【正文】 種，它的作用是能把有限的電能儲(chǔ)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(fù)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(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，放電時(shí)化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能。電池在放電時(shí)，金屬鉛是負(fù)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(shí)，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(gè)鉛蓄電池串聯(lián)起來使用，電壓是6V。汽車上用的是6個(gè)鉛蓄電池串聯(lián)成12V的電池組。鉛蓄電池在使用一段時(shí)間后要補(bǔ)充硫酸，使電解質(zhì)保持含有22～28％的稀硫酸。 放電時(shí),電極反應(yīng)為:PbO2 + 4H+ + SO42 + 2e = PbSO4 + 2H2O 負(fù)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(dòng)車，滑板車，汽車，風(fēng)能太陽能系統(tǒng)，安全報(bào)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(dòng)型蓄電池：主要用于汽車、摩托車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)等起動(dòng)和照明； 固定型蓄電池：主要用于通訊、發(fā)電廠、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為保護(hù)、自動(dòng)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(dòng)力電源； 鐵路用蓄電池：主要用于鐵路內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車、客車起動(dòng)、照明之動(dòng)力； 儲(chǔ)能用蓄電池：主要用于風(fēng)力、太陽能等發(fā)電用電能儲(chǔ)車用電機(jī)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(dòng)方面，有的同時(shí)具有電動(dòng)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(cè)力器，或中軸扭力傳感器，只要用腳踏動(dòng)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(shí)，讓您對(duì)控制器有一個(gè)更全面的了解。 一、控制器與保護(hù)功能 （一） 控制器簡(jiǎn)介簡(jiǎn)略地講控制器是由周邊器件和主芯片（或單片機(jī)）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(jī)或?qū)Ｓ眉呻娐吠瓿煽刂七^程的器件；單片機(jī)也稱微控制器，是在一塊集成片上把存貯器、有變換信號(hào)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(shí)間以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)電路、輸入輸出端口等集成在一起，而構(gòu)成的計(jì)算機(jī)片。這就是電動(dòng)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。控制器的設(shè)計(jì)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(yùn)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(shí)也會(huì)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(dòng)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(jī)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(dòng)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。控制器從結(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(dòng)箱內(nèi)，不露在外面。這種方式使控制器與電源、電機(jī)間連線距離縮短，車體外觀顯得簡(jiǎn)潔。一體式 控制部分與顯示部分合為一體，裝在一個(gè)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(hù)功能 保護(hù)功能是對(duì)控制器中換相功率管、電源免過放電，以及電動(dòng)機(jī)在運(yùn)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(shí)，電路根據(jù)反饋信號(hào)采取的保護(hù)措施。電動(dòng)自行車基本的保護(hù)功能和擴(kuò)展功能如下：制動(dòng)斷電 電動(dòng)自行車車把上兩個(gè)鉗形制動(dòng)手把均安裝有接點(diǎn)開關(guān)。當(dāng)制動(dòng)時(shí)，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(gè)變化形成信號(hào)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(dòng)電流，使功率截止，停止供電。因而，既保護(hù)了功率管本身，又保護(hù)了電動(dòng)機(jī)，也防止了電源的浪費(fèi)。欠壓保護(hù) 這里指的是電源的電壓。當(dāng)放電最后階段，在負(fù)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(jì)劃自己的行程。當(dāng)電源電壓已經(jīng)達(dá)到放終時(shí)，電壓取樣電阻將分流信息饋入比較器，保護(hù)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(hù)電子器件和電源。過流保護(hù) 電流超限對(duì)電機(jī)和電路一系列元器件都可能造成損傷，甚至燒毀，這是絕對(duì)應(yīng)當(dāng)避免的?？刂齐娐分校仨毦邆溥@種過電流的保護(hù)功能，在過流時(shí)經(jīng)過一定的延時(shí)即切斷電流。 過載保護(hù) 過載保護(hù)和過電流保護(hù)是相同的，載重超限必然引起電流超限。電動(dòng)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(diǎn)，或抱著試一下的心理故意超載。