第一篇：電動閥門智能控制器調研報告

調研報告

執行機構，又稱執行器，是一種自動控制領域的常用機電一體化設備(器件)，是自動化儀表的三大組成部分(檢測設備、調節設備和執行設備)中的執行設備。主要功能是對一些設備和裝置進行自動操作，控制其開關和調節，代替人工作業。按動力類型可分為氣動、液動、電動、電液動等幾類;按運動形式可分為直行程、角行程、回轉型(多轉式)等幾類。

我國的自動化儀表與國外的差距較大。國內儀表行業的主要執行機構產品是DDZ一工I，DDZ一工II和DDZ一型，產品大量采用分立元件，只能接受輸入模擬信號，伺服電機的制動器使用壽命短，可靠性低，使用維修困難。雖然國內各主要生產廠家投入人力對電動執行機構進行了一些改進和開發，但總是不盡理想。

八十年代以來，行業中的幾個骨干企業相繼引進國外技術，如法國Banard，德國SIEMENS、日本工裝、英國ROTORK以及ABB公司RS/RHA等電動執行機構。通過引進技術、消化吸收，這些產品已成為國內系統配套的主要產品。但是，這些產品都屬于模擬儀表，不具有智能功能，只是在組合化多功能化和集成化方面有所進步。

近年來，我國電動閥門研制行業堅持技術進步，加快新產品開發，涌現出一批各具特色的高新技術產品。如北京機床所的直動式電液伺服閥、杭州精工液壓機電公司的低噪聲比例溢流閥(擁有專利)、寧波華液公司的電液比例壓力流量閥(已申請專利)，均為機電一體化的高新技術產品，并己投入批量生產，取得了較好的經濟效益。目前國內研制的新型智能電動執行器的主要特點是:主要技術指標正在向國際90年代初水平看齊，工作死區小于0.8級，回差和基本誤差都小于1級。使用方便，具有自診斷、自調整和PID調節功能。

但是，目前國產的執行機構，只能滿足一般的冶金、化工、電站等成套工程40%左右的配套，不具備為500萬噸煉油、1200立方米高爐、30MW發電機組等大型成套工程的配套能力。更不能滿足當今現場總線及開放式控制系統的要求。然而，已取得的成果和經驗為我們進一步開發基于現場總線的智能執行器提供了一定的基礎.在2009年3月13日上午我們參觀了鎮江市計量所。位于鎮江市丁卯開發區

緯三路 20 號，現有職工 87 名，大專以上學歷 65 人，工程技術人員 63 人，中高級職稱 35 人，所內設有 5 個管理部門和 7 個檢測部門，并建立了江蘇省質量技術監督氣體流量計量檢測中心。另下設 3 個具有獨立法人資質的科研、服務部門。鎮江市計量所為國家法定計量技術機構，依法開展強制檢定、仲裁檢定和委托檢定、校準工作。現建有社會公用計量標準 100 項，其中最高標準為 70 項，能進行幾何量、熱學、電磁、無線電、時間頻率、光學、聲學、電離輻射等十大類 300 余種計量器具的檢定和校準。鎮江市公正計量站向社會提供公正計量檢測服務。我們先后參觀了檢測一部，包含長度和力學兩個專業組，負責鎮江市及周邊地區幾何量具及力學計量儀器的檢定 / 校準、測試和維修服務；檢測二部負責鎮江市及周邊地區理化和醫療衛生計量儀器的檢定 / 校準、測試和維修服務；檢測三部負責鎮江市及周邊地區電磁和溫度計量儀器的檢定 / 校準、測試和維修服務；檢測四部包含容量、商品量兩個專業的檢定、校準 / 檢測項目，負責鎮江市及周邊地區的檢定 / 校準、測試和維修服務；檢測五部負責鎮江市及周邊地區各類衡器的檢定 / 校準、測試和維修服務。

2009年3月17日我們參觀了江蘇遠望儀器有限公司。改公司擁有先進的生產、檢測設備和完善的管理體系。主要生產艦船用壓力、溫度、液位測量控制儀器儀表及艦船用液位遙測裝置、艙柜液位報警裝置、閥門遙控裝置、船用綜合測量控制系統等成套設備。公司以產品品種多，規格齊全，質量可靠，服務及時在船用儀器儀表行業中形成鮮明特色。產品技術性能達到國內同類產品先進水平，多項產品取代進口，填補國內空白。公司致力于積極開發研制新的產品，滿足最新SOLAS規范以及客戶的特殊要求。與科研院所共同合作研制的多項船舶測控系統，其性能和技術水平可與國外同類先進產品相媲美。我們參觀了公司工作地點和產品生產的流水線。

2009年3月18日我們參觀了揚州柴油機有限責任公司。公司生產485、495/4100、4102/4105、4108/4110等四個系列200多個變型品種的柴油機，排量2.0～4.75升，功率32～115KW，扭矩116～480N.M，全部達到國家新頒排放標準（歐Ⅰ），4102、4105增壓中冷柴油機達歐Ⅱ排放標準，產品廣泛應用于輕卡、輕客、農用車、發電機組、船舶等，主導產品4102/4105柴油機市場占有率28%。

2009年3月19日上午參觀了揚州亞星客車股份有限公司。公司利用車盤1957年生產

出我公司第一輛客車開始，先后成功開發了國內許多著名的經典車型：

JT663型長途客車，國內首臺裝配國產客車底盤的前置長途客車；

JS6971中檔后置式長途客車，國內首臺配置國產后置式底盤的JS6971中檔后置式長途客車；

JT6120空氣懸掛客車，國內首臺具有自主知識產權的高檔全承載、空氣懸掛客車；

JS6820中型公路客車，該款車型至今仍保持著國內單車型銷售量的最高記錄；

JS6110S雙層公交車系列，國內首創雙層公交車系列；

JS6139H豪華公路客車，滿足中國高三級標準的6X2豪華客車的設計和分析，與英國LPD設計公司聯合設計開發，國內首家擁有該檔次的客車產品自主知識產權的客車制造商。

