电动阀门智能控制器调研报告[精选5篇]

第一篇：电动阀门智能控制器调研报告

调研报告

执行机构，又称执行器，是一种自动控制领域的常用机电一体化设备(器件)，是自动化仪表的三大组成部分(检测设备、调节设备和执行设备)中的执行设备。主要功能是对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。按动力类型可分为气动、液动、电动、电液动等几类;按运动形式可分为直行程、角行程、回转型(多转式)等几类。

我国的自动化仪表与国外的差距较大。国内仪表行业的主要执行机构产品是DDZ一工I，DDZ一工II和DDZ一型，产品大量采用分立元件，只能接受输入模拟信号，伺服电机的制动器使用寿命短，可靠性低，使用维修困难。虽然国内各主要生产厂家投入人力对电动执行机构进行了一些改进和开发，但总是不尽理想。

八十年代以来，行业中的几个骨干企业相继引进国外技术，如法国Banard，德国SIEMENS、日本工装、英国ROTORK以及ABB公司RS/RHA等电动执行机构。通过引进技术、消化吸收，这些产品已成为国内系统配套的主要产品。但是，这些产品都属于模拟仪表，不具有智能功能，只是在组合化多功能化和集成化方面有所进步。

近年来，我国电动阀门研制行业坚持技术进步，加快新产品开发，涌现出一批各具特色的高新技术产品。如北京机床所的直动式电液伺服阀、杭州精工液压机电公司的低噪声比例溢流阀(拥有专利)、宁波华液公司的电液比例压力流量阀(已申请专利)，均为机电一体化的高新技术产品，并己投入批量生产，取得了较好的经济效益。目前国内研制的新型智能电动执行器的主要特点是:主要技术指标正在向国际90年代初水平看齐，工作死区小于0.8级，回差和基本误差都小于1级。使用方便，具有自诊断、自调整和PID调节功能。

但是，目前国产的执行机构，只能满足一般的冶金、化工、电站等成套工程40%左右的配套，不具备为500万吨炼油、1200立方米高炉、30MW发电机组等大型成套工程的配套能力。更不能满足当今现场总线及开放式控制系统的要求。然而，已取得的成果和经验为我们进一步开发基于现场总线的智能执行器提供了一定的基础.在2009年3月13日上午我们参观了镇江市计量所。位于镇江市丁卯开发区

纬三路 20 号，现有职工 87 名，大专以上学历 65 人，工程技术人员 63 人，中高级职称 35 人，所内设有 5 个管理部门和 7 个检测部门，并建立了江苏省质量技术监督气体流量计量检测中心。另下设 3 个具有独立法人资质的科研、服务部门。镇江市计量所为国家法定计量技术机构，依法开展强制检定、仲裁检定和委托检定、校准工作。现建有社会公用计量标准 100 项，其中最高标准为 70 项，能进行几何量、热学、电磁、无线电、时间频率、光学、声学、电离辐射等十大类 300 余种计量器具的检定和校准。镇江市公正计量站向社会提供公正计量检测服务。我们先后参观了检测一部，包含长度和力学两个专业组，负责镇江市及周边地区几何量具及力学计量仪器的检定 / 校准、测试和维修服务；检测二部负责镇江市及周边地区理化和医疗卫生计量仪器的检定 / 校准、测试和维修服务；检测三部负责镇江市及周边地区电磁和温度计量仪器的检定 / 校准、测试和维修服务；检测四部包含容量、商品量两个专业的检定、校准 / 检测项目，负责镇江市及周边地区的检定 / 校准、测试和维修服务；检测五部负责镇江市及周边地区各类衡器的检定 / 校准、测试和维修服务。

2009年3月17日我们参观了江苏远望仪器有限公司。改公司拥有先进的生产、检测设备和完善的管理体系。主要生产舰船用压力、温度、液位测量控制仪器仪表及舰船用液位遥测装置、舱柜液位报警装置、阀门遥控装置、船用综合测量控制系统等成套设备。公司以产品品种多，规格齐全，质量可靠，服务及时在船用仪器仪表行业中形成鲜明特色。产品技术性能达到国内同类产品先进水平，多项产品取代进口，填补国内空白。公司致力于积极开发研制新的产品，满足最新SOLAS规范以及客户的特殊要求。与科研院所共同合作研制的多项船舶测控系统，其性能和技术水平可与国外同类先进产品相媲美。我们参观了公司工作地点和产品生产的流水线。

2009年3月18日我们参观了扬州柴油机有限责任公司。公司生产485、495/4100、4102/4105、4108/4110等四个系列200多个变型品种的柴油机，排量2.0～4.75升，功率32～115KW，扭矩116～480N.M，全部达到国家新颁排放标准（欧Ⅰ），4102、4105增压中冷柴油机达欧Ⅱ排放标准，产品广泛应用于轻卡、轻客、农用车、发电机组、船舶等，主导产品4102/4105柴油机市场占有率28%。

2009年3月19日上午参观了扬州亚星客车股份有限公司。公司利用车盘1957年生产

出我公司第一辆客车开始，先后成功开发了国内许多著名的经典车型：

JT663型长途客车，国内首台装配国产客车底盘的前置长途客车；

JS6971中档后置式长途客车，国内首台配置国产后置式底盘的JS6971中档后置式长途客车；

JT6120空气悬挂客车，国内首台具有自主知识产权的高档全承载、空气悬挂客车；

JS6820中型公路客车，该款车型至今仍保持着国内单车型销售量的最高记录；

JS6110S双层公交车系列，国内首创双层公交车系列；

JS6139H豪华公路客车，满足中国高三级标准的6X2豪华客车的设计和分析，与英国LPD设计公司联合设计开发，国内首家拥有该档次的客车产品自主知识产权的客车制造商。

