【正文】 的一種，它的作用是能把有限的電能儲存起來，在合適的地方使用。它的工作原理就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。它用填滿海綿狀鉛的鉛板作負極，填滿二氧化鉛的鉛板作正極，并用22～28％的稀硫酸作電解質(zhì)。在充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，放電時化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能。電池在放電時，金屬鉛是負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化為硫酸鉛；二氧化鉛是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，被還原為硫酸鉛。電池在用直流電充電時，兩極分別生成鉛和二氧化鉛。移去電源后，它又恢復(fù)到放電前的狀態(tài)，組成化學(xué)電池。鉛蓄電池是能反復(fù)充電、放電的電池，叫做二次電池。它的電壓是2V，通常把三個鉛蓄電池串聯(lián)起來使用，電壓是6V。汽車上用的是6個鉛蓄電池串聯(lián)成12V的電池組。鉛蓄電池在使用一段時間后要補充硫酸，使電解質(zhì)保持含有22～28％的稀硫酸。 放電時,電極反應(yīng)為:PbO2 + 4H+ + SO42 + 2e = PbSO4 + 2H2O 負極反應(yīng): Pb + SO42 2e = PbSO4 總反應(yīng): PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (向右反應(yīng)是放電,向左反應(yīng)是充電) 蓄電池的應(yīng)用十分廣泛，可用于UPS，電動車，滑板車，汽車，風(fēng)能太陽能系統(tǒng)，安全報警等等方面。 鉛酸蓄電池產(chǎn)品主要有下列幾種，其用途分布如下： 起動型蓄電池：主要用于汽車、摩托車、拖拉機、柴油機等起動和照明； 固定型蓄電池：主要用于通訊、發(fā)電廠、計算機系統(tǒng)作為保護、自動控制的備用電源； 牽引型蓄電池：主要用于各種蓄電池車、叉車、鏟車等動力電源； 鐵路用蓄電池：主要用于鐵路內(nèi)燃機車、電力機車、客車起動、照明之動力； 儲能用蓄電池：主要用于風(fēng)力、太陽能等發(fā)電用電能儲車用電機控制器近年來的發(fā)展速度之快，使人難以想象，操作上越來越“傻瓜”化，而顯示則越來越復(fù)雜化。比如，車速的控制已經(jīng)發(fā)展到“巡航鎖定”；驅(qū)動方面，有的同時具有電動性能和助力功能，如果轉(zhuǎn)換到助力狀態(tài)，借助鏈條張力測力器，或中軸扭力傳感器，只要用腳踏動腳蹬，便可執(zhí)行助力或確定助力的大小。這期本刊開始給您講述控制器的知識，讓您對控制器有一個更全面的了解。 一、控制器與保護功能 （一） 控制器簡介簡略地講控制器是由周邊器件和主芯片（或單片機）組成。周邊器件是一些功能器件，如執(zhí)行、采樣等，它們是電阻、傳感器、橋式開關(guān)電路，以及輔助單片機或?qū)Ｓ眉呻娐吠瓿煽刂七^程的器件；單片機也稱微控制器，是在一塊集成片上把存貯器、有變換信號語言的譯碼器、鋸齒波發(fā)生器和脈寬調(diào)制功能電路以及能使開關(guān)電路功率管導(dǎo)通或截止、通過方波控制功率管的的導(dǎo)通時間以控制電機轉(zhuǎn)速的驅(qū)動電路、輸入輸出端口等集成在一起，而構(gòu)成的計算機片。這就是電動自行車的智能控制器。它是以“傻瓜”面目出現(xiàn)的高技術(shù)產(chǎn)品?？刂破鞯脑O(shè)計品質(zhì)、特性、所采用的微處理器的功能、功率開關(guān)器件電路及周邊器件布局等，直接關(guān)系到整車的性能和運行狀態(tài)，也影響控制器本身性能和效率。不同品質(zhì)的控制器，用在同一輛車上，配用同一組相同充放電狀態(tài)的電池，有時也會在續(xù)駛能力上顯示出較大差別。 （二） 控制器的型式 目前，電動自行車所采用的控制器電路原理基本相同或接近。