作者：韩雪涛
出版社：电子工业出版社
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微视频全图讲解电动自行车维修试读：
前言
首先，本书是专门为从事和希望从事电动自行车生产、销售、维修等相关工作的初学者和技术人员编写的，能够在短时间内迅速提升初学者的专业知识和专业技能，同时，也为从事相关工作的技术人员提供更大的拓展空间，丰富实践经验。
电动自行车维修的知识与技能连接紧密，实践性强。对读者的专业知识和动手能力都有很高的要求。为了能够编写好本书，我们依托数码维修工程师鉴定指导中心进行了大量的市场调研和资料汇总，从电动自行车维修岗位的需求角度出发，对电动自行车维修所涉及的专业知识和实操技能进行系统的整理，以国家相关职业资格标准为核心，结合岗位培训的特点，重组电动自行车维修的技能培训架构，制订符合现代行业技能培训特色的学习计划，确保读者能够轻松、快速地掌握电动自行车维修的各项专业知识和实操技能，以应对相关的岗位需求。
其次，本书打破传统教材的文字讲述模式，在图书的培训架构、图书的呈现方式、图书的内容编排和图书的教授模式四个方面全方位提升图书的品质。
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1 本系列图书的内容按照读者的学习习惯和行业培训特点进行科学系统的编排，适应当前实操岗位的学习需求。
2 本系列图书全部采用“全彩”＋“全图”＋“微视频讲解”的方式，充分体现图解特色，让读者的学习变得轻松、简单、易学易懂。
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另外，为了确保专业品质，本书由数码维修工程师鉴定指导中心组织编写，由全国电子行业资深专家韩广兴教授亲自指导。编写人员有行业资深工程师、高级技师和一线教师。本书无处不渗透着专业团队的经验和智慧，使读者在学习过程中如同有一群专家在身边指导，将学习和实践中需要注意的重点、难点一一化解，大大提升学习效果。
值得注意的是，电动自行车维修的实操性很强，要想活学活用、融会贯通须结合实际工作岗位进行循序渐进的训练。因此，为读者提供必要的技术咨询和交流是本书的另一大亮点。如果读者在工作学习过程中遇到问题，可以通过以下方式与我们联系交流：
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邮编：300384编 者第1章电动自行车的结构组成和工作原理1.1 电动自行车的结构组成
电动自行车是在普通自行车的基础上加装电动机、控制器、蓄电池、调速转把、闸把等电力驱动及控制部件的机电一体化交通工具，如图1-1所示。电动自行车主要由机械系统和电气系统两部分组成。图1-1 电动自行车的整机结构1.1.1 电动自行车机械系统的结构组成
电动自行车的机械系统与普通自行车类似，主要由承重部分（车把、车架、车梯、鞍座和前叉）、制动部分（闸线、前闸和后闸）和人力驱动部分（脚蹬、链条、飞轮、前轮和后轮）构成。图1-2为电动自行车机械系统的组成。图1-2 电动自行车机械系统的组成
1 承重部分
电动自行车的承重部分主要包括车把、车架、车梯、鞍座和前叉等。这些部件构成一个整体，不仅具有支撑作用，而且承受着在骑行过程中的重力、冲击力及作用于车轮的各种反作用力，确保电动自行车能够正常、平稳地行驶。
其中，车把用于操控电动自行车的行驶方向；前叉除用于固定前轮外，还具有减震功能；车架与其他各部件紧固连接，构成承重主体。图1-3为电动自行车承重部分的结构。图1-3 电动自行车承重部分的结构
2 制动部分
电动自行车制动部分包括前闸、后闸和闸线。图1-4为电动自行车制动部分的结构。图1-4 电动自行车制动部分的结构
3 人力驱动部分