下午我们参观了扬州冶金机械有限公司。改公司拥有机械制造、金属结构件、铸造（含离心铸造、精密铸造）、锻造、热处理等十个分厂和车间，是国内冶金机械设备制造的大型骨干企业，在冶金工业炉、铝板（带、箔）轧制生产线成套设备、钢铁轧制及连续退火及酸洗成套设备、镀锌及彩涂生产线成套设备、耐热钢炉底辊、方坯连铸液压剪、高炉水渣处理设备、铁矿粉造球机等产品在国内同行业中技术优势和领先地位。

通过以上的实习调研，设计出一智能型多总线电动阀执行机构，用开发电动阀智能控制器以取代原来的PLC，增加多总线接口，用现场总线可以可靠实现通信双方数据的传输、对控制器的可靠控制，智能化阀门电动装置在结构设计上充分考虑到抗恶劣工作环境的因素，其组件多带有保护涂层以防腐蚀，外壳采用密封式，经得起温度、湿度的大范围变化和振动冲击的考验，保证工作可靠。而且还可以降低成本、增强企业产品的竞争力。我们可以深刻感觉到加强技术创新、追赶国际先进水平的紧迫性。同时，我们也可以看到本课题具有深远的意义。

第二篇：智能控制器简介

苏州工业园区苏容电气有限公司

智能控制器简介

电子智能控制器行业是技术密集型和知识密集型相结合的产业。电子智能控制器是指在仪器、设备、装置、系统中为实现电子控制，而设计的计算机控制单元，它一般是以单片微型计算机（MCU）芯片或数字信号处理器（DSP）芯片为核心，依据不同功能要求辅以外围模拟及数字电子线路，并置入相应的计算机软件程序，经电子加工工艺制造而形成的核心控制部件。

智能控制器以自动控制理论为基础，集成了自动控制技术、微电子技术、电力电子技术、传感技术、通讯技术等诸多技术门类而形成的高科技产品。智能控制器并非以终端产品的形态独立工作，而是作为核心和关键部件内置于仪器、设备、装置或系统中，在其中扮演“神经中枢”及“大脑”的角色，是典型的嵌入式软件产品。

智研数据研究中心调查表示：电子智能控制产品的核心功能是提高用电设备的效率、精度和智能化。随着各种用电设备日益朝数字化、功能集成和智能化方向发展，电子智能控制产品的渗透性进一步增强，应用领域日趋广泛。目前，智能控制器广泛应用于家用电器、健康与护理产品、电动工具、智能建筑与家居、汽车电子等终端产品中。

中国的家电智能控制器专业厂商总体上历史较短，规模不大，但近几年发展迅速。这主要是由以下因素推动：首先，随着中国在电子、集成电路、软件、通信、传感器等方面技术的大幅进步，中国在技术层面上已经能够研发制造出具有优良性能的控制器产品。其次，传统的欧美日韩等国际家电制造巨头受到中国、土耳其、智利等新兴国家的家电制造企业的挑战，成本压力急剧增大，国际家电商开始向中国的家电智能控制器企业进行采购。再次，中国的家电制造业专业化分工已经开始。与国际家电企业不同，由于中国电子行业发展历史较短等因素，国内家电制造商目前尚处于自行研发制造大部分智能控制器的阶段。随着国内智能控制技术的不断提高，从最近几年开始，国内家电制造商由自主生产智能控制器转向由专业第三方供应的趋势越来越明显。这种调整一方面得益于社会精细化分工的总体趋势，更重要的原因是家电整机制造企业发现，采取专业第三方供货，可以有效地克服厂商内部供货带来的效率低下、技术更新慢、服务落后等弊端，能够更好地加快产品更新、有效降低成本。以上因素使近几年中国涌现出一批具有一定专业开发设计能力、实验测试能力和基于专业产品经验的工艺制造能力的本土智能控制器企业。

20世纪90年代中期之后，智能控制器行业日益成熟，作为一个独立的行业，其发展受到了双重动力的驱动：其一是市场驱动，市场需求的增长和市场应用领域的持续扩大，致使智能控制器至今已经在工业、农业、家用、军事等几乎所有领域得到了广泛应用;其二

苏州工业园区苏容电气有限公司

是技术驱动，随着相关技术领域的日新月异，智能控制器行业作为一个高科技行业得到了飞速发展。

目前，在中国等发展中国家智能控制产品的应用仍处于初级阶段，现阶段市场规模不大，但是增长速度较高，拥有巨大的发展空间。

第三篇：阀门电动执行器简介[定稿]

阀门电动执行器

作为电动阀门的动力装置，直接影响着电动阀门的使用性能。作为电站自动控制的终端环节之一，电动阀门在电站中起着至关重要的作用，因而，阀门电动执行器的选择好坏将直接影响整个电厂的可靠性、安全性、经济性，甚至事关机组能否正常运行。电动执行器按其操作方式，分为迥转、直行程和角行程3种。以下就电站阀门电动执行器的选型谈一谈笔者的看法。

根据所选阀门的使用的工况条件确定电动执行器是调节型的还是开关型的。我们知道通常情况下，电动调节阀采用的执行器多为调节型的；电动闸阀、截止阀等采用的执行器多为开关型的。但是阀门的类型并不是电动执行器选型的唯一决定因素，当我们在为一个电动阀门选择使用调节型还是开关型电动执行器时，该阀门在单位时间的使用频率决定了应该选择哪种电动执行器。例如，对采用远方手动操作控制的调节阀来说法，亦可以采用开关型的电动执行器。过去，电动执行器被严格地分为开关型电动装置和调节型的电动执行机构，因此我国至今仍有相应的国家标准对该类产品有着严格的定义和要求。但随着大量引进型、进口电动执行器进入市场以来，以及自动化水平的不断提高，电动执行器不断的向标准化，模块化、智能化转变，目前市场上的电动执行器主要有开关型电动执行器和调节型电动执行器。开关型电动执行器是过去常用的产品，如常州电站辅机厂的ZB系列、扬州电力修造厂的DZW 系列，均采用15 min短时工作制，每h允许启动频率通常为'100次，主要适用于要求不高，动作不频繁的两位制阀门上，由于它具有功率大、成本低、可靠性较好的优势，至今仍在电厂大量使用。近几年来，部分厂家也在老产品的基础上，相继延伸开发出一体化的电动装置，并根据需要能提供4～2O mA反馈电流信号，如常州电站辅机厂的ZB一体化系列等。尽管相对于老产品其价格有所提高，但为电厂提供了更多类型调节阀电动执行器。

