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EABS 245
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 LiCoO2 307
24.1.2 LiNiO2 307
24.1.3 尖晶石型LiMn2O4 307
24.1.4 橄榄石型LiFePO4 308
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 MCMB 310
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