如图1-5所示，电动自行车可以在不使用电力驱动的情况下单靠人力骑行。其工作过程与普通自行车类似，用脚踏脚蹬，使轮盘转动，轮盘带动链条，驱动后轮的飞轮转动，电动自行车的后轮便在飞轮的带动下转动。这就是人力骑行的过程。图1-5 人力骑行的过程
电动自行车人力驱动部分主要包括脚蹬、链条、飞轮、前轮和后轮等。图1-6为电动自行车人力驱动部分的结构组成。图1-6 电动自行车人力驱动部分的结构组成1.1.2 电动自行车电力系统的结构组成
电动自行车的电力系统主要由控制器、电动机、蓄电池、充电器、电源锁、调速转把、闸把、仪表盘、喇叭和灯具等组成。图1-7为电动自行车电力系统的结构。图1-7 电动自行车电力系统的结构
电动自行车的电力系统包括电力驱动及控制部分、人工操控部分、显示及功能部件三部分。
1 电力驱动及控制部分
电力驱动及控制部分主要为电动自行车提供电力支持，驱动控制电动机运转。电力驱动及控制部分主要由控制器、蓄电池、充电器组成。图1-8为电动自行车电力驱动及控制部分的结构关系。图1-8 电动自行车电力驱动及控制部分的结构关系
1控制器是一个将电动机的控制电路集中在一起制成的、具有一定控制功能的部件。该部件需要蓄电池提供基本的工作电压，在满足工作条件时，输出控制电动机的各种信号。
2电动机是将蓄电池的电能转换成机械能的动力设备。它的各种工作状态都是在控制器的作用下实现的。
3蓄电池俗称电瓶，是一种储电的专用装置。它在电动自行车中的主要作用是为整机的所有电气部件供电。
4充电器则是专门为蓄电池补充电能的装置，通常在购买电动自行车时，会根据蓄电池的型号配套附带充电器。
2 人工操控部分
人工操控部分主要完成电动自行车启动、运行、变速、停止等的控制，主要包括电源锁、调速转把和闸把。图1-9为电动自行车人工操控部分的结构关系。图1-9 电动自行车人工操控部分的结构关系
3 显示及功能部件
显示及功能部件主要包括仪表盘、喇叭和灯具，用于实现功能显示、提醒及照明功能。图1-10为电动自行车显示及功能部件的结构关系。图1-10 电动自行车显示及功能部件的结构关系1.2 电动自行车的工作原理1.2.1 电动自行车的驱动原理
电动自行车是一种通过电力驱动的交通工具。图1-11为电动自行车的工作过程。一般来说，电动自行车在工作时使用蓄电池为控制器供电，驱动电动机运转，实现行驶功能。图1-11 电动自行车的工作过程
1打开电源锁，接通电动自行车电源。
2蓄电池开始工作，输出供电电压，为电器部件供电。
3旋转调速转把，为控制器输入启动及调速信号。
4由控制器输出三路驱动信号，分别驱动电动机的三相绕组。
5电动机受驱动信号驱动并启动运转。
电动自行车工作过程的注意事项：
接通电源锁，实现整车通电。操作时，拔插钥匙力度应适当，不可强力扭动。
旋动转把准备启动和加速。启动时，若电动自行车具有助力功能，应尽量先用助力骑行，在骑行过程中扭动转把实现电力启动。加速时，加速过程应缓慢平稳，即旋动转把时应缓慢、匀速，避免突然用力加速，造成冲击力过大，损耗控制器、电动机等，并影响安全。
速度稳定，巡航定速。大多电动自行车都具有巡航定速功能，当车速持续保持在一个速度十几秒后，松开转把或按下巡航按钮可维持当前速度不变。
旋动转把减速。需要实现减速时，应先旋动一下转把，解除巡航状态，车速逐渐降低。
按下闸把制动。需要制动停车时，应同时平稳地按下左右闸把，实现前、后轮同时制动。注意应尽量减少或避免突然制动，否则对电气系统损耗较大。
图1-12为电动自行车整车信号处理框图。可以看到，电动自行车的控制主要是通过控制器实现的。控制器接收调速转把、闸把等送来的各种指令信号（如启动、加速、减速、定速、刹车等），然后经过处理变为控制电动机的各种信号，使电动机实现启动、变速、停止的动作。图1-12 电动自行车整车信号处理框图