由于过去调节阀仅起调节作用，其前常设有截止阀，所以通常对调节阀的泄漏等级要求并不高，故为减少阀门动作需要的力矩采用平衡式结构，限于当时电动执行器的设计制造水平，因此调节型电动执行器通常为小功率的电动执行器。如自动化仪表十一厂的DKZ系列等。但随着对调节阀要求的不断提高，以及电站设计向大容量、高参数发展，原有的电动执行器功率已经不能满足要求，调节型电动执行器也逐渐开始采用大功率产品。主要品种为进口或采用引进技术设计制造，如扬州电力修造厂引进德国西门子SIPOS3技术生产的2SA35系列调节型电动执行器，上海自动化仪表十一厂引进英国ROTORK公司技术生产的M 系列调节型电动执行器，以及德国SIPOS公司(原属西门子公司)生产的SIPO$55系列，英国ROTORK公司的IQM 系列调节型电动执行器等。这些产品通常采用$4／$5工作制式，能满足电动执行器每h动作1 200次的要求。具有自动化程度高、可靠性好、速度快、功能多、控制精度高等优点，是目前电厂调节型电动执行器的主导产品。与上述调节型电动执行器相对应，各进口或采用引进技术生产的厂家同时拥有它们的对应的开关型电动执行器，如扬州电力修造厂的2SA30系列，上海自动化仪表的A系列，以及德国SIPOS公司的SIPOS50系列，英国RoToRK公司的IQ系列开关型电动执行器等。这些产品也采用15 rain短时工作制，但能满足电动执行器每h启动600次的要求。它们也同时拥有自动化程度较高、可靠性好、功能多、控制精度较高等优点，但成本可大幅下降，同时也是目前电厂开关型电动执行器的主导产品。值得注意的是，目前国内很多进口电动执行器的代理商采用在开关型电动执行器上添加控制单元，使之由原来的开环控制转换为闭环控制，在控制部分上达到与调节型电动执行器完全一致，并作为调节型电动执行器销售。

我们对进口开关型电动执行器与调节型电动执行器作了个比较：(1)电机功率相同情况下调节型电动执行器输出力矩小于开关型电动执行器。(2)加工精度及定位精度调

节型电动执行器大于开关型电动执行器。(3)连续工作时间调节型电动执行器大于开关型电动执行器。鉴于上述原因，以及国外厂家在价格定位上的不同，开关型电动执行器的价格要远小于调节型，采用这种经过改进的开关型电动执行器作为调节型电动执行器使用，能大幅度降低成本。如德国sI—POS公司的SIPO$50系列，英国ROTORK公司的IQ系列等都可以选用调节型控制部分。由于我国目前自动控制程度相对较低，在很多不需频繁操作参与调节，且控制精度要求不高的场合下，使用开关型电动执行器也无妨。需要指出的是，如果对调节阀使用情况不熟悉，或者该调节阀需要长时间频繁参与调节或者要求调节精度较高，建议还是使用正规调节型产品为好。在决定了执行机构工作方式后，我们需要根据实际需要选择必要的控制单元。对于开关型电动执行器来说主要需要考虑以下几点：(1)是否为一体化，即电动执行器不需要经过控制柜内的交流换向接触器就能直接采用控制信号驱动，是电动执行器的发展方向。(2)是否需要4～20 mA反馈信号，即能够输出阀门实际位置的信号。(3)需要那些开关量输出信号，如阀门开关到位、故障信号等，以及这些信号为常开还是常闭接点。(4)是否为智能化，目前还没有严格的界定，通常认为应带有液晶屏，采用CPU控制芯片，具有人机对话的软件界面。(5)对接收开关量控制信号的要求(6)执行器的死区范围(7)执行器需要的动力电源要求对调节型电动执行来说，除了需要考虑以上几点外，还应考虑是否需要4～2O mA阀位给定信号，也就是阀门需要运行到的位置信号。一般来说调节型电动执行器均带有此项功能，只有少数要求采用开关量调节的电动执行器可以不需要提供此功能。