如果沒有這種保護(hù)功能，不一定在哪個(gè)環(huán)節(jié)上引起損傷，但首當(dāng)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(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)即變得無力，騎行者立即可以感覺到脈動(dòng)異常；若繼續(xù)騎行，接著就燒毀第2個(gè)、第3個(gè)功率管。有兩相功率管不工作，電動(dòng)機(jī)即停止運(yùn)行，有刷電機(jī)則失去控制功能。因此，由過載引起的過電流是很危險(xiǎn)的。但只要有過電流保護(hù)，載重超限后電路自動(dòng)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(hù) 仍然屬于過流保護(hù)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(hù) 是助力型電動(dòng)自行車獨(dú)有的設(shè)計(jì)控制程序。車速超過某一預(yù)定值時(shí)，電路停止供電不予助力。對(duì)電動(dòng)型電動(dòng)自行車而言，統(tǒng)一規(guī)定車速為20km/h，車用電動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，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(dòng)自行車只能在不超過這個(gè)速度狀態(tài)下運(yùn)行。 控制器的位置不會(huì)影響到性能，主要視設(shè)計(jì)者的意圖。但有幾項(xiàng)原則：（1）在運(yùn)行操作允許時(shí)；（2）在整體布置允許時(shí)；（3）在線路布設(shè)要求時(shí)；（4）在配套設(shè)施要求時(shí)。第六章 電動(dòng)自行車的維修和保養(yǎng)電動(dòng)車養(yǎng)護(hù)注意事項(xiàng)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(huì)影響電池壽命。如長(zhǎng)期不用，每月充一次電。充電請(qǐng)使用配套的專用充電器。 多維護(hù)－－－如遇下雨積水，不能讓水淹沒輪轂中心；下車時(shí)及時(shí)關(guān)閉電門，平時(shí)將車胎充足氣；在上坡、頂風(fēng)等重負(fù)荷情況下，用腳踏助力；遇有故障及時(shí)送廠家指定的特約維修部維修。勤潤(rùn)滑－－－根據(jù)使用情況，應(yīng)對(duì)前軸、后軸、中軸、飛輪、前叉、避震器轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)等部件每半年至1年進(jìn)行一次擦洗和潤(rùn)滑（推薦使用二硫化鉬潤(rùn)滑脂）。電動(dòng)輪轂內(nèi)的傳動(dòng)部件已涂上了特殊的潤(rùn)滑油，用戶不必自行擦洗潤(rùn)滑。正確的日常維護(hù)、保養(yǎng)電動(dòng)車，既能方便安全騎行，更能延長(zhǎng)電動(dòng)車的壽命。 電動(dòng)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(dòng)，電池是否充足電。 在車輛剛啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)緩慢加速，避免瞬間急加速損傷元器件。為了延長(zhǎng)電池、電機(jī)的壽命，在車輛啟動(dòng)、爬坡時(shí)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(dòng)，以節(jié)省電能。行駛中剎車時(shí)應(yīng)松開調(diào)速把，以免損害電機(jī)及其它機(jī)件。下車推行時(shí)，應(yīng)關(guān)閉電源，以防推行時(shí)無意轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速把，車子突然啟動(dòng)發(fā)生意外。 充電時(shí)應(yīng)注意,不要使用其它品牌的充電器，每個(gè)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(dá)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(shí)，充電器上不要覆蓋任何物品，應(yīng)放置于通風(fēng)處，同時(shí)注意防止液體和金屬顆粒進(jìn)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(jì)中，為了少走彎路和節(jié)省時(shí)間，應(yīng)充分考慮抗干擾性能的要求，避免在設(shè)計(jì)完成后再去進(jìn)行抗干擾的補(bǔ)救措施。因此設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)中，軟件抗干擾是被動(dòng)措施，而硬件抗干擾是主動(dòng)措施，只要認(rèn)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(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地運(yùn)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(qiáng)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(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營(yíng)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(biāo)，領(lǐng)會(huì)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(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)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(shí)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(zhǎng)的切磋和爭(zhēng)鳴，以及同學(xué)們從頭至尾的支持和鼓勵(lì)，也是我無法忘卻的。愿我的感激之情化作一道虔誠(chéng)的祝福：愿老師和同學(xué)合家歡樂，一生平安。參考文獻(xiàn)[1] 胡漢才 編著《單片機(jī)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(jī)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(dòng)機(jī)的單片機(jī)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(jì)與制版Protel 99高級(jí)應(yīng)用》 人民郵電出版社[6] 孫涵芳 徐愛卿，《MCS51/96系列單片機(jī)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(jī)實(shí)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(jī)器人——控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)