下午我們參觀了揚州冶金機械有限公司。改公司擁有機械制造、金屬結構件、鑄造（含離心鑄造、精密鑄造）、鍛造、熱處理等十個分廠和車間，是國內冶金機械設備制造的大型骨干企業，在冶金工業爐、鋁板（帶、箔）軋制生產線成套設備、鋼鐵軋制及連續退火及酸洗成套設備、鍍鋅及彩涂生產線成套設備、耐熱鋼爐底輥、方坯連鑄液壓剪、高爐水渣處理設備、鐵礦粉造球機等產品在國內同行業中技術優勢和領先地位。

通過以上的實習調研，設計出一智能型多總線電動閥執行機構，用開發電動閥智能控制器以取代原來的PLC，增加多總線接口，用現場總線可以可靠實現通信雙方數據的傳輸、對控制器的可靠控制，智能化閥門電動裝置在結構設計上充分考慮到抗惡劣工作環境的因素，其組件多帶有保護涂層以防腐蝕，外殼采用密封式，經得起溫度、濕度的大范圍變化和振動沖擊的考驗，保證工作可靠。而且還可以降低成本、增強企業產品的競爭力。我們可以深刻感覺到加強技術創新、追趕國際先進水平的緊迫性。同時，我們也可以看到本課題具有深遠的意義。

第二篇：智能控制器簡介

蘇州工業園區蘇容電氣有限公司

智能控制器簡介

電子智能控制器行業是技術密集型和知識密集型相結合的產業。電子智能控制器是指在儀器、設備、裝置、系統中為實現電子控制，而設計的計算機控制單元，它一般是以單片微型計算機（MCU）芯片或數字信號處理器（DSP）芯片為核心，依據不同功能要求輔以外圍模擬及數字電子線路，并置入相應的計算機軟件程序，經電子加工工藝制造而形成的核心控制部件。

智能控制器以自動控制理論為基礎，集成了自動控制技術、微電子技術、電力電子技術、傳感技術、通訊技術等諸多技術門類而形成的高科技產品。智能控制器并非以終端產品的形態獨立工作，而是作為核心和關鍵部件內置于儀器、設備、裝置或系統中，在其中扮演“神經中樞”及“大腦”的角色，是典型的嵌入式軟件產品。

智研數據研究中心調查表示：電子智能控制產品的核心功能是提高用電設備的效率、精度和智能化。隨著各種用電設備日益朝數字化、功能集成和智能化方向發展，電子智能控制產品的滲透性進一步增強，應用領域日趨廣泛。目前，智能控制器廣泛應用于家用電器、健康與護理產品、電動工具、智能建筑與家居、汽車電子等終端產品中。

中國的家電智能控制器專業廠商總體上歷史較短，規模不大，但近幾年發展迅速。這主要是由以下因素推動：首先，隨著中國在電子、集成電路、軟件、通信、傳感器等方面技術的大幅進步，中國在技術層面上已經能夠研發制造出具有優良性能的控制器產品。其次，傳統的歐美日韓等國際家電制造巨頭受到中國、土耳其、智利等新興國家的家電制造企業的挑戰，成本壓力急劇增大，國際家電商開始向中國的家電智能控制器企業進行采購。再次，中國的家電制造業專業化分工已經開始。與國際家電企業不同，由于中國電子行業發展歷史較短等因素，國內家電制造商目前尚處于自行研發制造大部分智能控制器的階段。隨著國內智能控制技術的不斷提高，從最近幾年開始，國內家電制造商由自主生產智能控制器轉向由專業第三方供應的趨勢越來越明顯。這種調整一方面得益于社會精細化分工的總體趨勢，更重要的原因是家電整機制造企業發現，采取專業第三方供貨，可以有效地克服廠商內部供貨帶來的效率低下、技術更新慢、服務落后等弊端，能夠更好地加快產品更新、有效降低成本。以上因素使近幾年中國涌現出一批具有一定專業開發設計能力、實驗測試能力和基于專業產品經驗的工藝制造能力的本土智能控制器企業。

20世紀90年代中期之后，智能控制器行業日益成熟，作為一個獨立的行業，其發展受到了雙重動力的驅動：其一是市場驅動，市場需求的增長和市場應用領域的持續擴大，致使智能控制器至今已經在工業、農業、家用、軍事等幾乎所有領域得到了廣泛應用;其二

蘇州工業園區蘇容電氣有限公司

是技術驅動，隨著相關技術領域的日新月異，智能控制器行業作為一個高科技行業得到了飛速發展。

目前，在中國等發展中國家智能控制產品的應用仍處于初級階段，現階段市場規模不大，但是增長速度較高，擁有巨大的發展空間。

第三篇：閥門電動執行器簡介[定稿]

閥門電動執行器

作為電動閥門的動力裝置，直接影響著電動閥門的使用性能。作為電站自動控制的終端環節之一，電動閥門在電站中起著至關重要的作用，因而，閥門電動執行器的選擇好壞將直接影響整個電廠的可靠性、安全性、經濟性，甚至事關機組能否正常運行。電動執行器按其操作方式，分為迥轉、直行程和角行程3種。以下就電站閥門電動執行器的選型談一談筆者的看法。

根據所選閥門的使用的工況條件確定電動執行器是調節型的還是開關型的。我們知道通常情況下，電動調節閥采用的執行器多為調節型的；電動閘閥、截止閥等采用的執行器多為開關型的。但是閥門的類型并不是電動執行器選型的唯一決定因素，當我們在為一個電動閥門選擇使用調節型還是開關型電動執行器時，該閥門在單位時間的使用頻率決定了應該選擇哪種電動執行器。例如，對采用遠方手動操作控制的調節閥來說法，亦可以采用開關型的電動執行器。過去，電動執行器被嚴格地分為開關型電動裝置和調節型的電動執行機構，因此我國至今仍有相應的國家標準對該類產品有著嚴格的定義和要求。但隨著大量引進型、進口電動執行器進入市場以來，以及自動化水平的不斷提高，電動執行器不斷的向標準化，模塊化、智能化轉變，目前市場上的電動執行器主要有開關型電動執行器和調節型電動執行器。開關型電動執行器是過去常用的產品，如常州電站輔機廠的ZB系列、揚州電力修造廠的DZW 系列，均采用15 min短時工作制，每h允許啟動頻率通常為'100次，主要適用于要求不高，動作不頻繁的兩位制閥門上，由于它具有功率大、成本低、可靠性較好的優勢，至今仍在電廠大量使用。近幾年來，部分廠家也在老產品的基礎上，相繼延伸開發出一體化的電動裝置，并根據需要能提供4～2O mA反饋電流信號，如常州電站輔機廠的ZB一體化系列等。盡管相對于老產品其價格有所提高，但為電廠提供了更多類型調節閥電動執行器。