接下来需要考虑的是选择执行机构需要输出的操作力，通常直行程电动执行器输出推力即阀门需要的推力，角行程电动执行器输)出转矩即阀门需要的力矩(底座曲柄型连接除外，目前已不大使用，在此不详述)，而多迥转电动执行器需要将执行器输出的转矩转换成阀门需要的推力，一般采用梯形螺纹，计算公式如下；2M1000d×tan(口+D)T— — 输出推力(N)M— — 输出力矩(N·m)— — 梯形螺纹中径(ram)a — — 梯形螺纹压力角a—ATAN(s／Ⅱ)ID—— 梯形螺纹摩擦角ID—ATAN(-厂)s—— 梯形螺纹螺距(mm)． 卜梯形螺纹摩擦系数需要注意的是必须考虑梯形螺纹摩擦系数．厂，在不同情况下可以是静摩擦系数，也可能是动摩擦系数。因此我们在计算阀门需要的最大推力时必须根据阀门结构和运行的具体情况考虑此时梯形螺纹摩擦系数取值，考虑阀门冷热态实际情况应留有一定的余量，避免出现执行器输出转矩不够的情况。全程动作时间也是执行器选择的一个重要方面，一般来说各个厂家都有自己的常规转速，应尽量选择常规转速产品，它的大致计算方法如下：直行程全程动作时间(s)一行程(mm)÷执行器速度(mm／s)多转式全程动作时间(s)===行程(mm)×60÷螺距(ram)÷执行器转速(r／min)角行程全程动作时间(s)一行程(。)÷ 执行器速度(。／s)我们还必须考虑阀门与执行器接口的问题，由于过去我国的电动执行器有自己的标准接口，与国际标准不同，造成了目前市场上电动执行器接口的混杂，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产厂家能提供接口齐全的产品，加装过渡法兰是常用的解决办法，但在操作上应慎重，否则将导致阀门与执行器无法连接。因此若无特殊需要，新设计阀门可优先采用ISO5210接口，该接口有通用性较强。除此之外，同时我们还要考虑执行器是否采用防爆型、户外型、防护等级是多少、电机的绝缘等级等安全要求，在此恕不细述。随着我国电站自动化水平的不断提高，相信在不久的将来电站阀门和执行器会运用更多的新技术和新工艺，本文是笔者在电站阀门电动执行器选型上的一些经验体会，以供对电动执行器选配时参考，并作为以后设计和选用新型电站阀门的一个前瞻性探讨

第四篇：阀门电动装置有关标准简介

阀门电动装置有关标准简介

来源：计算机行业标准化网日期：2010-12-28 13:43:2

2阀门电动装置的设计、制造、试验中要涉及一些标准以规范上述工作。下面给出常用的标准名称和代号做为索引便于使用时查找。另外，还将对列出的标准内容等做简要介绍。

JB/T8528-1997 普通型阀门电动装置技术条件

它是阀门电动装置的最新标准，该标准于 1998-01-01 实施。它是对

ZBJ16002-87 《阀门电动装置技术条件》的修订。根据近年来电动装置的设计、试验、检验及使用实践，该标准对 ZBJ16002-87 中的工作环境温度、噪音指标、起动转矩、最大转矩、控制转矩、控制转速及其试验方法等作了修订。它的实施将取代 ZBJ16002-87。

上海恒星泵阀制造有限公司是该标准的主要起草单位

GB12222-2005 多回转阀门驱动装置的连接

该标准的89版为等效采用国际标准 ISO5210/1 ～ 5210/3-1982 《多回转阀门驱动装置的连接》。它规定了多回转阀门驱动装置与阀门的连接尺寸和驱动件的尺寸，以及转矩和轴向推力的基准值。该标准适用于闸阀、截止阀、节流阀和隔膜阀等用阀门驱动装置于阀门的连接尺寸。

2005新版为修改采用国际标准ISO 5210:1991。

目前国际上一些电动装置厂家产品的连接尺寸和型式均与该标准相同。GB12223-2005 部分回转阀门驱动装置的连接

该标准89版为等效采用国际标准 ISO5211/1 ～ 5211/3-1982 《部分回转阀门

电动装置的连接》。它规定了部分回转阀门驱动装置与阀门的连接尺寸和驱动件的尺寸，以及转矩的基准值。该标准适用于球阀、蝶阀和旋塞阀用阀门驱动装置与阀门的连接尺寸。

2005新版为修改采用国际标准ISO 5211:1991。

JB/T8862-2000 阀门电动装置寿命试验规程

该标准规定了阀门电动装置寿命试验的试验要求，测试项目、试验方法等。阀门电动装置型式试验中的寿命试验目前仍依据该标准规定进行。JBZ247-85 系 JB/T8528-1997 《普通型阀门电动装置技术条件》的引用标准之一。

JB2195-98 YDF2 系列阀门电动装置用三相异步电动机 技术条件

该标准规定了YDF2系列阀门电动装置用花相异步电动机的型式、基本参数与尺寸、技术要求、检验规则和试验方法、标志与包装及使用期的要求。

本标准只适用于普通型阀门电动装置，凡属本系列派生的各种电动机也可参照执行。

GB3836.1-2000 爆炸性环境用防爆电气设备通用要求

GB3836.2-2000 爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d ”

上述两个标准均为防爆电气设备设计、制造、检验、试验等必须执行的强制性标准。由于目前阀门电动装置的防爆式均为隔爆型，因而要符合 GB3836.2-2000 的有关规定。

GB 3836.1-2010爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求

GB 3836.2-2010爆炸性环境 第2部分：由隔爆外壳“d” 保护的设备

上述两个标准的最新版，将在2011-08-01日实施。

JB/T8529-1997 隔爆型阀门电动装置技术条件

阀门电动装置的隔爆式属于防爆电气设备中比较复杂的，并且它具有一定的机构特点。因而为规范防爆型阀门电动装置的设计制定了该行业标准。它规定了隔爆型电动装置的技术要求、试验方法、检验规则等等。我公司为该标准的起草单位JB/T8530-1997阀门电动装置型号编制法，该标准规定了阀门电动装置型号的编制方法

GB4208-2008 外壳防护等级（IP代码）

GB/T 2423.4-2008电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Db 交变湿热（12h＋12h循环）

GB/T 3797-2005电气控制设备

GB/T 3181-2008漆膜颜色标准

小结：本文给出了阀门电动装置常用的设计，试验中涉及的一些标准，其中主要是一些专业标准。有些标准没有收录，因为有的尚无国家或行业颁布的标准号，如有关于核级阀门电动装置和船用阀门电动装置的技术条件。在列出的标准中有的亦在修订中，有的需要重新起草，所以标准的更新是符合事情发展规律的。该标准制约着产品的技术水平，尤其一些专业标准，因此在了解产品结构原理同时也了解一些有关标准是十分有益的。

