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对2006年电动自行车发展看法

作者:     转贴自:李英    点击数:4009


    2006年全国各地关于电动自行车的法规已经出台并且陆续实施,关于电动自行车的发展和技术跟进,企业已经不能随心所欲的进行根据自己的情况随意发展了,否则,一旦因为违背政策而被限制发展,企业前期的投入将不能按期收回,这将给企业带来巨大的损失。

    怎样适应当前的政策,并且根据政策的允许的空间内灵活发展,做到既要适应用户的需求又要充分扩大企业的生存空间获取充分利润?对这些问题的充分认识和准备,将使我们企业在激烈的竞争中立于不败之地。

    电动车市场目前并没有出现和前几年彩电市场恶性竞争大打价格战的局面,反而随着技术不断更新和品牌宣传力度的加大,价格出现了不降反升的局面。因此,我们也要尽力突破价格这个圈子,通过扎扎实实的努力,提高质量和企业品牌,为扩大市场打下基础。

    总之,如果说2006年以前的电动车厂家和电脑装机商一样就是采购来一堆东西回来组装成车子而没有什么可圈可点的技术含量的话,2006年恐怕就是一个分水岭,随着竞争的激烈和品牌效应的逐渐形成,更加重要的是零配件供货的涨价将在最大程度上压缩整车厂家的利润,优胜劣汰的速度必将加剧。

    目前,电动车市场出现的技术细节有以下几种,其中的大多数是需要我们跟踪的:

    长里程

    以菲利浦电动车首先宣传单次充电可以行驶80公里开始(双电池动力),几乎所有厂家的关于单次充电行驶里程的宣传就没有低于这个数字的,尤其要注意的是某些后起之秀的品牌电动车,宣传口径达到120公里(单电池动力),恐怕再也不会有超过这个数字的宣传了!

    当然,对于助力型电动车就没有必要拘泥于这个数字了,只要有力气,愿意骑多远是他们个人的事情,和车子性能没有关系,因此,厂家如果拿这种事情欺骗消费者恐怕是很快就会被揭穿的,反而会加大经销商的不信任,因此,胡乱宣传的所谓轰动效应对于扎扎实实做事的厂家是不可取的。

    高压方案

    目前,大家设计的电动车都是采用36V和48V两种电池供电方式,但是随着电机功率的增大和用户对单次充电行驶里程的加大,有必要采用一种新型的供电方式:高压供电。整个电动车的电机供电由6节电池串连,整体供电电压达到72V。高压供电能够在输出相同功率的前提下显著减少供电电流,提高蓄电池的放电能力和放电寿命,对于铅酸电池的电摩设计这是个很好的方式。

    能量回馈

    但作为一个卖点,能量回馈确实是值得宣传的地方,更加重要的是,能量回馈确实有存在的必要!

    通过我们实地测试,在城市里驾驶电动车平均刹车次数为0.5次/分,在郊区或者农村驾驶电动车平均刹车次数为0.2次/分,每次刹车都极大的损失了车辆的动能,都需要重新加速,这就会在短时间内消耗大量的电能。

    这些电能有多大呢?根据估算:一辆普通车型从零加速到正常的25公里/小时至少需要150安培.秒,而这辆电动车总共储存的电量也可能只有36000安培. 秒(假定配置10AH电池)!由此可见一次刹车损失的能量到底有多大!

    这些能量如果能通过能量回馈装置将其储存到蓄电池中,即使能够回收50%的能量就可以成功的延长15%-25%的行驶里程。

    双频电机

    双频电机是合理的解决爬坡需要电机力矩大和平路快速行驶要求速度快的矛盾的最佳方法。通过灵活选择电机的运行方式,可以使车辆保持最佳性能,降低大电流冲击电动机和电池的风险,延长电池寿命,这应该是一种较为适宜发展的电机。

    普通充电器

    目前的充电器都采用三段式充电,电池厂家也支持这种较为经典的充电方式,但是,目前市场上流行的充电器都是普通开关电源型,都不具备温度自动跟踪功能,这是我们目前电动车应用的铅酸电池的最大的祸患。难怪有人在杂志上撰文说,电池是被充坏的而不是被用坏的。

    铅酸电池具有负温度系数特性,它的充电饱和电压随着温度的升高反而降低,如果充电器的充电转折电压不能随着这个特性而变化,后果可想而知!假如,我们设计充电器是在25摄氏度刚好能够将电池充满电,那么,在0摄氏度的时候将会因为电池的饱和压升高而充不满电,电池处于长期亏电状态,因而导致极板硫酸化容量急剧减少;同理,在35摄氏度的时候则会因为电池的饱和压下降导致电池过充电而损坏,最大的特征就是电池被充爆了肚子!