由于過去調節閥僅起調節作用，其前常設有截止閥，所以通常對調節閥的泄漏等級要求并不高，故為減少閥門動作需要的力矩采用平衡式結構，限于當時電動執行器的設計制造水平，因此調節型電動執行器通常為小功率的電動執行器。如自動化儀表十一廠的DKZ系列等。但隨著對調節閥要求的不斷提高，以及電站設計向大容量、高參數發展，原有的電動執行器功率已經不能滿足要求，調節型電動執行器也逐漸開始采用大功率產品。主要品種為進口或采用引進技術設計制造，如揚州電力修造廠引進德國西門子SIPOS3技術生產的2SA35系列調節型電動執行器，上海自動化儀表十一廠引進英國ROTORK公司技術生產的M 系列調節型電動執行器，以及德國SIPOS公司(原屬西門子公司)生產的SIPO$55系列，英國ROTORK公司的IQM 系列調節型電動執行器等。這些產品通常采用$4／$5工作制式，能滿足電動執行器每h動作1 200次的要求。具有自動化程度高、可靠性好、速度快、功能多、控制精度高等優點，是目前電廠調節型電動執行器的主導產品。與上述調節型電動執行器相對應，各進口或采用引進技術生產的廠家同時擁有它們的對應的開關型電動執行器，如揚州電力修造廠的2SA30系列，上海自動化儀表的A系列，以及德國SIPOS公司的SIPOS50系列，英國RoToRK公司的IQ系列開關型電動執行器等。這些產品也采用15 rain短時工作制，但能滿足電動執行器每h啟動600次的要求。它們也同時擁有自動化程度較高、可靠性好、功能多、控制精度較高等優點，但成本可大幅下降，同時也是目前電廠開關型電動執行器的主導產品。值得注意的是，目前國內很多進口電動執行器的代理商采用在開關型電動執行器上添加控制單元，使之由原來的開環控制轉換為閉環控制，在控制部分上達到與調節型電動執行器完全一致，并作為調節型電動執行器銷售。

我們對進口開關型電動執行器與調節型電動執行器作了個比較：(1)電機功率相同情況下調節型電動執行器輸出力矩小于開關型電動執行器。(2)加工精度及定位精度調

節型電動執行器大于開關型電動執行器。(3)連續工作時間調節型電動執行器大于開關型電動執行器。鑒于上述原因，以及國外廠家在價格定位上的不同，開關型電動執行器的價格要遠小于調節型，采用這種經過改進的開關型電動執行器作為調節型電動執行器使用，能大幅度降低成本。如德國sI—POS公司的SIPO$50系列，英國ROTORK公司的IQ系列等都可以選用調節型控制部分。由于我國目前自動控制程度相對較低，在很多不需頻繁操作參與調節，且控制精度要求不高的場合下，使用開關型電動執行器也無妨。需要指出的是，如果對調節閥使用情況不熟悉，或者該調節閥需要長時間頻繁參與調節或者要求調節精度較高，建議還是使用正規調節型產品為好。在決定了執行機構工作方式后，我們需要根據實際需要選擇必要的控制單元。對于開關型電動執行器來說主要需要考慮以下幾點：(1)是否為一體化，即電動執行器不需要經過控制柜內的交流換向接觸器就能直接采用控制信號驅動，是電動執行器的發展方向。(2)是否需要4～20 mA反饋信號，即能夠輸出閥門實際位置的信號。(3)需要那些開關量輸出信號，如閥門開關到位、故障信號等，以及這些信號為常開還是常閉接點。(4)是否為智能化，目前還沒有嚴格的界定，通常認為應帶有液晶屏，采用CPU控制芯片，具有人機對話的軟件界面。(5)對接收開關量控制信號的要求(6)執行器的死區范圍(7)執行器需要的動力電源要求對調節型電動執行來說，除了需要考慮以上幾點外，還應考慮是否需要4～2O mA閥位給定信號，也就是閥門需要運行到的位置信號。一般來說調節型電動執行器均帶有此項功能，只有少數要求采用開關量調節的電動執行器可以不需要提供此功能。