1使用钥匙打开电源锁，接通电源后，蓄电池输出供电电压送入控制器中：一路直接送到驱动和输出电路中；另一路经控制器内部稳压电路处理后，输出多路直流电压，为控制器内部电路、转把、闸把、霍尔元件、指示仪表等供电。
2旋转转把，转把便会输出调速信号（直流电压）并送到控制器中，经控制器内部处理后，由驱动及输出电路输出驱动信号，驱动电动机三相绕组，使电动机旋转。当转把旋转幅度较大时，电动机绕组通过的电流变大，电动机转速提高；相反，电动机转速便会降低。
3电动自行车正常行驶，当捏下闸把时，闸把中的触点动作，为电动自行车控制器输入断电信号，经断电处理，由控制芯片识别后，停止输出驱动信号，电动机失电，停止转动。同时，闸把拉动闸线，使电动自行车车闸动作，电动车减速，直至停车。
4仪表盘、车灯、喇叭均是通过控制器后再与供电电压连接的，与控制器并没有直接的控制关系。其中，仪表盘受电源锁控制；车灯、喇叭等分别由设置在闸把上的控制开关控制供电的通、断。
电动自行车采用的电动机分为有刷电动机和无刷电动机，相应的控制器也分为有刷电动机控制器和无刷电动机控制器。不同控制器的工作过程有所区别。图1-13为有刷电动机驱动式电动自行车的工作过程。图1-13 有刷电动机驱动式电动自行车的工作过程
1打开电源锁，接通整车电源。
2蓄电池开始工作，输出电压为电气部件供电。
3转动转把，为有刷控制器输入启动及调速信号。
4有刷电动机控制器输出驱动信号去驱动有刷直流电动机。
5有刷直流电动机在驱动信号的驱动下启动运转。
6有刷直流电动机安装在电动车的后轮上，电动机转动带动后轮旋转，即实现自动行驶。
7后轮的飞轮带动车轮旋转，实现骑行功能。
8使用机械传动部分骑行时，人通过对脚蹬用力，将转动力由主飞轮通过链条传给后轮的飞轮。
9后轮的飞轮带动车轮旋转，实现骑行功能。
图1-14为无刷电动机驱动式电动自行车的工作过程。图1-14 无刷电动机驱动式电动自行车的工作过程
1打开电源锁，接通整车电源。
2蓄电池开始工作，输出电压为电气部件供电。
3转动转把，为无刷电动机控制器输入启动及调速信号。
4由无刷电动机控制器输出三路驱动信号分别去驱动无刷直流电动机的三相绕组。
5无刷电动机在驱动信号的驱动下启动运转。
6霍尔元件检测转子转动位置，并将检测到的信号送回控制电路中。
7无刷电动机安装在电动自行车的后轮上，电动机转动带动后轮旋转，即实现自动行驶。
8使用机械传动部分骑行时，人通过对脚蹬用力，将转动力由主飞轮通过链条传给后轮的飞轮。
9后轮的飞轮带动车轮旋转，实现骑行功能。1.2.2 电动自行车的控制原理
电动自行车的供电、调速、刹车等操作都是通过电路控制实现的。
1 电动自行车供电控制原理
电动自行车工作时,蓄电池直接与控制器连接,直流供电电压经控制器内部稳压电路及相关保护电路后，为其他电气部件供电。图1-15为电动自行车供电控制框图。图1-15 电动自行车供电控制框图
使用钥匙打开电源锁，接通电源，蓄电池输出供电电压并送到控制器中：一路直接送到驱动和输出电路提供工作条件；另一路经控制器内部稳压电路处理后输出多路直流电压，为控制器内部电路、调速转把、闸把、仪表盘、车灯、喇叭等供电。
1开电源锁，接通电源。
2控制器内部的主要器件获得供电电压，进入准备工作状态；闸把、仪表盘、前灯、侧灯获得供电电压，进入准备工作状态；转把得到供电电压；电动机获得供电电压，进入准备工作状态。
2 电动自行车调速控制原理
图1-16为电动自行车调速控制框图。可以看到，旋转调速转把时，转把便会输出调速信号（直流电压）并送到控制器中，经控制器内部处理后，由驱动及输出电路输出驱动信号，驱动电动机绕组，使电动机旋转。图1-16 电动自行车调速控制框图