有刷和無刷直流電機大都采用脈寬調(diào)制的PWM控制方法調(diào)速，只是選用驅(qū)動電路、集成電路、開關(guān)電路功率晶體管和某些相關(guān)功能上的差別。元器件和電路上的差異，構(gòu)成了控制器性能上的不大相同?？刂破鲝慕Y(jié)構(gòu)上分兩種，我們把它稱為分離式和整體式。分離式 所謂分離，是指控制器主體和顯示部分分離（圖42圖423）。后者安裝在車把上，控制器主體則隱藏在車體包廂或電動箱內(nèi)，不露在外面。這種方式使控制器與電源、電機間連線距離縮短，車體外觀顯得簡潔。一體式 控制部分與顯示部分合為一體，裝在一個精致的專用塑料盒子里。盒子安裝在車把的正中，盒子的面板上開有數(shù)量不等的小孔，孔徑4~5mm，外敷透明防水膜?？變?nèi)相應(yīng)位置設(shè)有發(fā)光二極管以指示車速、電源和電池剩余電量。 （三）控制器的保護功能 保護功能是對控制器中換相功率管、電源免過放電，以及電動機在運行中，因某種故障或誤操作而導(dǎo)致的可能引起的損傷等故障出現(xiàn)時，電路根據(jù)反饋信號采取的保護措施。電動自行車基本的保護功能和擴展功能如下：制動斷電 電動自行車車把上兩個鉗形制動手把均安裝有接點開關(guān)。當制動時，開關(guān)被推押閉合或被斷開，而改變了原來的開關(guān)狀態(tài)。這個變化形成信號傳送到控制電路中，電路根據(jù)預(yù)設(shè)程序發(fā)出指令，立即切斷基極驅(qū)動電流，使功率截止，停止供電。因而，既保護了功率管本身，又保護了電動機，也防止了電源的浪費。欠壓保護 這里指的是電源的電壓。當放電最后階段，在負載狀態(tài)下，電源電壓已經(jīng)接近“放電終止電壓”，控制器面板（或儀表顯示盤）即顯示電量不足，引起騎行者的注意，計劃自己的行程。當電源電壓已經(jīng)達到放終時，電壓取樣電阻將分流信息饋入比較器，保護電路即按預(yù)先設(shè)定的程序發(fā)出指令，切斷電流以保護電子器件和電源。過流保護 電流超限對電機和電路一系列元器件都可能造成損傷，甚至燒毀，這是絕對應(yīng)當避免的?？刂齐娐分?，必須具備這種過電流的保護功能，在過流時經(jīng)過一定的延時即切斷電流。 過載保護 過載保護和過電流保護是相同的，載重超限必然引起電流超限。電動自行車說明書上都特別注明載重能力，但有的騎行者或未注意這一點，或抱著試一下的心理故意超載。如果沒有這種保護功能，不一定在哪個環(huán)節(jié)上引起損傷，但首當其沖的就是開關(guān)功率管，只要無刷控制器功率管燒毀一只，變成兩相供電后電動機運轉(zhuǎn)即變得無力，騎行者立即可以感覺到脈動異常；若繼續(xù)騎行，接著就燒毀第2個、第3個功率管。有兩相功率管不工作，電動機即停止運行，有刷電機則失去控制功能。因此，由過載引起的過電流是很危險的。但只要有過電流保護，載重超限后電路自動切斷電源，因超載而引起的一系列后果都可以避免。 欠速保護 仍然屬于過流保護范疇，是為不具備0速起步功能的無刷控制系統(tǒng)而設(shè)置。 限速保護 是助力型電動自行車獨有的設(shè)計控制程序。車速超過某一預(yù)定值時，電路停止供電不予助力。對電動型電動自行車而言，統(tǒng)一規(guī)定車速為20km/h，車用電動機在設(shè)計時，額定轉(zhuǎn)速就已經(jīng)設(shè)定好了，控制電路也已經(jīng)設(shè)好。電動自行車只能在不超過這個速度狀態(tài)下運行。 控制器的位置不會影響到性能，主要視設(shè)計者的意圖。但有幾項原則：（1）在運行操作允許時；（2）在整體布置允許時；（3）在線路布設(shè)要求時；（4）在配套設(shè)施要求時。第六章 電動自行車的維修和保養(yǎng)電動車養(yǎng)護注意事項1. 勤充電－－－鉛酸電池應(yīng)保持隨用隨充電的習(xí)慣，不能等到電池用光再充，這樣會影響電池壽命。如長期不用，每月充一次電。充電請使用配套的專用充電器。 多維護－－－如遇下雨積水，不能讓水淹沒輪轂中心；下車時及時關(guān)閉電門，平時將車胎充足氣；在上坡、頂風(fēng)等重負荷情況下，用腳踏助力；遇有故障及時送廠家指定的特約維修部維修。