    这就是电动车的死结,铅酸电池应用在电动车上普遍的表现是寿命短!改进了这一点,电动车的质量才能上升到较高的层次。目前,国际上有的芯片厂家已经有了专用的充电器温度芯片,它的温度系数和铅酸电池的特性相符,采用它作为温度基准,可以完美的实现温度跟踪型充电,保证电池在任何情况下能够刚好充满电。

    快速充电器

    普通应用的三段式充电器完全充满电需要9个小时,这是个令人难以忍耐的等待过程!通过我们技术人员的试骑,我们感觉充电时间太长是电动车唯一不能容忍的缺点,这个缺点也限制了电动自行车的应用范围。

    我们经常拿电动车和摩托车相比,其实,它们之间是不能比的!为什么不能比?摩托车加一次油行驶的路程远远超过40公里,电动车很难超过这个数字,尽管厂家宣传的里程很多,但是实际能够达到这个数字的确实不多;摩托车没有油了,找个地方加加油就可以继续行驶了,电动车呢?找个地方充多久的电才能继续行驶呢?常规充电器即使充电2个小时,电池也没有充进多少电量。

    因此,为了在更加广泛的范围内应用电动车,使电动车成为真正便利的交通工具,就要加快推广快速充电器。

    自从60年代美国科学家马斯提出了蓄电池快速充电的理论后,关于快速充电技术国内和国外在70年代已经做过大量试验,其中,77年国内在四川某电池厂进行的快速充电试验没有成功,但是国外某公司在79年成功的将80AH的用15分钟的时间完成70%的充电,最近福特公司推出的最新的充电器能够在20分钟内完成电动汽车的铅酸蓄电池的充电,使电动汽车的行驶范围大大加大,利用率也明显提高。因此,发展低成本的、普通用户能够普及使用的快速充电器将是未来自行车发展的重要里程碑!

    目前,国内见诸报端的关于铅酸电池的快速充电新闻不多,在电动车领域最合适的快充时间最好定在2个小时。这样,一般的用户既可以接受适当高的成本又可以充分享受电动车快速充电带来的极大的便宜。

    对于极特殊的用户可以针对其特殊需求提供小于30分钟的特快充电器,但是,根据其使用情况,电池的保修时间必须予以特别调整,否则,电动车厂家会因为电池的过量使用提早报废而遭受损失。

    目前的快速充电器仍旧分为两大类型:50HZ斩波型和开关电源型,前者采用已经应用成熟的晶闸管技术而后者则采用了脉冲开关电源方式,两者都是间断脉冲充电和瞬间大电流放电形式的结合。

    无霍尔控制器

    无霍尔控制器是无刷控制器发展进化的先进产物,它的本意原是要取消电机中的霍尔元件,但是,由于有霍尔电机在启动状态的某些特点,比如力矩大、启动平稳等决定有霍尔电机仍旧有它的优势,因此有霍尔电机即使在无霍尔控制器推出后也不会淘汰,在很长一段时间内它们会平行发展。

    但是,无霍尔控制器的应用至少可以带来电机制造工艺上的简化和电机维修的简化,对于提高电机的无故障运行水平,减少售后服务压力更有巨大作用,这是无霍尔控制器的最大的优点,我们极力推荐无霍尔控制器的原因就在于此。

    当然,无霍尔控制器也存在很明显的缺陷,由于在车辆静止的时候,控制器无法获得正确的磁场位置,它要通过电压过零检测找到磁场的位置,因此,它的启动力矩反而小于运转力矩,特别是在大负载的时候,它的不良的启动特性更加无法适应。因此在应用的时候要避开这些缺陷才可以有较为满意的结果。应用在轻便的小车子上,无霍尔控制器无疑是最佳选择。

    无霍尔控制器在最近也有了很明显的进步,主要的改进表现在启动方式上,比以前的振动有所减少,而且,以步进方式启动也增大了启动力矩。但是,相比有霍尔电机其在启动的时候仍旧嫌力矩不足。

    凡世间万物有一利必有一弊,只要充分利用扬长避短,无霍尔控制器一定有广阔的应用空间。

    更新的无霍尔控制器将会出现新的思路,通过电机的特殊工艺和控制器建立稳定的高频调制波直接取代霍尔开关的作用,避免了现在的无霍尔控制器的弱点,那个时候,霍尔元件可能就淘汰了吧?这个时间不会很久,因为关于这个方面的论文已经频频出现,工业化是个自然的进程!