第五篇：电动自行车调研报告

电动自行车调研报告

姓名：黄世俊

班级：工业设计10-2

学号1001030221

指导教师：沈瞳

一、自行车产品概述

本设计项目为自行车，目前在市场上该类产品比较多，所以此次设计的突破性比较大。主要从它的工作原理以及外观造型和目前在电动自行车方面解决一些不达标设计方面进行。所以本次课程设计围绕这三个方面着手调研及分析与设计。

电动自行车是以蓄电池、锂电池等电能作为辅助能源，具有两个车轮，能实现人力骑行、电动或电助动功能的特种自行车。自行车的型号以td(特种自行车种类的电动自行车类)冠号。它虽然具有普通自行车的外表特征(甚至具有摩托车的外表特征)，但是主要的是，它是在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。

二、市场调查部分

1、电动车整体的构造调查

我们知道,电动自行车(以下简称电动车)是以蓄电池作为辅助能源,具有两个车轮,能实现人力骑车.电动或电助动功能的特种自行车.它虽然具有普通自行车的外表特征(甚至具有摩托车的外表特征).但主要的是他是在普通自行车的基础上.安装了电机.控制器.蓄电池.转把.闸把等操作部件和显示仪表系统的.机电一体化的个人交通工具。不同种类的车，其电池置放位置、控制器形式等有所不同。电动车电气部分的配合关系如框图所示,其中虚线表示有些电动车没有此配合关系。各部件的主要作用如下：

1.充电器充电器是给电池充电能的装置.一般分二阶段充电模式与三阶段充当模式两种。二阶段充电模式：先恒压充电.充电电流随电池电压的上升逐渐减小.等电池电量补充到一定程度以后.电池电压会上升到充电器的设定值.此时转换为涓流充电。三阶段充电模式：充电开始时.先恒流充电.迅速给电池补充能量；等电池电压上升以后.转为恒压充电.此时电池电能缓慢补充，电池电压继续上升；达到充电器的充电终止电压值时，转为涓流充电，以保养电池和供给电池的自放电电流。充电器设计采用恒流、恒压、浮充三阶段自动转换方式，对电池产生保护，有效地延长电池寿命。使用提示：冲电时，保持充电器通风良好。如果在充电过程中闻到异味或充电器外壳温度过高，请立即停止充电，检查.处理。2.电池电池是提供电动车能量的随车能源，目前的电动车主要采用铅酸电池组合。另外镍氢电池与锂离子电池也已在一些轻便折叠电动车上开始使用了。用于电动自行车的电池主要有三类，即小型密封式免维护铅酸蓄电池、镍镉电池和镍氢电池。小型密封式免维护铅酸电池使用成本、容量大，被国内企业普遍采用。3.控制器控制器是控制电机转速的部件，也是电动车电气系统的核心，设计有多项保护功能控制系统，具有欠压.限流或过流保护功能。智能型控制器还具有多种骑行模式和整车电气部件自检功能。控制器是电动车能量管理与各种控制器信号处理的核心部分。无级调速、软启动、欠压保护、过流保护和刹车断电等。保护电机和电池，可使电流有控制地输出，产生所需动力，又不烧坏电机。目前国内开发的电动自行车，大多是以手动调速把手来自行决定电力供给方式。使用提示：控制器主控板为电动车主回路，具有较大工作电流，会发出较大热量。因此，电动车不要停放在阳光下暴晒，也不要长时间淋雨，以免控制器出故障。4.转把.闸把.助力传感器

转把、闸把、助力传感器等是控制器的信号输入部件。转把信号是电动车速度控制信号。闸把信号是当电动车刹车时，闸把内部电子电路输出给控制器的一个电信号；控制器接受到这个信号后，就会切断对电机的供电，从而实现刹车断电功能。助力传感器是当电动车处于助力状态时检测骑行脚蹬力矩或脚蹬速度信号的装置。

控制器根据助力传感器信号的大小，分配给电机不同的电驱动功率，以达到人力与电力自动匹配，共同驱动电动车旋转。

电机电机是将电池电能转换成机械能，驱动电动车轮旋转的部件。在电动车上使用的电机，其机械结构.转速范围与通电形式有许多种。常见的有：有刷有齿轮 毂电机.有刷无齿轮毂电机.无刷无齿轮毂电机.无刷有齿轮毂电机.侧挂电机。

灯具.仪表灯具.仪表部分是提供照明并指示电动车状态的部件组合。仪表一般提供电池电压显示.骑行状态显示.灯具状态显示等。智能型仪表还能显示整车各电气部件的故障情况。

2、市场数据

2013 年 1-12 月电动摩托车及电动助力的脚踏车的主要出口国家 / 地区分布（如表1）。表示中国的自行车在世界出口量很大。而且欧洲的进口量很大。表面欧洲国家骑自行车的人数很多。

表一 出口分布表

表二为中国市场供应分布，浙江和广东省是自行车制作的主要省份。表面中国南方的自行车制作业比较发达。

表二 中国供应商分布

表三为海外买家的分布表。欧洲为买入最多的市场。但是南美的市场也有很大的潜力。

表三 海外买家分布

表四为中国市场自行车销售价格与市场占有率关系的表。表示1000左右的市场比较多，既使用的高性价比的价格便宜的中国人喜欢。

表四 中国市场自行车各个价格段销售量百分比

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

3、市场调查总结

（1）电动自行车发展趋势

电动自行车新一轮洗牌悄然进行一事，在电动自行车行业和读者中引起较大反响。业内人士表示，电动车正逐步由区域性品牌向全国性知名品牌迈进。

据了解，目前电动车已经不仅仅是车型、价格和店面圈地等这些表面现象的竞争，而是悄悄展开了产品内在品质和服务的竞争。

按照常理，经销商只负责产品的销售，对产品自身的品质一般较少过问。“在以往电动车销售过程中，销售力都大于产品力，纯粹是为了销售而销售。”长春屹林商贸公司常务副总魏小明介绍说，随着竞争的日益成熟，商家对产品品牌和品质的关注度也越来越高。