接下來需要考慮的是選擇執行機構需要輸出的操作力，通常直行程電動執行器輸出推力即閥門需要的推力，角行程電動執行器輸)出轉矩即閥門需要的力矩(底座曲柄型連接除外，目前已不大使用，在此不詳述)，而多迥轉電動執行器需要將執行器輸出的轉矩轉換成閥門需要的推力，一般采用梯形螺紋，計算公式如下；2M1000d×tan(口+D)T— — 輸出推力(N)M— — 輸出力矩(N·m)— — 梯形螺紋中徑(ram)a — — 梯形螺紋壓力角a—ATAN(s／Ⅱ)ID—— 梯形螺紋摩擦角ID—ATAN(-廠)s—— 梯形螺紋螺距(mm)． 卜梯形螺紋摩擦系數需要注意的是必須考慮梯形螺紋摩擦系數．廠，在不同情況下可以是靜摩擦系數，也可能是動摩擦系數。因此我們在計算閥門需要的最大推力時必須根據閥門結構和運行的具體情況考慮此時梯形螺紋摩擦系數取值，考慮閥門冷熱態實際情況應留有一定的余量，避免出現執行器輸出轉矩不夠的情況。全程動作時間也是執行器選擇的一個重要方面，一般來說各個廠家都有自己的常規轉速，應盡量選擇常規轉速產品，它的大致計算方法如下：直行程全程動作時間(s)一行程(mm)÷執行器速度(mm／s)多轉式全程動作時間(s)===行程(mm)×60÷螺距(ram)÷執行器轉速(r／min)角行程全程動作時間(s)一行程(。)÷ 執行器速度(。／s)我們還必須考慮閥門與執行器接口的問題，由于過去我國的電動執行器有自己的標準接口，與國際標準不同，造成了目前市場上電動執行器接口的混雜，常用的有GB2920接口、GB12222接口、ISO5210接口、DIN3210接口等，尤其要注意的是目前很少有生產廠家能提供接口齊全的產品，加裝過渡法蘭是常用的解決辦法，但在操作上應慎重，否則將導致閥門與執行器無法連接。因此若無特殊需要，新設計閥門可優先采用ISO5210接口，該接口有通用性較強。除此之外，同時我們還要考慮執行器是否采用防爆型、戶外型、防護等級是多少、電機的絕緣等級等安全要求，在此恕不細述。隨著我國電站自動化水平的不斷提高，相信在不久的將來電站閥門和執行器會運用更多的新技術和新工藝，本文是筆者在電站閥門電動執行器選型上的一些經驗體會，以供對電動執行器選配時參考，并作為以后設計和選用新型電站閥門的一個前瞻性探討

第四篇：閥門電動裝置有關標準簡介

閥門電動裝置有關標準簡介

來源：計算機行業標準化網日期：2010-12-28 13:43:2

2閥門電動裝置的設計、制造、試驗中要涉及一些標準以規范上述工作。下面給出常用的標準名稱和代號做為索引便于使用時查找。另外，還將對列出的標準內容等做簡要介紹。

JB/T8528-1997 普通型閥門電動裝置技術條件

它是閥門電動裝置的最新標準，該標準于 1998-01-01 實施。它是對

ZBJ16002-87 《閥門電動裝置技術條件》的修訂。根據近年來電動裝置的設計、試驗、檢驗及使用實踐，該標準對 ZBJ16002-87 中的工作環境溫度、噪音指標、起動轉矩、最大轉矩、控制轉矩、控制轉速及其試驗方法等作了修訂。它的實施將取代 ZBJ16002-87。

上海恒星泵閥制造有限公司是該標準的主要起草單位

GB12222-2005 多回轉閥門驅動裝置的連接

該標準的89版為等效采用國際標準 ISO5210/1 ～ 5210/3-1982 《多回轉閥門驅動裝置的連接》。它規定了多回轉閥門驅動裝置與閥門的連接尺寸和驅動件的尺寸，以及轉矩和軸向推力的基準值。該標準適用于閘閥、截止閥、節流閥和隔膜閥等用閥門驅動裝置于閥門的連接尺寸。

2005新版為修改采用國際標準ISO 5210:1991。

目前國際上一些電動裝置廠家產品的連接尺寸和型式均與該標準相同。GB12223-2005 部分回轉閥門驅動裝置的連接

該標準89版為等效采用國際標準 ISO5211/1 ～ 5211/3-1982 《部分回轉閥門

電動裝置的連接》。它規定了部分回轉閥門驅動裝置與閥門的連接尺寸和驅動件的尺寸，以及轉矩的基準值。該標準適用于球閥、蝶閥和旋塞閥用閥門驅動裝置與閥門的連接尺寸。

2005新版為修改采用國際標準ISO 5211:1991。

JB/T8862-2000 閥門電動裝置壽命試驗規程

該標準規定了閥門電動裝置壽命試驗的試驗要求，測試項目、試驗方法等。閥門電動裝置型式試驗中的壽命試驗目前仍依據該標準規定進行。JBZ247-85 系 JB/T8528-1997 《普通型閥門電動裝置技術條件》的引用標準之一。

JB2195-98 YDF2 系列閥門電動裝置用三相異步電動機 技術條件

該標準規定了YDF2系列閥門電動裝置用花相異步電動機的型式、基本參數與尺寸、技術要求、檢驗規則和試驗方法、標志與包裝及使用期的要求。

本標準只適用于普通型閥門電動裝置，凡屬本系列派生的各種電動機也可參照執行。

GB3836.1-2000 爆炸性環境用防爆電氣設備通用要求

GB3836.2-2000 爆炸性環境用防爆電氣設備隔爆型電氣設備“d ”

上述兩個標準均為防爆電氣設備設計、制造、檢驗、試驗等必須執行的強制性標準。由于目前閥門電動裝置的防爆式均為隔爆型，因而要符合 GB3836.2-2000 的有關規定。

GB 3836.1-2010爆炸性環境 第1部分：設備 通用要求

GB 3836.2-2010爆炸性環境 第2部分：由隔爆外殼“d” 保護的設備

上述兩個標準的最新版，將在2011-08-01日實施。

JB/T8529-1997 隔爆型閥門電動裝置技術條件

閥門電動裝置的隔爆式屬于防爆電氣設備中比較復雜的，并且它具有一定的機構特點。因而為規范防爆型閥門電動裝置的設計制定了該行業標準。它規定了隔爆型電動裝置的技術要求、試驗方法、檢驗規則等等。我公司為該標準的起草單位JB/T8530-1997閥門電動裝置型號編制法，該標準規定了閥門電動裝置型號的編制方法

GB4208-2008 外殼防護等級（IP代碼）

GB/T 2423.4-2008電工電子產品環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Db 交變濕熱（12h＋12h循環）

GB/T 3797-2005電氣控制設備

GB/T 3181-2008漆膜顏色標準

小結：本文給出了閥門電動裝置常用的設計，試驗中涉及的一些標準，其中主要是一些專業標準。有些標準沒有收錄，因為有的尚無國家或行業頒布的標準號，如有關于核級閥門電動裝置和船用閥門電動裝置的技術條件。在列出的標準中有的亦在修訂中，有的需要重新起草，所以標準的更新是符合事情發展規律的。該標準制約著產品的技術水平，尤其一些專業標準，因此在了解產品結構原理同時也了解一些有關標準是十分有益的。