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     霍尔保护电路

    由于有霍尔电机的性能较为成熟,我们的一部分精力仍旧放在有霍尔电机的优化上,其中,对霍尔的保护就是一个很重要的方面。

    鉴于目前的有霍尔电机霍尔容易损坏的问题,我们进行了相同应用类比,发现在同样应用霍尔磁感应电路的小电动机中或者电脑风扇(12V0.5A)中,霍尔的损坏反而是个很稀奇的事情,有的风扇已经运行了5年,轴承都已经磨损得不行了,霍尔控制电路仍旧完好无损。

    电动自行车的运行特性是什么样的呢?走走停停,时而加速时而减速,偶然来一次急刹车,负载变动剧烈,电机运行中不时有大电流冲击。

    这样的运行状态导致在电机的运行过程中存在着巨大的电磁干扰,特别是在紧急刹车后,电动机线圈中存在着的电感能量因为MOS控制管已经关断,能量无处泻放,只好在电动机线圈和长连接线之间来回振荡,由此产生的感生电压通过连接的长引线反馈到霍尔电路中,这些情况对于霍尔电路确实是个严重的考验!经过对已经损坏的霍尔器件进行分析发现:绝大多数的损坏是由于超过霍尔损伤极限的感应电压损坏!

    这就说明了一点:霍尔电路在电动车的电机中容易损坏的原因在于电动车的不良的行驶状态,是电动机的复杂的电磁环境产生的电磁干扰损坏了霍尔电路,施加保护迫在眉睫。

    类比风扇中应用的霍尔元件,我们发现风扇的最高运行电压为12V,这个电压远远低于霍尔元件的损伤电压;但是电动机中的电压则从36V到48V甚至更高,在电磁振荡过程中出现的电压峰值已经有可能超过其极限损伤电压(28V)了。

    通过建立电机的电磁数学模型,我们已经研制了霍尔电路保护样片,相关的论文出现在《电子技术应用》杂志上,主要讲述汽车电气线路中的干扰问题以及预防措施,原理如出一辙,这些保护样片最好在2006年年初进行实验,得到充分验证后,将应用到所有的有霍尔电机中。

    电动机的功率选择

    尽管国家对电动车出台了一系列法规,规定中严格限制了电动车的电动机功率(240W)和速度(24KM),但是,制造和应用大功率电机仍旧是适应中国广大市场的必要手段,因为在中国,选择电动车代替摩托车和自行车才是多数人的意愿,而不是选择一种什么样的休闲生活方式,我们的国人的生活水准和生活情趣也还没有这么高,买电动车纯粹是代步用的,也只是没有钱的时候的选择,有了更多的钱干脆买辆汽车好了。

    关于直槽斜磁钢的电摩电机,它的优异的无声启动特性和简单的制造工艺将是直槽直磁钢电机的有力竞争者。

    电机发展近期预测:近期内电机应用上不会出现新的样式,但是一种盘式电机将会从论文转入研制阶段,这种电机采用了特殊的下线工艺,具备力矩大的优点,是电动汽车的首选电机。电动车上估计应用成本太高而限制了它的应用范围。

    售后服务

    电动车目前的技术规范性较弱,各个厂家缺乏统一规定,线路结构各自为政,一旦有问题,经销商大多难以搞定,为了不打击经销商的热情,给经销商提供最为有力的支持,售后服务工作要做到实处。

    1、提供完善的配件服务;

    2、鉴于维修业务是一笔较为可观的收入,我们厂家应该给经销商提供完善的技术资料,包括配线图,常见故障解决指南,实施有偿维护和维修培训等方式帮助经销商建立维修业务,同时也减少了厂家的售后服务的压力,厂家技术资料变更后也要及时发给各个经销点;这些资料可以采用无偿或者有偿方式,经销商应该是可以接受利益共享的;经销商经过我们的完善的技术支持一般情况下都会乐意建立自己的维修售后服务;

    3、厂家配件政策变动及时通知到各个经销商;

    4、停产车型和配件及时通知经销商并且明确告知停产时限,由经销商自己决定是否备货,如果要备货厂家负责代购,超过时限厂家不再负责相关售后服务;

    车型

    一款车型不能一直生产到市场饱和才停止,这样肯定会造成车子滞销和零配件积压,因为消费者也总是眼睛盯着新车型、新外观,哪怕车子里面和旧款一模一样,因此,在一款车型还处于旺销的时候就要考虑推出新车型了,新车型的投入地最好优先选择本品牌销量不大的地区,来优先占领市场,热销地区适当控制好投入的时机,以免新车型打击旧款的销售,通过提前和经销商打好招呼双方约定上市时机,给市场以较大冲击力。

    总之,2006年要求我们的电动车厂家在技术上是稳定的,并且要不断分析和紧跟其它厂家先进的技术;外观是爽心悦目的,能够满足不同层次消费者心理需求的;在价格上的定位,先进的车就要有先进的价位,低端配置的车就要坚决通过降低成本等方式以超低价位冲击市场,以满足各个层次消费者的需求,积极扩大市场占有率。(作者:李英)