随着电动自行车竞争的加剧，经销商靠卖概念占领市场的时代即将成为过去。“有的概念宣传纯属子虚乌有”。“说白了电动车技术含量很低，追根究底应该在精工细作上下工夫。”

消费者看重的是质量、服务。随着消费理念越来越成熟，消费者在购物时更加理性，售后服务也越来越受到消费者的重视。长春市民周伟良就说：“我买电动车时先看他们的售后服务有没有保障，有保障了我才买。”

对此，商家对消费者的需求心领神会。“服务是从属于销售的，好品牌还应该服务周到。小品牌经销商只重眼前利益，不要说服务网点了，有的连售后服务点都没有，所以买了这样的电动车，连最起码的权利都无法保障。”魏小明说。

在同质化竞争的形势下，除了要开发出有自己特色的产品，更要保证产品和服务的质量。

2012年，中国生产的电动自行车占世界总产量的60%，中国的电动自行车，无论是产量还是技术含量，在世界上都走在了前列，在未来的发展过程中如果能够有效的突破瓶颈，在巩固国内市场的同时，大力发展国际市场，前途一片光明。2014年、2015年不断高涨的石油价格给发达国家带来了一道新的风景：这就是自行车的回归和电动自行车的应用。越来越多的明智人士认识到：汽车不是唯一的、最佳的交通工具。按照2012年9月香港的油价，一辆普通轿车月行驶1000公里，汽油费高达人民币1000元以上。从1997年开始，世界许多国家政府都已适当限制汽车、摩托车、助力车，日本、美国、法国等国家通过法律明确电动自行车作为一种特殊自行车的地位鼓励人们积极使用。2012年，中国生产的电动自行车，有30%出口到几十个国家和地区。各种迹象表明，世界将成为中国的电动自行车生产的巨大市场，而中国将是世界电动自行车的最大工厂。

理由：

1）中国自行车产业有较强的竞争力，在国际市场地位稳固，产品具有相当信誉，为电动自行车的出口奠定了很好的基础。

2）中国电动自行车经过10多年的发展，在技术上处于领先地位，可以适应各个国家不同的技术要求。

3）中国已经建立了丰厚的电动自行车零部件的生产基地和多达600家以上的整装企业，能够满足世界各地的需求。

4）国外劳动力成本不断提高，而中国近几年劳动力成本稳中有降，在国际市场上有很强的竞争力。日本等一些经济较发达的国家正寻求将本国的电动自行车生产向劳动成本相对较低的国家和地区转移，中国具有明显优势。

5）几十年来，中国在自行车出口的过程中，建立较为完善的国际营销网络，为电动自行车的出口提供了优越的条件。

（2）电动自行车发展技术

1）中国电动自行车在力矩传感器技术和集成电路控制器技术的应用上一直居于世界领先地位，有实力的企业已经在把集成电子和数码技术应用在控制器、电机阀控、充电控制等部件上，智能型电动自行车将是未来发展的制高点。

2）传统的铅酸电池由于可能造成二次污染、自身重量大、充电速度慢、使用寿命短而成为电动自行车的致命弱点。目前中国镍氢电池的应用技术已经逐步成熟，锂电池的安全问题一旦解决，也可以得到普及。技术领先的电动自行车生产企业要加大对新型能源的研究，降低新型电池的成本，给电动自行车更强的“生命源”。

3）加强对充电技术的研究，大幅提高充电效能，延长蓄电池使用时间。据有关专家研究，现在市场上损坏的蓄电池有80%是被劣质的充电器充坏的。近年中国已有高新技术公司开始这方面的研究，把常规充电改为变幅脉冲和数码控制技术，有效控制电池在充电过程中的失水量，保证了充电的均衡性，提高了电池的使用寿命。

4）把高科技含量的复合材料及高强度轻合金材料将更多地应用于电动自行车的制造。在成功应用铝合金材料的同时，采用钛合金、铬钼钢等轻质、高强度材料和碳纤维及其他高分子复合材料。加大电动自行车强度，减轻电动自行车重量。使自行车的性能和制造工艺发生革命性的变化。

5）加强电动自行车电机的研究，开发应用新型能源的高效节能电机，高效补偿电机，进一步提高电动自行车的能源使用效率。

6）加快对国际新技术、新材料的应用，在轮胎、蓄电池和配件生产中采用纳米材料，使电动自行车更轻、更快、行驶得更远。

7）更广泛地将计算机和微电子技术应用在电动自行车产品设计、模具加工以及生产过程中，不断提高生产自动化程度和完善生产工艺技术。

8）电动自行车生产企业和国家研究所、高等院校合作，系统提升产品的科技含量，形成拥有自主知识产权的技术与产品，继续在世界电动自行车的技术领域保持领先的地位。

市场调研分析总结—— 电动自行车的设计方向（3）通过一段时间的市场调研，分析出目前大众对电动自行车的功能和它的未来发展持乐观态度。经过我的分析，认为电动自行车的工作原理和外观造型以及对新能源的利用方面加以开发利用，并且把人与产品的整个交互过程分为三个阶段：

