电动自行车分类及特点图解

电动自行车按其驱动力性质、整车结构和电动机形式及驱动方式的不同，可以分成各种类别。按驱动力性质分为电动型和助力型两种，如图1-5所示。按整车结构分为电动两轮车、电动三轮车、电动轮椅、电动滑板车四种，如图1-6所示。

图1-5 按驱动力性质分电动自行车

图1-6 按整车结构分电动自行车

按电动机形式及驱动方式分为直驱车轮的轮毂式直流电动机、中轴链式驱动的柱式直流电动机、电动箱式驱动的柱式和盘式直流电动机，其中前两种如图1-7所示。

图1-7 按电动机形式及驱动方式分电动自行车

下面详细介绍各分类电动自行车的特点。

1.按驱动力性质分

电动车：又称电动型电动自行车。这种车可以由电动机单独驱动行驶，驾车的人像驾驶摩托车一样，不必用脚踏动脚踏板，就可以行驶在平路上或一定坡度的上坡路段。当某路段的坡度超过允许值或平路段有较强的风力使车速变慢时，就用脚踩踏脚踏板助力以保证车速。在路面开阔车辆稀少的路段，也可间断用脚踏动脚踏板助力来提高车速。在狭窄车多的路段或高峰拥挤时，最好关闭电源改为脚踏骑行，防止发生碰撞，避免事故。

所以电动型的电动自行车可以用三种方式驱动。如果蓄电池的电能耗尽，控制器的保护功能切断了电源，这时它便成为一辆普通自行车。这说明电动型的电动自行车的机动性较大，有足够的余地让你选择不同骑行方式。

助力车：又称助力型电动自行车，简称助力自行车。它与电动型自行车的不同点在于，以驾车人脚踏为主，电动机助力为辅。这种车型都设有速度和力传感器，传感器可以将自检信息传送给控制中心，综合车的速度和驾车人用力情况控制电流的输出，从而控制电动机出力与否或出多大的力和达到多少转速。按助力车的设计思想和管理部门对自行车速度规定的要求，一般是车速在5～15km/h时，脚踏力越大，电动机助力越大。车速一旦超过15km/h时，则脚踏力越大，助力反而越小，由原来的正比例助力变为反比例助力。当车速超过25km/h时，控制中心发出指令停止向电动机供电，电动机不再助力。这是以15km/h为助力大小的界限、以25km/h为是否助力的界限。

助力车也有不同的设定方法，如有的是在限定速度15km/h以下时，助力值与脚踏力的比例为1∶1，帮助骑行者驱动车辆，而车速超过15km/h以后，则按比例递减助力。思路虽不同但结果都差不多，都是以规定车速为准则。这样看来，助力型电动自行车更接近于普通自行车，人不踏车不走，只是骑行时省去了一半体力。

2.按结构分

电动自行车结构可分为电动两轮车、电动三轮车、电动轮椅和电动滑板车。三轮车、残疾人轮椅和自行车有着一定的亲缘关系，而电动化以后，它们的电气驱动系统原理和电动两轮车基本是一致的，只是电动轮椅的速度更低些。电动三轮车在速度上与电动两轮车速度相当，除加强原有车体结构外基本不变，电动三轮车的电动机功率和电压比电动两轮车的要高些，蓄电池的容量大些。它们装载蓄电池的位置都在车厢内或车厢（座位）下边。

（1）电动两轮车 电动两轮车就是电动型和助力型电动自行车。

（2）电动三轮车 电动三轮车现在只有前驾式，驱动方式有轮毂电动机直驱车轮和柱式电动机通过链条驱动两种。车速为20km/h以下。电动三轮车在速度较高时的稳定性不如电动两轮车，过快容易发生意外。

电动三轮车的用途，可以是座椅车厢，用来乘坐人员（图1-8a）；也可以是平板或货箱式的，用来装载货物（图1-8b）。电动三轮车的蓄电池比两轮车容易装载，可以置放于客车的座椅下面或货车的箱体内，由于它的空间大些，所以可多带一组备用蓄电池，以备替换使用，或者装载大容量蓄电池。

图1-8 电动三轮车造型图

电动三轮车的起步方式有两种：

1）采用与电动自行车相同的方法。人力起步后再电力行驶，适合于小型电动三轮车。

2）如果能带备用蓄电池，蓄电池容量较大，则在平路上可以直接电动起步，在坡道上必须人力起步或两者结合起步，尤其是载质量较大情况下。

电动三轮车是否能由电动机直接起步，要看电动机的类型、功率和控制器的控制方式。电动机功率足够、无刷直流电动机控制器带有软起动功能，或盘式电枢的有刷直流电动机才允许直接起动，否则必须用人力起动后再改为电力驱动。