第五篇：電動自行車調研報告

電動自行車調研報告

姓名：黃世俊

班級：工業設計10-2

學號1001030221

指導教師：沈瞳

一、自行車產品概述

本設計項目為自行車，目前在市場上該類產品比較多，所以此次設計的突破性比較大。主要從它的工作原理以及外觀造型和目前在電動自行車方面解決一些不達標設計方面進行。所以本次課程設計圍繞這三個方面著手調研及分析與設計。

電動自行車是以蓄電池、鋰電池等電能作為輔助能源，具有兩個車輪，能實現人力騎行、電動或電助動功能的特種自行車。自行車的型號以td(特種自行車種類的電動自行車類)冠號。它雖然具有普通自行車的外表特征(甚至具有摩托車的外表特征)，但是主要的是，它是在普通自行車的基礎上，安裝了電機、控制器、電池、轉把閘把等操縱部件和顯示儀表系統的機電一體化的個人交通工具。

二、市場調查部分

1、電動車整體的構造調查

我們知道,電動自行車(以下簡稱電動車)是以蓄電池作為輔助能源,具有兩個車輪,能實現人力騎車.電動或電助動功能的特種自行車.它雖然具有普通自行車的外表特征(甚至具有摩托車的外表特征).但主要的是他是在普通自行車的基礎上.安裝了電機.控制器.蓄電池.轉把.閘把等操作部件和顯示儀表系統的.機電一體化的個人交通工具。不同種類的車，其電池置放位置、控制器形式等有所不同。電動車電氣部分的配合關系如框圖所示,其中虛線表示有些電動車沒有此配合關系。各部件的主要作用如下：

1.充電器充電器是給電池充電能的裝置.一般分二階段充電模式與三階段充當模式兩種。二階段充電模式：先恒壓充電.充電電流隨電池電壓的上升逐漸減小.等電池電量補充到一定程度以后.電池電壓會上升到充電器的設定值.此時轉換為涓流充電。三階段充電模式：充電開始時.先恒流充電.迅速給電池補充能量；等電池電壓上升以后.轉為恒壓充電.此時電池電能緩慢補充，電池電壓繼續上升；達到充電器的充電終止電壓值時，轉為涓流充電，以保養電池和供給電池的自放電電流。充電器設計采用恒流、恒壓、浮充三階段自動轉換方式，對電池產生保護，有效地延長電池壽命。使用提示：沖電時，保持充電器通風良好。如果在充電過程中聞到異味或充電器外殼溫度過高，請立即停止充電，檢查.處理。2.電池電池是提供電動車能量的隨車能源，目前的電動車主要采用鉛酸電池組合。另外鎳氫電池與鋰離子電池也已在一些輕便折疊電動車上開始使用了。用于電動自行車的電池主要有三類，即小型密封式免維護鉛酸蓄電池、鎳鎘電池和鎳氫電池。小型密封式免維護鉛酸電池使用成本、容量大，被國內企業普遍采用。3.控制器控制器是控制電機轉速的部件，也是電動車電氣系統的核心，設計有多項保護功能控制系統，具有欠壓.限流或過流保護功能。智能型控制器還具有多種騎行模式和整車電氣部件自檢功能。控制器是電動車能量管理與各種控制器信號處理的核心部分。無級調速、軟啟動、欠壓保護、過流保護和剎車斷電等。保護電機和電池，可使電流有控制地輸出，產生所需動力，又不燒壞電機。目前國內開發的電動自行車，大多是以手動調速把手來自行決定電力供給方式。使用提示：控制器主控板為電動車主回路，具有較大工作電流，會發出較大熱量。因此，電動車不要停放在陽光下暴曬，也不要長時間淋雨，以免控制器出故障。4.轉把.閘把.助力傳感器

轉把、閘把、助力傳感器等是控制器的信號輸入部件。轉把信號是電動車速度控制信號。閘把信號是當電動車剎車時，閘把內部電子電路輸出給控制器的一個電信號；控制器接受到這個信號后，就會切斷對電機的供電，從而實現剎車斷電功能。助力傳感器是當電動車處于助力狀態時檢測騎行腳蹬力矩或腳蹬速度信號的裝置。

控制器根據助力傳感器信號的大小，分配給電機不同的電驅動功率，以達到人力與電力自動匹配，共同驅動電動車旋轉。

電機電機是將電池電能轉換成機械能，驅動電動車輪旋轉的部件。在電動車上使用的電機，其機械結構.轉速范圍與通電形式有許多種。常見的有：有刷有齒輪 轂電機.有刷無齒輪轂電機.無刷無齒輪轂電機.無刷有齒輪轂電機.側掛電機。

燈具.儀表燈具.儀表部分是提供照明并指示電動車狀態的部件組合。儀表一般提供電池電壓顯示.騎行狀態顯示.燈具狀態顯示等。智能型儀表還能顯示整車各電氣部件的故障情況。

2、市場數據

2013 年 1-12 月電動摩托車及電動助力的腳踏車的主要出口國家 / 地區分布（如表1）。表示中國的自行車在世界出口量很大。而且歐洲的進口量很大。表面歐洲國家騎自行車的人數很多。

表一 出口分布表

表二為中國市場供應分布，浙江和廣東省是自行車制作的主要省份。表面中國南方的自行車制作業比較發達。

表二 中國供應商分布

表三為海外買家的分布表。歐洲為買入最多的市場。但是南美的市場也有很大的潛力。

表三 海外買家分布

表四為中國市場自行車銷售價格與市場占有率關系的表。表示1000左右的市場比較多，既使用的高性價比的價格便宜的中國人喜歡。

表四 中國市場自行車各個價格段銷售量百分比

2%11%24%63%1000以下1000到20002000到30003000以上

3、市場調查總結

（1）電動自行車發展趨勢

電動自行車新一輪洗牌悄然進行一事，在電動自行車行業和讀者中引起較大反響。業內人士表示，電動車正逐步由區域性品牌向全國性知名品牌邁進。

據了解，目前電動車已經不僅僅是車型、價格和店面圈地等這些表面現象的競爭，而是悄悄展開了產品內在品質和服務的競爭。

按照常理，經銷商只負責產品的銷售，對產品自身的品質一般較少過問。“在以往電動車銷售過程中，銷售力都大于產品力，純粹是為了銷售而銷售。”長春屹林商貿公司常務副總魏小明介紹說，隨著競爭的日益成熟，商家對產品品牌和品質的關注度也越來越高。

