上的[2]。
2.1.2 电气部分结构分析
电气部分主要包括电气四大件(电机、控制器、蓄电池和充电器)以及声光系统、仪表显示系统等辅助功能部件。
1)电机
电机是电动车的主要部件。电池的能量转化为机械能,通过传动装置来驱动后轮旋转。电机可分为无刷有齿高速轮毂电机、无刷无齿低速轮毂电机、有刷有齿高速轮毂电机以及有刷无齿低速轮毂电机。无刷电机与有刷电机的区别是:无刷电机内部是靠霍尔元件去感应信号,并将转子的当前位置传到控制器,控制器去完成电子的换向。电机外形如图2.1所示。
2)控制器
电动自行车控制器是电动车的指挥与通信中心,控制信息、反馈信息和输出指令等,都必须通过控制电路综合后再正确输出进行调控。控制器的结构如图2.2所示。电源的电能需要经过控制器,按照指令调制并送到电机;调速手柄的调速信号也需经过控制器,并在控制器内与其他相关的数据综合运算,放大并调制脉冲的宽度之后,来控制电机的转速。它的原理是通过电子装置来代替电刷,控制电机线圈中的电流换向,根据电动机内的霍尔电路信号,来确定换向的时间以及秩序,使他们可以确定电机的转向和转速。
3)蓄电池
蓄电池也叫做电瓶,是电化学中直流电源产品。它是通过正极与负极之间的反应来把化学能转化为电能的。目前,市场上大多数电动车的电池都是密封铅酸蓄电池。蓄电池内部的结构如图2.3所示。
4)充电器
充电器是给电动车补充电能的一种装置。它将220V的交流电能转化为直流电能,并输入到蓄电池中储存起来。
充电器的充电过程一般分为三个阶段:首先,在充电开始时,电池需要迅速补充能量,进行恒流充电,;当电池电压上升到电压极限值时,此时电池需要能量慢慢地补充,故转化成恒压充电,同时电池的电压也继续上升;当达到了充电器充电的终止电压值时,为了维护电池并供给电池的自放电电流,充电器自动转化成细流充电。
5)声光系统
声光系统的作用是保证电动车在骑行时的安全,如电喇叭、转向灯、照明大灯等,这些都是为外界所准备的,让外界了解你运行的意图。
6)仪表显示系统
仪表显示系统用于显示电动车的电压、速度里程等,帮助人们在骑行时了解电动车的现状,确保电量的充足以及骑行时的速度安全[3]。
2.2 电动车失效模式分析
失效模式分析是通过由下到上,也即从组件到系统的分析来确定出系统中在不同功能、状态上或是不同结构层次上所产生的故障模式。失效模式分析要求尽可能的分析覆盖系统的、在实际使用过程中所有可能出现的故障模式[4]。
2.2.1 机械部分失效模式分析
研究电动车机械部分的失效模式即研究电动车车体的失效模式。这里,我们主要研究常见的、便于研究的车体失效模式。如表2.1所示。
表2.1 机械部分失效模式分析[5]
失效模式 故障原因 维修方法
车把松动、晃动