电动三轮车属自行车管理范围，按普通人力三轮车管理条件执行。所以它也应和电动自行车一样具有三种驱动方式，电动、脚踏或二者结合并用。

三轮车电动化比两轮车有更大的优势，从结构和空间上都是两轮车不可比的。电动三轮车不仅可以加装大功率电动机，更重要的是能装大容量蓄电池和备份蓄电池，蓄电池可以锁在专设的箱体内。对电动机的类型和蓄电池都有较宽的选择余地。(www.xing528.com)

（3）电动轮椅 电动轮椅与一般轮椅用途相同。残疾人轮椅要电动化，就必须考虑轮椅整体结构的安全性，或是对原有结构进行加强，或是另行设计，以适合电动化的特点。目前电动轮椅主要有四种驱动方式：

1）轮毂电动机直驱式。轮毂式直流电动机装在一侧后轮上直接驱动左侧或是右侧后轮。两个前小轮与另一侧后轮为随动轮。

2）链式驱动。用柱式电动机经减速后通过链条驱动轮椅主轴，由主轴带动一侧车轮行走。主轴的另一侧车轮仍然是随动轮，这样做的目的是便于轮椅转弯。

3）升降驱动轮。由电动机带动一个小型可以升降的主驱动轮，主驱动轮的大小与前小轮相仿，设在座椅后面的两个主轮之间。驱动轮的升降，是由驾车者操纵专用手柄通过杠杆实现的。要电动行走时，用操纵杆将驱动轮降下来压紧地面，使小驱动轮与地面有足够的摩擦力，接通电源并操纵控制器即可起动和行驶。切断电源、升起驱动轮就使电动轮椅处于停止状态或用手来驱动。

4）辅助轮驱动。利用前边两个小导向轮中的一个，通过手控操作，可以实现前进、后退、转弯等动作。

电动轮椅的行驶速度一般是5km/h左右，以漫步的速度行进，0～5km/h之间可以无级调速。

（4）电动滑板车 电动滑板车就是在玩具滑板车的基础上经过结构的加强、构造的设计改进、车轮的加大加粗，并装上轮毂电动机而来的，有的不用轮毂电动机而是用传动带或链驱动车轮转动。在踏板的下面安装有电动机、控制器和蓄电池。

3.按电动机形式及驱动方式分

（1）轮毂式直流电动机 把直流电动机做成车轮的轮毂形式，以便于直接安装在车轮上。轮毂式直流电动机的外形尺寸随电动机类型而定，如有刷直流电动机和无刷直流电动机的区别，电动机的功率大小也决定了电动机的外形尺寸。另外，不同厂家设计思想不同，假设条件和所取数据也不尽一致。使用第三代永磁材料的轮毂电动机，轮径比较小；使用铁氧体磁钢的，轮径则要大许多。轮毂式直流电动机的最大轮廓外径为170～260mm、电动机的轴向长度90～95mm，实际上这个尺寸就是电动机厚度，它应当能够顺利地装入自行车前叉或后叉中间。电动机轴长150～160mm，一端空心或两端都空心，由优质钢材加工而成，轴两端车有螺纹并铣出对称的平面，以便于装入车的前、后叉口内，并能固定以承受转矩，在螺纹上拧紧螺母与车叉紧固，再将电动机的馈电导线和信息传感线由空心轴引出。轮毂式电动机的外形很像一个大功率摩托车的制动鼓，外缘也有可以装编车轮辐条的凸缘和条孔，孔径3.5mm，孔数2×18个，轮径较小时为2×16个。

轮毂式电动机装在前轮上直接驱动前轮，称为前驱；装在后轮上使后轮成为主动轮的，称为后驱。前驱式电动机的结构和安装都比较简单；后驱式不仅安装和调试费事费时，而且电动机外部构造也稍复杂些。原来的飞轮及制动鼓都要装在后驱电动机上。同一功率同一规格的电动机，不管是前驱还是后驱，其性能是相同的。但是以整车功能来讲，前驱比后驱要好些。因为在这种方式下，前轮是电力驱动、后轮是脚踏驱动，对整车来讲是双驱。双驱的优点在于雨天、雪天、郊外泥泞路段、市内路滑难行路段等条件下，有利于保证行车安全，同时又保证了车速。后驱式则是电动机驱动力、脚踏力都集中在一个车轮上，不具备双驱性能。