1）购买前阶段：潜在消费者通过产品广告及营销策略所传达的信息与产品进行交互。

2）购买阶段：消费者在产品零售店时通过零售人员的服务和试用产品与产品进行交互。

3）购买后阶段：用户通过反复使用、展示、清理或讨论产品等行为，实现与产品的交互。

三、市场分析

设计调查问卷

1、您的年龄？

A、20岁以下 B、20-30岁 C30-40岁 D、40岁以上

2、您的性别？ A男

B女

3、您的职业？ A、机关事业单位工作人员

B、个体工商户

C、企业工作人员

D、自由职业者 E、无职业者

F、在校学生

G、退休或离退休人员

H、其他（）

4、您购买电动自行车的目的？

A、便于上下班工作

B、便于生活出行（带货、买菜等）

C、其它（）

5、您大多在什么样的环境骑电动自行车 A晴天 B雨雪天 C大风天 D其他

6、您认为什么样的天气比较影响自行车的使用（说明理由）

7、您对现有电动自行车使用是否满意感觉是否舒适 A满意B不满意C一般D很不满意

8、您感觉现有自行车哪里使用不舒适（可多选）A车把手B座椅C脚蹬D控制器E刹车F其他

9、您希望电动自行车的寿命是多长时间？ A、3年以内

B、3年～8年

C、8年以上

10、您所熟悉电动自行车的牌子是？

A、捷安特

B、凤凰

C、绿源

E、万宝龙

G、大陆鸽

H其它（

11、你能把电动自行车的形态跟以下哪种事物联系起来？ A、字母

B、动物

C、植物

D、文具）

12、您认为电动车哪些部件最容易出现质量问题？

A、电瓶

B、车架

C、电机

D、刹车系统

E、调速系统

12、您比较注重电动自行车哪些方面？（可多选）

A、外观

B、价格

C、性能

D、售后服务

E、质量

F、其他_________

13、您认为电动自行车的优点和缺点是？ 便捷的---------------------不便捷的 不安全的---------------------安全的 便宜的---------------------昂贵的 不环保的---------------------环保的 流行的---------------------不流行的

14、如果购买电动自行车，您的心理价位是多少？

A、1000以下

B、1000-1500

C、1501-2000

D、2001-2500

E、2500以上

15、你认为电动自行车对新能源的利用是否有必要？

A、有

B、没有

16、假如您要购买电动自行车，您会通过哪些渠道获取相关信息？（可多选）

A、报纸杂志或电视广告

B、上网浏览

C、听朋友介绍

D、购买现场听营业员解说

E、其他________________

17、你最喜欢那种类型的自行车（多选）A可以折叠的 E不可以折叠的 B外观时尚的 F简约大方的 C智能的 G功能单一的 D高性能的 H质量过硬的

18、您作为一个潜在消费者，对目前的电动自行车有关方面有何要求或建议。___________________________________________________________

问卷调查的问题总结（主要问题）：

座椅不舒适问题、折叠不方便问题、存放不方便问题、恶劣天气不挡风雨问题、充电不方便等

表五表示各个年龄段对外形，质量，性能，品牌以及价格的选择。年轻的人更注重外形和性能。中年人注重品牌。老人注重性能和价格。

表五 各个年龄段对电动自行车的需求点

外形10050品牌0质量10岁到20岁20至30岁30至40岁40岁以上价格性能

表六为各个类型自行车购买的人群情况。高收入的人需要的自行车要美观时尚有科技感，收入低的更注重实用和质量。学生注重品牌和美观。

表六 部分职业对自行车的需求比例

科技创新自行车时尚美观自行车高端智能自行车普通自行车知名品牌自行车0%

企业白领工厂工人学生自由职业无职业退休者50%100%

四、电动自行车的使用环境分析

电动自行车的使用环境非常复杂，因为根据不同的使用人群所在的地区，使用环境就不同。总结的说北方的冬天寒冷路面有雪，南方夏季又多雨。个别郊区农村道路崎岖，非常泥泞。（如图12）

图12

五、使用人群分析 电动自行车的使用人群很广泛，年龄从10岁到50岁不等。人们用电动自行车去买货物，承载一些简单货物。还有的用于代步上班上学出行等。一般学生或有较稳定工作的家庭住处离工作地点有一定距离的选择用电动自行车。还有的残疾人也用电动自行车。（如图13）

图13

六、电动自行车种类划分

1、电动自行车的种类（1）按是否有折叠结构分类 ①可折叠自行车（如图1）

②不可折叠自行车

（如图2）

图1可折叠自行车

图2不可折叠自行车

（2）按驱动—传动方式分 ①摩擦轮传动：由驱动机上的摩擦轮直接作用于后车轮的橡胶轮胎，通过摩擦来传动。结构简单、成本低，但转动效率低，能耗大，对车辆轮胎的摩损也大，且在下雨天容易打滑。

②中轴链轮传动型（图3）：驱动机经特别设计安装在自行车中轴。这种结构的电动自行车电机重心合理，传动效率较磨轮型有所提高，但机械仍然损耗较大，传动效率不高。

图3中轴链轮传动型

③轮毂驱动型（如图4）：驱动电机按装在车后轴的车毂里，这种车毂与摩拖车轮毂形状相似，尺寸略大，轮毂通过辐条（钢丝）与车钢圈连成一体，从而直接驱动后轮转动。其优点是设计合理、结构紧凑，体积小，重量轻，传动效率比前两种都高，目前多数电动自行车所选用的驱动方式。

图4轮毂驱动型

（3）按驱动电机类型分

①有刷直流电机型（如图5）：采用永磁有刷直流电机，这种 电机优点是控制系统简单，成本低，过载能力强，但需要换向器和电刷，存在着机械磨损，影响了有刷电机的效率。图 为有刷电机。

图5有刷直流电机

图 6无刷电机

②无刷直流电机型（如图6）：采用科技含量较高的永磁无刷直流电机，由于无须电刷，没转动齿轮，不存在电刷的机械磨损。因此，他无干扰、寿命长、效率高、运行可靠、维护简单。与有刷电机相比，不足之处是控制系统复杂、成本较高，虽然如此，但将是直流驱动电机的发展趋势。图 为无刷电机（4）按配备的附属装置分