隨著電動自行車競爭的加劇，經銷商靠賣概念占領市場的時代即將成為過去。“有的概念宣傳純屬子虛烏有”。“說白了電動車技術含量很低，追根究底應該在精工細作上下工夫。”

消費者看重的是質量、服務。隨著消費理念越來越成熟，消費者在購物時更加理性，售后服務也越來越受到消費者的重視。長春市民周偉良就說：“我買電動車時先看他們的售后服務有沒有保障，有保障了我才買。”

對此，商家對消費者的需求心領神會。“服務是從屬于銷售的，好品牌還應該服務周到。小品牌經銷商只重眼前利益，不要說服務網點了，有的連售后服務點都沒有，所以買了這樣的電動車，連最起碼的權利都無法保障。”魏小明說。

在同質化競爭的形勢下，除了要開發出有自己特色的產品，更要保證產品和服務的質量。

2012年，中國生產的電動自行車占世界總產量的60%，中國的電動自行車，無論是產量還是技術含量，在世界上都走在了前列，在未來的發展過程中如果能夠有效的突破瓶頸，在鞏固國內市場的同時，大力發展國際市場，前途一片光明。2014年、2015年不斷高漲的石油價格給發達國家帶來了一道新的風景：這就是自行車的回歸和電動自行車的應用。越來越多的明智人士認識到：汽車不是唯一的、最佳的交通工具。按照2012年9月香港的油價，一輛普通轎車月行駛1000公里，汽油費高達人民幣1000元以上。從1997年開始，世界許多國家政府都已適當限制汽車、摩托車、助力車，日本、美國、法國等國家通過法律明確電動自行車作為一種特殊自行車的地位鼓勵人們積極使用。2012年，中國生產的電動自行車，有30%出口到幾十個國家和地區。各種跡象表明，世界將成為中國的電動自行車生產的巨大市場，而中國將是世界電動自行車的最大工廠。

理由：

1）中國自行車產業有較強的競爭力，在國際市場地位穩固，產品具有相當信譽，為電動自行車的出口奠定了很好的基礎。

2）中國電動自行車經過10多年的發展，在技術上處于領先地位，可以適應各個國家不同的技術要求。

3）中國已經建立了豐厚的電動自行車零部件的生產基地和多達600家以上的整裝企業，能夠滿足世界各地的需求。

4）國外勞動力成本不斷提高，而中國近幾年勞動力成本穩中有降，在國際市場上有很強的競爭力。日本等一些經濟較發達的國家正尋求將本國的電動自行車生產向勞動成本相對較低的國家和地區轉移，中國具有明顯優勢。

5）幾十年來，中國在自行車出口的過程中，建立較為完善的國際營銷網絡，為電動自行車的出口提供了優越的條件。

（2）電動自行車發展技術

1）中國電動自行車在力矩傳感器技術和集成電路控制器技術的應用上一直居于世界領先地位，有實力的企業已經在把集成電子和數碼技術應用在控制器、電機閥控、充電控制等部件上，智能型電動自行車將是未來發展的制高點。

2）傳統的鉛酸電池由于可能造成二次污染、自身重量大、充電速度慢、使用壽命短而成為電動自行車的致命弱點。目前中國鎳氫電池的應用技術已經逐步成熟，鋰電池的安全問題一旦解決，也可以得到普及。技術領先的電動自行車生產企業要加大對新型能源的研究，降低新型電池的成本，給電動自行車更強的“生命源”。

3）加強對充電技術的研究，大幅提高充電效能，延長蓄電池使用時間。據有關專家研究，現在市場上損壞的蓄電池有80%是被劣質的充電器充壞的。近年中國已有高新技術公司開始這方面的研究，把常規充電改為變幅脈沖和數碼控制技術，有效控制電池在充電過程中的失水量，保證了充電的均衡性，提高了電池的使用壽命。

4）把高科技含量的復合材料及高強度輕合金材料將更多地應用于電動自行車的制造。在成功應用鋁合金材料的同時，采用鈦合金、鉻鉬鋼等輕質、高強度材料和碳纖維及其他高分子復合材料。加大電動自行車強度，減輕電動自行車重量。使自行車的性能和制造工藝發生革命性的變化。

5）加強電動自行車電機的研究，開發應用新型能源的高效節能電機，高效補償電機，進一步提高電動自行車的能源使用效率。

6）加快對國際新技術、新材料的應用，在輪胎、蓄電池和配件生產中采用納米材料，使電動自行車更輕、更快、行駛得更遠。

7）更廣泛地將計算機和微電子技術應用在電動自行車產品設計、模具加工以及生產過程中，不斷提高生產自動化程度和完善生產工藝技術。

8）電動自行車生產企業和國家研究所、高等院校合作，系統提升產品的科技含量，形成擁有自主知識產權的技術與產品，繼續在世界電動自行車的技術領域保持領先的地位。

市場調研分析總結—— 電動自行車的設計方向（3）通過一段時間的市場調研，分析出目前大眾對電動自行車的功能和它的未來發展持樂觀態度。經過我的分析，認為電動自行車的工作原理和外觀造型以及對新能源的利用方面加以開發利用，并且把人與產品的整個交互過程分為三個階段：

