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如何选择适合自己的电动自行车?浅谈电机功率和续航计算

   2021-09-17 82年的江上渔者2170
导读

随着电动车的普及,经过这些年市场的检验,电动车从外形到功能上,越来越进步,越来越智能化。下面从理论上来谈谈电动车的一些参数计算,以及如何选择适合自己的电动车。首先解释一个名词,最大爬坡度它不是我们通常


  




 

随着电动车的普及,经过这些年市场的检验,电动车从外形到功能上,越来越进步,越来越智能化。下面从理论上来谈谈电动车的一些参数计算,以及如何选择适合自己的电动车。


首先解释一个名词,最大爬坡度


它不是我们通常理解的坡路的角度,而是坡路的高度和水平距离的比值。一般用百分比来表示,也有用小数来表示的。即 坡度=(坡路的高度/水平距离)*100%



坡度示意图

比如某段道路坡度为30%,事实上就是在水平距离前进100米的情况下,垂直高度又上升30米,但是这段路的角度是16.7° ,而不是30°。而100%的坡度,坡路的角度是45°。


一般城市道路坡度不超过5%,超过10%就算比较大坡了。我们看起来非常陡的地下停车场,它的设计坡度其实只是在15%左右,换算成角度约为8.5°。


好,懂了以上名词,下面我们言归正传,谈谈电动车电机功率的计算。



电动车电机

假定电动车车身重50KG,载2个人,每人体重75KG,轮胎与沥青路面滚动摩擦系数取0.015,行驶最高速度50KM/H.


根据物理学公式 P=FV=mgμv


其中m 指总质量 g 指重力加速度 μ指滚动摩擦系数 v指速度(m/s)


P=(50+75+75)* 9.8 * 0.015 * 50000/3600 = 408W


理论上是408瓦,如果考虑电机效率,取效率为0.85,则P=408/0.85=480W


这是计算值,没有考虑风阻,所以功率要选得比计算值大一点,市场上配套电机的规格,一般有600W,800W,1000W。所以根据车辆大小和规格,可以自由选配。


在城市中,电动车不可能一直在水平路面行驶,还有可能遇到斜坡,这个时候就考验一辆车的爬坡能力了,功率选的大,爬坡能力就强。接下来我们来验证一下,假定路面坡度5%,折算成角度θ=tan-1(0.05)=2.86



电动车爬坡时受力分析

当电动车满载,也就是载两个人,此时总质量为200Kg


F=mgsin5.7°+mgcos5.7°×0.015=200*9.8*0.099+200*9.8*0.995*0.015=194+29=223N


假定上坡速度25公里每小时,则 P=FV=223*25000/3600=1548W


当电动车只载一人,此时总质量为125Kg


代入上式,P=(125/200)×1548=967W


通过计算,我们发现上坡时,瞬时功率能达到1548W,此时电机处于短时过载状态,一般电机都允许一定的短时过载,如果你的电机是600W,你会发现很费劲,甚至都走不动。如果此时你的电机是800W,而且只载一人,勉强正常爬坡。但如果你的电机是1000W的电机,又是轻载,超过所需的967W,此时感觉上坡很轻松。


下面谈谈铅酸蓄电池容量



铅酸电池

蓄电池容量目前市面主流是10AH,20AH。通常放电时间定义为10小时,也就是说10AH的电池以1安培的电流持续放电,能工作10小时,20AH的电池,以2安培的电流持续放电,能工作10小时。


理论上,容量=电流×小时,但是随着放电电流的加大,电瓶持续工作的时间会大大缩短,不是严格的成反比关系。例如,放电电流为5A,此时20AH的电瓶放电时间理论上20/5=4小时,但实际上远远达不到4小时。在实际计算续航里程时,可以近似取4小时,这也就是为何电动车广告上说的里程和实际不符的原因所在。


接下来以市面主流的电动车参数来计算一下续航里程,某品牌电动车功率1000W,20AH,72V,50KM/H。


额定负载电流=1000/72=13.8A


理论放电时间=20/13.8=1.5h


理论里程=1.5×50=75KM


通过以上计算,该电动车理论上可以行驶75KM左右,如果不是满载,里程可能会达到100KM。


市场上现在有30AH的电瓶车,号称行驶可达200公里,下面我们来验算一下。该电瓶车功率800W,72V,30AH,50KM/H。


额定负载电流=800/72=11.1A


理论放电时间=30/11.1=2.7h


理论续航里程=2.7×50=135KM


通过计算,可以得知,如果不是满载,加上良好的行驶习惯,行驶里程确实有可能达到200KM,由此可见商家并没有吹牛。


以上就是关于电动车的一些理论知识,对于有一定理工基础的人,可以通过以上方法,来选择合适的电动车。


你懂了吗?欢迎探讨。


 
(文/小编)
 
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