说起电动自行车,它也是命运多舛。从20年代起至90年代末,几起几落究其原因是电动自行车的续行里程达不到使用要求。到了本世纪末,电池技术上有了突破性进展,36V12Ah的铅酸蓄电池,装车后其续行里程可达50公里左右,使电动自行车回归了它应有的使用价值。
电动自行车的续行里程是按新电池时充满电,骑行者重量配置至75公斤,在平坦的二级公路上骑行,骑至电池电压小于10.5V予以断电,在以上条件下得到的骑行里程。业内人士都知道36V 12Ah铅酸蓄电池配置的电动自行车,能够达到50公里的续行里程,但很难持久下去,而且续行里程随着使用时间的推移,以一定斜率直线下降。续行里程可直接反映出电动自行车的整体质量。它是一个综合指数,涉及到电池、电机、控制器、充电器四大件各自自身的质量和系统匹配质量、整车的装置装配质量等相关因素。
目前,电动自行车上广泛应用的铅酸蓄电池有好多知名品牌,像浙江“天能”、湖州“恒基”、长兴“超威”、杭州“海久”、上海“海宝”以及许多不知名品牌,其比能量基本上是相差无几,基本上能满足50公里的续行里程,但电池的循环寿命和电动自行车续行里程下降快慢程度就大相径庭。除了蓄电池本身的质量因素外,与它匹配的充电器、控制器、电池组以及用户的使用习惯都有关联。
电动自行车对铅酸蓄电池要求长寿命、高比能量、高比功率,按最近制订的行标检验要求,则36V12Ah铅酸必须达到5A放电放至电压31.5V时,放电时间不低于2h。这样的电池容量,参照电动自行车耗电量15W h/km设计的电动自行车的理论行程30km左右。新电池也能满足50km的续行里程。
电池容量持续才是续行里程的保证,蓄电池也不是孤立存在的。铅酸蓄电池充放电的循环寿命,容量衰减程度与其使用的充电器质量相关。目前充斥市场的充电器品种繁杂,质量良莠不分,充电器有恒流式、恒流限压式、脉冲式等几种形式。脉冲式较为理想,脉冲方式冲电对电池硫酸盐化有较好的防止作用,铅酸蓄电池是根据“双极硫酸化”原理设计,工作循环为充放电过程,充电器在开始充电时,以1A恒流进行柔和充电,充电电流不宜超过1.5A,有些充电器厂家追求快速充电,以2A以上大电流快速冲电,使电池内部的化学反应激烈,氧气从单向阀逸出,容易引起电池失水。蓄电池过冲电时,产生的氧气速度大于再化合速度,使氧气再化合率降低,但在浮冲状态下,氧气可达100%再化合率。当电池过放电或充电不足时,负极形成难溶的硫酸铅,这样大大减少了电池有效容量,造成盐酸硫化现象,影响电池的寿命,使电动自行车的续行里程难以保持。
不仅如此,电动自行车的电机与其续行里程至关密切。电机是电动自行车的唯一动力,目前市场上电机一般都为稀土永磁直流轮毂电机,它有无刷电机和有刷电机,有刷电机又有高速有齿电机、低速无齿电机等,不管是哪种形式,影响电动自行车差异的主要体现在电机的输出扭矩的不同,它影响电动自行车的爬坡能力、载重能力、静态启动能力以及抗风阻能力。如遇恶劣的环境,电机将在大电流下工作,电机温升快,发热严重,骑行久之容易引起电机的退磁,电机效率降低,造成恶性循环。电动车的效率包括轮毂电机效率、控制器效率、机械传动效率,但轮毂电机的效率是主要的。其电机效率大于70%以上的区域称为效率区间,电机常用的工作点在130W左右,电机在这个功率点时,该电机可以连续地可靠地运行。优良的电机需具备较宽的曲线平台,较宽的效率区间,电机能在不同的扭矩下均有较高的轴传动效率。如果电机不在有效效率区间,要达到同样的驱动效果,必须是加大电流来制约平衡。低效率引起电机长期大电流工作,会直接引起电瓶容量的快速衰减,电机的优劣,导致电动自行车续行里程悬殊差异。
还有,控制器对蓄电池的影响不容忽视。目前控制器有二种控制系统,一种是无刷控制系统,另一种有刷控制系统,良好的控制器必须有软起动缓冲功能,限流限压保护功能,一般12V12Ah的铅酸蓄电池过流保护在12A,欠压保护在31.5V。
另外,还有电池组的本身的一致性。电动自行车一般由三节电池串接而成,如果各节电池端电压有差异,会使端电压高的那节先达到过冲状态,此时,电池组电压值还未达到恒压状态,那么,就造成先到的那节电池过冲而损坏,损坏后的电池电压较低,长时间冲不上去,造成其它二节电池过冲而损坏。蓄电池对电池组的一致性较为严格,要求电池组各节的电压误差在±0.03V范围,电池的内阻电压、放电时间相同或相近,这些都是保持有效续行里程的前提。
以上是电动车系统相互匹配之间对电动自行车续行里程的影响。续行里程是用户最关心的一个性能,能否长久保持有效的续行里程,这是电动自行车行业技术人员孜孜以求的目标。(戴永华) |
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