1）購買前階段：潛在消費者通過產品廣告及營銷策略所傳達的信息與產品進行交互。

2）購買階段：消費者在產品零售店時通過零售人員的服務和試用產品與產品進行交互。

3）購買后階段：用戶通過反復使用、展示、清理或討論產品等行為，實現與產品的交互。

三、市場分析

設計調查問卷

1、您的年齡？

A、20歲以下 B、20-30歲 C30-40歲 D、40歲以上

2、您的性別？ A男

B女

3、您的職業？ A、機關事業單位工作人員

B、個體工商戶

C、企業工作人員

D、自由職業者 E、無職業者

F、在校學生

G、退休或離退休人員

H、其他（）

4、您購買電動自行車的目的？

A、便于上下班工作

B、便于生活出行（帶貨、買菜等）

C、其它（）

5、您大多在什么樣的環境騎電動自行車 A晴天 B雨雪天 C大風天 D其他

6、您認為什么樣的天氣比較影響自行車的使用（說明理由）

7、您對現有電動自行車使用是否滿意感覺是否舒適 A滿意B不滿意C一般D很不滿意

8、您感覺現有自行車哪里使用不舒適（可多選）A車把手B座椅C腳蹬D控制器E剎車F其他

9、您希望電動自行車的壽命是多長時間？ A、3年以內

B、3年～8年

C、8年以上

10、您所熟悉電動自行車的牌子是？

A、捷安特

B、鳳凰

C、綠源

E、萬寶龍

G、大陸鴿

H其它（

11、你能把電動自行車的形態跟以下哪種事物聯系起來？ A、字母

B、動物

C、植物

D、文具）

12、您認為電動車哪些部件最容易出現質量問題？

A、電瓶

B、車架

C、電機

D、剎車系統

E、調速系統

12、您比較注重電動自行車哪些方面？（可多選）

A、外觀

B、價格

C、性能

D、售后服務

E、質量

F、其他_________

13、您認為電動自行車的優點和缺點是？ 便捷的---------------------不便捷的 不安全的---------------------安全的 便宜的---------------------昂貴的 不環保的---------------------環保的 流行的---------------------不流行的

14、如果購買電動自行車，您的心理價位是多少？

A、1000以下

B、1000-1500

C、1501-2000

D、2001-2500

E、2500以上

15、你認為電動自行車對新能源的利用是否有必要？

A、有

B、沒有

16、假如您要購買電動自行車，您會通過哪些渠道獲取相關信息？（可多選）

A、報紙雜志或電視廣告

B、上網瀏覽

C、聽朋友介紹

D、購買現場聽營業員解說

E、其他________________

17、你最喜歡那種類型的自行車（多選）A可以折疊的 E不可以折疊的 B外觀時尚的 F簡約大方的 C智能的 G功能單一的 D高性能的 H質量過硬的

18、您作為一個潛在消費者，對目前的電動自行車有關方面有何要求或建議。___________________________________________________________

問卷調查的問題總結（主要問題）：

座椅不舒適問題、折疊不方便問題、存放不方便問題、惡劣天氣不擋風雨問題、充電不方便等

表五表示各個年齡段對外形，質量，性能，品牌以及價格的選擇。年輕的人更注重外形和性能。中年人注重品牌。老人注重性能和價格。

表五 各個年齡段對電動自行車的需求點

外形10050品牌0質量10歲到20歲20至30歲30至40歲40歲以上價格性能

表六為各個類型自行車購買的人群情況。高收入的人需要的自行車要美觀時尚有科技感，收入低的更注重實用和質量。學生注重品牌和美觀。

表六 部分職業對自行車的需求比例

科技創新自行車時尚美觀自行車高端智能自行車普通自行車知名品牌自行車0%

企業白領工廠工人學生自由職業無職業退休者50%100%

四、電動自行車的使用環境分析

電動自行車的使用環境非常復雜，因為根據不同的使用人群所在的地區，使用環境就不同。總結的說北方的冬天寒冷路面有雪，南方夏季又多雨。個別郊區農村道路崎嶇，非常泥濘。（如圖12）

圖12

五、使用人群分析 電動自行車的使用人群很廣泛，年齡從10歲到50歲不等。人們用電動自行車去買貨物，承載一些簡單貨物。還有的用于代步上班上學出行等。一般學生或有較穩定工作的家庭住處離工作地點有一定距離的選擇用電動自行車。還有的殘疾人也用電動自行車。（如圖13）

圖13

六、電動自行車種類劃分

1、電動自行車的種類（1）按是否有折疊結構分類 ①可折疊自行車（如圖1）

②不可折疊自行車

（如圖2）

圖1可折疊自行車

圖2不可折疊自行車

（2）按驅動—傳動方式分 ①摩擦輪傳動：由驅動機上的摩擦輪直接作用于后車輪的橡膠輪胎，通過摩擦來傳動。結構簡單、成本低，但轉動效率低，能耗大，對車輛輪胎的摩損也大，且在下雨天容易打滑。

②中軸鏈輪傳動型（圖3）：驅動機經特別設計安裝在自行車中軸。這種結構的電動自行車電機重心合理，傳動效率較磨輪型有所提高，但機械仍然損耗較大，傳動效率不高。

圖3中軸鏈輪傳動型

③輪轂驅動型（如圖4）：驅動電機按裝在車后軸的車轂里，這種車轂與摩拖車輪轂形狀相似，尺寸略大，輪轂通過輻條（鋼絲）與車鋼圈連成一體，從而直接驅動后輪轉動。其優點是設計合理、結構緊湊，體積小，重量輕，傳動效率比前兩種都高，目前多數電動自行車所選用的驅動方式。

圖4輪轂驅動型

（3）按驅動電機類型分

①有刷直流電機型（如圖5）：采用永磁有刷直流電機，這種 電機優點是控制系統簡單，成本低，過載能力強，但需要換向器和電刷，存在著機械磨損，影響了有刷電機的效率。圖 為有刷電機。

圖5有刷直流電機

圖 6無刷電機

②無刷直流電機型（如圖6）：采用科技含量較高的永磁無刷直流電機，由于無須電刷，沒轉動齒輪，不存在電刷的機械磨損。因此，他無干擾、壽命長、效率高、運行可靠、維護簡單。與有刷電機相比，不足之處是控制系統復雜、成本較高，雖然如此，但將是直流驅動電機的發展趨勢。圖 為無刷電機（4）按配備的附屬裝置分