前轮驱动还有一个特点，那就是用户可以自己买齐电力驱动系统全部器件，然后再选购自己喜爱的自行车类型，或用户利用已有的自行车，将轮毂式直流电动机装在前轮上，同时将原有后货架卸掉，换成专门用于装蓄电池的支架，自行车体不必做任何的改动。前轮驱动不仅用户自己可以装，在专卖店内也可现装。后轮驱动的装配则相对要复杂些。

轮毂式电动机按结构分为两种：低转速大转矩无刷直流电动机和高转速、有内减速机构的盘形电枢有刷直流电动机。

（2）中轴驱动式 直流电动机安装在自行车中轴部位，通过链条驱动自行车后轮。这种驱动方式的电动自行车，电动型的在我国比较少见，基本都是助力型的。它有一套传感系统，可以通过对传动系统的检测，由传感器将结果传送到相应的控制机构或控制中心，由控制机构进行转换或由处理器对转矩和速度进行综合计算，然后确定电动机输出多大的转矩和功率。

电动机一般采用的是精制、小巧、中高转速的柱式直流电动机，通过减速机构的末级链轮带动链条。对减速机构的要求是：体积小、噪声小、传动效率高，多采用行星齿轮减速机构。有的厂商为了使车速有更广的调节范围，在后轮轴上加装了行星齿轮式内变三速或四速的变速轴，以适应不同路况和各种坡度。

电动型的则比助力型的简单些，只需要微型电动机和减速机构，不需要力传感器。使用起来与轮毂式电动机的操作基本相同。

（3）综合电动箱 它有两个特点。首先，它是一个综合体，作为车用电源的电池，作为指令机构的控制器，作为执行机构的电动机，作为传动机构的减速系统等，统统集中安置在一个共同的箱体内，箱体的大小和形状由箱内部件决定，同时要便于电池充电和取出，便于散热，外形要美观简洁。整个箱体安装牢固，拆卸检修方便。其次，现有上市产品的电动箱都安装在后货架的位置上，并且都是后轮驱动。

电动箱对后轮的驱动方式有两种：

1）链条驱动式。减速机构的末级带动链条，如果电动机是低转速的则直接带动链条，链条再带动装在后轮的专用飞轮。这种驱动方式一般都在后轴每侧各装一个飞轮，左侧飞轮用于电驱，右侧飞轮用于脚踏驱动，由于飞轮都是单向棘爪啮合，脚踏、电机驱动互不干扰，可以单独工作或同时驱动。这种电动机的选择余地稍宽些，电动机的输出转速可以比车轮的转速高，可达车轮转速的3～6倍。

2）摩擦驱动式。由一个腰鼓形的钢辊作为摩擦轮驱动车轮轮胎转动，摩擦轮由电动机直接带动，并与电动机组成一个整体，以悬吊的方式固定在电动箱内，在结构性能上有如下优点：

①这种悬吊方式起自动离合的作用。当电动机受控开始转动后，由于旋转的作用，摩擦轮自动压紧轮胎；而当电动机停止转动时，压紧力自动消失，车轮继续向前行驶，摩擦轮会被车轮转动力推开而脱离接触或是处于轻微接触状态，既不影响推行也不影响脚踏骑行。

②传动比大，不需要低转速大转矩电动机，摩擦轮与车轮轮径的比例约为20∶1，因此电动机的转矩可以减小为1/20，这样选择的电动机功率就可以小一些。

③在标准车速20km/h的状态下，电动机的转速（即摩擦轮的转速）约为3500r/min，由于是直接驱动，不需要减速机构，因此电动机的传动效率也相对高了，而且可以电力直接起步。

④由于上述原因，电动机型号比较容易选择，可以选用微型有刷直流电动机，且不需要很大的功率。这种传动机构比较省电，相同的蓄电池容量，它可以走较远的路程。

电动箱式电动自行车现有上市商品都是电动型的，没有助力型产品。电动箱虽然可以卸掉，但产品都是以长期固定的方式安装的。电动箱式电动自行车的性能与轮毂式的基本相同，无级调速、智能控制。豪华型电动箱式电动自行车还设有前照灯、制动灯和喇叭、转向灯等设施，而且续驶能力较高。

电动箱式电动自行车的共同缺点与后载式蓄电池一样，占据了用于载物的后货架空间。摩擦驱动电动箱式电动自行车只能行驶在中高级道路上。这是一种城市型交通工具，不适用于有泥水和多尘土的道路，轮胎花纹内填满泥土、胎面上沾有脏物都会使摩擦驱动变差或失效。摩擦驱动对轮胎有一定的磨损，但这种磨损可以通过熟练和规范的操作技术减至最低。