当转把旋至最大角度时，电动机达到最高转速，实现高速行驶；相反，当需要减速或变速时，松开转把并轻轻旋动（解除定速功能），转把实时地将调速信号送往控制器，控制器根据接收到的调速信号输出相应的驱动信号，控制电动机转速降低或变化，实现电动自行车的减速或变速控制。
1旋转转把，转把将调速信号送到控制器中。
2调速信号经控制器内部处理后，由驱动及输出电路输出驱动信号。
3电动机三相绕组获得驱动信号后旋转。第2章电动自行车的故障特点和检修分析2.1 电动自行车的故障特点
电动自行车是机电一体化特征较显著的电动交通工具。因此，电动自行车的故障主要体现在机械和电气两个方面。2.1.1 电动自行车的机械类故障表现
如图2-1所示，电动自行车的机械类故障主要是指电动自行车因机械系统异常而引发的故障，如车把、脚蹬、中轴、链条、车闸、飞轮、车胎等部件异常，是电动自行车常见的机械类故障。图2-1 电动自行车的机械类故障
1 车把的故障表现
电动自行车的车把出现故障多表现为车把“发飘”、转向不灵活、有“吱吱”异响等，如图2-2所示。图2-2 车把的故障表现
2 脚蹬和中轴的故障表现
脚蹬和中轴不良，通常会造成骑行过程中有“蹬空”感并带有刺耳异响等故障，如图2-3所示。图2-3 脚蹬和中轴的故障表现
中轴有噪声说明中轴内部润滑不良或内部轴承、钢珠损坏。
中轴晃动或有明显的“蹬空”感是中轴松动、内部轴承和钢珠磨损严重的典型特征。
脚蹬和中轴不良，通常会造成骑行过程中有“蹬空”感并带有刺耳的异响。
3 链条的故障表现
链条锈蚀严重常常会引起骑行过程中掉链或断裂等故障，如图2-4所示。图2-4 链条的故障表现
4 车闸的故障表现
电动自行车的车闸分为前车闸和后车闸两部分。其中，前车闸不良通常会引起前轮刹车不灵活的故障；后车闸出现故障通常会引起后轮刹车不良或后轮抱死无法转动等故障，如图2-5所示。图2-5 车闸的故障表现
5 车梯的故障表现
车梯不良，通常会造成电动自行车无法支撑或支撑不稳等故障，如图2-6所示。图2-6 车梯的故障表现
6 挡泥板和车轮的故障表现
电动自行车的挡泥板分为前挡泥板和后挡泥板两部分，多表现为挡泥板与车轮摩擦、有异响等故障。车轮的主要故障表现为轮胎气压不足、车条松动或断裂、车轮变形及摇摆不定等，如图2-7所示。图2-7 挡泥板和车轮的故障表现2.1.2 电动自行车的电气类故障表现
如图2-8所示，电动自行车的电气类故障主要是指电动自行车因电气系统异常而引发的故障，如仪表盘、控制器、电动机、调速转把、蓄电池、充电器等电气部件异常，是电动自行车常见的电气类故障。图2-8 电动自行车的电气类故障
1 仪表盘的故障表现
仪表盘是电动自行车整车工作状态的指示部件。该部分故障主要表现为指示仪表中指示灯不亮、所有指示功能失常，如图2-9所示。图2-9 仪表盘的故障表现
2 控制器的故障表现
控制器是电动自行车电气系统的核心部分。控制器故障通常会引起电动自行车所有控制功能失常、电动自行车不启动、飞车、车速不稳、通电烧蓄电池等，如图2-10所示。图2-10 控制器的故障表现
3 电动机的故障表现
电动机故障的主要表现为不运转、行车过程中明显晃动、噪声大或有异响、短时间内严重过热、爬坡困难不给力等，如图2-11所示。图2-11 电动机的故障表现
4 蓄电池的故障表现
蓄电池的故障表现为通电后指示仪表无任何显示、电动自行车行驶里程明显缩短、电动自行车不启动、耗电量过快、充不进电或接通电源烧熔断器等，如图2-12所示。图2-12 蓄电池的故障表现
5 充电器的故障表现
充电器的故障主要表现为电源指示灯和充电指示灯不亮、工作时有异常响声、充不进电、电源和状态指示灯发暗且闪烁、输出电压偏高或偏低、无电压输出、充电时发热严重、通电烧熔断器等，如图2-13所示。
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