①豪华型（如图7）：整车配备有显示速度、温度、电量、里程、行驶时间、电压和电流等仪器显示盘，更高级的则采用带夜间背光设计的超大液晶显示屏（LCD），是驾驶员能对车辆的运行状况一目了然同时还配备了前后减震系统、主意提示、红外线防盗钥匙、后货箱等，让骑车热门舒适方便。②经济型（如图7）：也称普及型，他没有豪华型那样的摩托车配备仅有电量显示等少量的必备装置，物美价廉、简单实用。（5）按自动化（智能化）程度分

①标准型：它即可以脚踏车，又能电动驱动助行，主要通过手把人为控制电动自行车在20Km/h以内任意改变行驶速度。

图7实用型

②智能型：在标准型的基础上，通过提高控制系统的智能化（采用特殊的传感器）使车辆根据其行驶的速度自动调节驱动电机的输出功率（马力），或者是车辆的控制系统能依据骑车人的骑行力的大小自动控制电池输出电流的强弱，从而实现人力与电力助行的极佳配合。这样即延长了行驶里程及电机寿命、省力节电，又尽可能地避免因行驶速度过快而引发的交通风险。除了上述分类外，电动自行车采用的蓄电池目前大致有密封式免维护的铅酸蓄电池和镍氢电池两种。前者虽然重量上不十分理想，但容量大、无记忆效应、而且价格低廉，是目前大多数电动自行车的主要动力源；后者容量大、无污染、也无记忆效应，但其价格很高，不易普及。

图8智能型（5）按轮子个数分类（如图9）①独轮电动自行车

图9独轮

②双轮电动自行车（如图10）

图10双轮 ③三轮电动自行车（如图11）

图11三轮

七、具体产品分析

YikeBike可折叠电动自行车（如图14）

图14

这款小巧的电动自行车名为Yike Bike，一年之前在德国举行的欧洲自行车贸易博览会上首次亮相就引起人们关注。斯经过5年的时间设计和制造。

1、材料分析

车架材质: 铝合金复合材料以及碳纤维 电池：锂铁电池--充电时间45分钟

据悉，Yike Bike的主体由碳纤维制成，仅有不到10.8公斤，号称世界上最轻的电动自行车。它的前轮直径为20英寸，后轮为8英寸，车柄上有两个LED灯，方便在夜间行驶。Yike Bike的最高时速约为23公里，电池能够在40分钟内快速充电，充一次电可以跑6.2英里长的路程，约为10公里。

Yike Bike是由格兰特·赖安和彼得·希金

2、形态分析

外形运用大量的流线型。而且后轮很小。整体显的小巧美观。它的设计方向主要是为了解决日益拥堵的交通的问题，它可以让你在狭窄的街道中自由穿梭，快速到达目的地。并且，下车后可以将它收纳到专用的袋子中，随身携带，也解决了自行车失窃的问题。

3、使用环境人群分析

图15

图16 这款自行车主要用于学生以及一些工作地点比较大的地方工作的人使用代步。由于这款自行车的小巧轻便，续航能力强。很多人把这款自行车作为自行车旅游的工具。但是这款自行车只能在平潭的地方工作。（如图15、16）

4、通过以上市场调研和分析，得出该产品设计如下：

1）充分分析产品的使用环境，使用方式，使其符合人机工程学。

2）要保证电动自行车与使用者的契合：收集各种电动自行车的相关资料，展开设计中进行人机工程学的分析，从而保证电动自行车与环境和人的匹配。

3）对使用者的功能需求和使用爱好进行调查分析，设计出实用且吸引人的附加功能。根据问卷调查的结果，大约有60%的男性喜欢骑自行车，他们的年龄多数集中在16岁到30岁之间，有40%的女性对电动自行车也很感兴趣。他们对自行车的色彩搭配，功能要求，造型轻巧方面有自己独特的见解，而且在环保方面也很重视，所以他们希望电动自行车的材料是可以重复利用的，并且它可以随时拆装，以此方便随身携带和储存。并且电动自行车的各个零件之间是可以拆装和调节的，以此方便家中别的人群使用，这样及经济又环保。

产品用户群的定位是16-30之间的青年一代，这样就要求产品的形态要适合这类人群的实用，考虑到人机工程学的应用，希望能设计简洁大方的造型以适应时代的潮流。功能结构设计遵循人机工程学的理论指导。

从消费者的需求和时代的要求出发，从多角度、多方位进行综合考察研究，切实、准确地保证产品的实用功能和审美功能的合理实现。此电动自行车的功能设计将采用力矩传感技术、蓄电池储备转换系统、GPRS导航系统以及MP3功能这四个主要核心功能。此款电动自行车的结构设计将运用现在主流的可回收绿色环保结构设计和易拆卸结构设计这两种结构设计。原因是因为第一要响应国家低碳生活的设计理念所以采用环保的并且是可以便于回收的结构设计，不至于在产品后期报废后难于处理。第二是因为考虑到使用人群，有特殊的结构，运用了方便拆卸的结构，这样易于使用者组装和自我维修。

4）希望设计的可以方便折叠，可以方便充电，能方便的搬运做到这3点方便。5）希望能采用新的材料新技术，如碳纤维等。

八、总结未来电动自行车

1、未来自行车非常小巧轻便，很容易携带，摆放。体积特别轻。

2、续航能力很高，最好能达到30公里充一次电。甚至不用充电。比如使用纸电池。电池的发展能促进自行车的发展。

3、价格在4000以上，大众就可以消费的起。外形运动时尚。

4、有一定的速度，在中短路程中可以取代汽车。为了的电机更小功率更高。

5、方便充电，有配套的公共充电场所设备。

6、方便驾驶，每个人经过很简单的练习就能骑。

7、取消轮胎用反重力物质代替

8、希望电动自行车应该着眼于取代现代的燃油摩托，清洁能源只有在大规模使用下才能取代传统能源。