勤潤滑－－－根據(jù)使用情況，應(yīng)對前軸、后軸、中軸、飛輪、前叉、避震器轉(zhuǎn)動支點等部件每半年至1年進行一次擦洗和潤滑（推薦使用二硫化鉬潤滑脂）。電動輪轂內(nèi)的傳動部件已涂上了特殊的潤滑油，用戶不必自行擦洗潤滑。正確的日常維護、保養(yǎng)電動車，既能方便安全騎行，更能延長電動車的壽命。 電動車在使用前應(yīng)注意檢查車況是否良好，如輪胎氣壓是否充足，前后剎車是否靈敏，整車有無異響，螺絲是否松動，電池是否充足電。 在車輛剛啟動時，應(yīng)緩慢加速，避免瞬間急加速損傷元器件。為了延長電池、電機的壽命，在車輛啟動、爬坡時應(yīng)用腳踏助力。 在保證安全的前提下，行駛中應(yīng)盡量減少頻繁剎車、啟動，以節(jié)省電能。行駛中剎車時應(yīng)松開調(diào)速把，以免損害電機及其它機件。下車推行時，應(yīng)關(guān)閉電源，以防推行時無意轉(zhuǎn)動調(diào)速把，車子突然啟動發(fā)生意外。 充電時應(yīng)注意,不要使用其它品牌的充電器，每個品牌的充電器與電池的性能是相匹配的，只有專用充電器，才能達到最佳充電效果。 充電器內(nèi)含高壓線路，不要擅自拆卸。充電時，充電器上不要覆蓋任何物品，應(yīng)放置于通風(fēng)處，同時注意防止液體和金屬顆粒進入充電器內(nèi)部，防止跌落與撞擊，以免造成損傷第七章 結(jié)束語在系統(tǒng)的設(shè)計中，為了少走彎路和節(jié)省時間，應(yīng)充分考慮抗干擾性能的要求，避免在設(shè)計完成后再去進行抗干擾的補救措施。因此設(shè)計時從抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能等方面采取各種措施來提高系統(tǒng)性能。在抗干擾設(shè)計中，軟件抗干擾是被動措施，而硬件抗干擾是主動措施，只要認真分析系統(tǒng)所處環(huán)境的干擾來源以及傳播途徑，采用兩者相結(jié)合的方法，就能保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠地運行。 致謝在論文即將完成之際，我的心情無法平靜。首先應(yīng)感謝的就是我的指導(dǎo)老師俞云強老師。從開始選題到論文的順利完得到了俞老師的精心指導(dǎo)。俞老師治學(xué)嚴謹，學(xué)識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標，領(lǐng)會了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。其嚴以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力，與無微不至、感人至深的人文關(guān)懷，令人如沐春風(fēng)，倍感溫馨。同時感謝其他同學(xué)給我的幫助，感謝圖書館給我們提供了豐富的參考資料。在文章寫作過程中，我與班長的切磋和爭鳴，以及同學(xué)們從頭至尾的支持和鼓勵，也是我無法忘卻的。愿我的感激之情化作一道虔誠的祝福：愿老師和同學(xué)合家歡樂，一生平安。參考文獻[1] 胡漢才 編著《單片機原理及其接口技術(shù)》[2] 余永權(quán) 李小青 陳林康 編著〈〈單片機應(yīng)用系統(tǒng)的功率接口技術(shù)〉〉北京航空航天大學(xué)出版社 1992年9月第1版[3] 河北科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 沙占友 薛樹琦 范世奇 KMI15系列集成轉(zhuǎn)速傳感器的原理與應(yīng)用[4]王曉明 編著〈〈電動機的單片機控制〉〉北京航空航天大學(xué)出版社 2002年5月[5] 趙晶, 編著 《電路設(shè)計與制版Protel 99高級應(yīng)用》 人民郵電出版社[6] 孫涵芳 徐愛卿，《MCS51/96系列單片機原理及應(yīng)用》（修訂版） 北京航空航天大學(xué)出版社[7] 吳金戍 沈慶陽 郭庭吉，《8051單片機實踐與應(yīng)用》 清華大學(xué)出版社[8] 上海交通大學(xué)：錢真彥 蘇稚英 走迷宮機器人——控制系統(tǒng)的設(shè)計36