①豪華型（如圖7）：整車配備有顯示速度、溫度、電量、里程、行駛時間、電壓和電流等儀器顯示盤，更高級的則采用帶夜間背光設計的超大液晶顯示屏（LCD），是駕駛員能對車輛的運行狀況一目了然同時還配備了前后減震系統、主意提示、紅外線防盜鑰匙、后貨箱等，讓騎車熱門舒適方便。②經濟型（如圖7）：也稱普及型，他沒有豪華型那樣的摩托車配備僅有電量顯示等少量的必備裝置，物美價廉、簡單實用。（5）按自動化（智能化）程度分

①標準型：它即可以腳踏車，又能電動驅動助行，主要通過手把人為控制電動自行車在20Km/h以內任意改變行駛速度。

圖7實用型

②智能型：在標準型的基礎上，通過提高控制系統的智能化（采用特殊的傳感器）使車輛根據其行駛的速度自動調節驅動電機的輸出功率（馬力），或者是車輛的控制系統能依據騎車人的騎行力的大小自動控制電池輸出電流的強弱，從而實現人力與電力助行的極佳配合。這樣即延長了行駛里程及電機壽命、省力節電，又盡可能地避免因行駛速度過快而引發的交通風險。除了上述分類外，電動自行車采用的蓄電池目前大致有密封式免維護的鉛酸蓄電池和鎳氫電池兩種。前者雖然重量上不十分理想，但容量大、無記憶效應、而且價格低廉，是目前大多數電動自行車的主要動力源；后者容量大、無污染、也無記憶效應，但其價格很高，不易普及。

圖8智能型（5）按輪子個數分類（如圖9）①獨輪電動自行車

圖9獨輪

②雙輪電動自行車（如圖10）

圖10雙輪 ③三輪電動自行車（如圖11）

圖11三輪

七、具體產品分析

YikeBike可折疊電動自行車（如圖14）

圖14

這款小巧的電動自行車名為Yike Bike，一年之前在德國舉行的歐洲自行車貿易博覽會上首次亮相就引起人們關注。斯經過5年的時間設計和制造。

1、材料分析

車架材質: 鋁合金復合材料以及碳纖維 電池：鋰鐵電池--充電時間45分鐘

據悉，Yike Bike的主體由碳纖維制成，僅有不到10.8公斤，號稱世界上最輕的電動自行車。它的前輪直徑為20英寸，后輪為8英寸，車柄上有兩個LED燈，方便在夜間行駛。Yike Bike的最高時速約為23公里，電池能夠在40分鐘內快速充電，充一次電可以跑6.2英里長的路程，約為10公里。

Yike Bike是由格蘭特·賴安和彼得·希金

2、形態分析

外形運用大量的流線型。而且后輪很小。整體顯的小巧美觀。它的設計方向主要是為了解決日益擁堵的交通的問題，它可以讓你在狹窄的街道中自由穿梭，快速到達目的地。并且，下車后可以將它收納到專用的袋子中，隨身攜帶，也解決了自行車失竊的問題。

3、使用環境人群分析

圖15

圖16 這款自行車主要用于學生以及一些工作地點比較大的地方工作的人使用代步。由于這款自行車的小巧輕便，續航能力強。很多人把這款自行車作為自行車旅游的工具。但是這款自行車只能在平潭的地方工作。（如圖15、16）

4、通過以上市場調研和分析，得出該產品設計如下：

1）充分分析產品的使用環境，使用方式，使其符合人機工程學。

2）要保證電動自行車與使用者的契合：收集各種電動自行車的相關資料，展開設計中進行人機工程學的分析，從而保證電動自行車與環境和人的匹配。

3）對使用者的功能需求和使用愛好進行調查分析，設計出實用且吸引人的附加功能。根據問卷調查的結果，大約有60%的男性喜歡騎自行車，他們的年齡多數集中在16歲到30歲之間，有40%的女性對電動自行車也很感興趣。他們對自行車的色彩搭配，功能要求，造型輕巧方面有自己獨特的見解，而且在環保方面也很重視，所以他們希望電動自行車的材料是可以重復利用的，并且它可以隨時拆裝，以此方便隨身攜帶和儲存。并且電動自行車的各個零件之間是可以拆裝和調節的，以此方便家中別的人群使用，這樣及經濟又環保。

產品用戶群的定位是16-30之間的青年一代，這樣就要求產品的形態要適合這類人群的實用，考慮到人機工程學的應用，希望能設計簡潔大方的造型以適應時代的潮流。功能結構設計遵循人機工程學的理論指導。

從消費者的需求和時代的要求出發，從多角度、多方位進行綜合考察研究，切實、準確地保證產品的實用功能和審美功能的合理實現。此電動自行車的功能設計將采用力矩傳感技術、蓄電池儲備轉換系統、GPRS導航系統以及MP3功能這四個主要核心功能。此款電動自行車的結構設計將運用現在主流的可回收綠色環保結構設計和易拆卸結構設計這兩種結構設計。原因是因為第一要響應國家低碳生活的設計理念所以采用環保的并且是可以便于回收的結構設計，不至于在產品后期報廢后難于處理。第二是因為考慮到使用人群，有特殊的結構，運用了方便拆卸的結構，這樣易于使用者組裝和自我維修。

4）希望設計的可以方便折疊，可以方便充電，能方便的搬運做到這3點方便。5）希望能采用新的材料新技術，如碳纖維等。

八、總結未來電動自行車

1、未來自行車非常小巧輕便，很容易攜帶，擺放。體積特別輕。

2、續航能力很高，最好能達到30公里充一次電。甚至不用充電。比如使用紙電池。電池的發展能促進自行車的發展。

3、價格在4000以上，大眾就可以消費的起。外形運動時尚。

4、有一定的速度，在中短路程中可以取代汽車。為了的電機更小功率更高。

5、方便充電，有配套的公共充電場所設備。

6、方便駕駛，每個人經過很簡單的練習就能騎。

7、取消輪胎用反重力物質代替

8、希望電動自行車應該著眼于取代現代的燃油摩托，清潔能源只有在大規模使用下才能取代傳統能源。