葉震濤　黃曉東

（國(guó)家輕型電動(dòng)車(chē)及電池產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 無(wú)錫214101）

摘要：部分裝有報(bào)警器的電動(dòng)自行車(chē)，控制器的電源正極脫落，電機(jī)存在轉(zhuǎn)動(dòng)的缺陷。通過(guò)電路分析，找到是由MOS管內(nèi)部的保護(hù)二級(jí)管造成的，提出改進(jìn)方案。

關(guān)鍵字：電動(dòng)自行車(chē);報(bào)警器;免鑰匙啟動(dòng);MOS管;缺陷

在電動(dòng)自行車(chē)自燃調(diào)研中，無(wú)錫市金超威新能源科技有限公司反饋：裝有報(bào)警器的電動(dòng)自行車(chē)，其控制器的電源正極斷開(kāi)，打開(kāi)電源鎖，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)速轉(zhuǎn)把，電機(jī)存在轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。為此我們開(kāi)展了調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)這一缺陷普遍存在，情況描述如下：

1 報(bào)警器工作原理

報(bào)警器功能是當(dāng)車(chē)人分離時(shí)，能夠通過(guò)遙控器尋車(chē);當(dāng)非車(chē)主移動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)，電動(dòng)自行車(chē)振動(dòng)或后輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警，警告偷盜或誤操作人。其中聲報(bào)警是通過(guò)其自帶的喇叭發(fā)出聲音信號(hào);光報(bào)警是報(bào)警器電路連通轉(zhuǎn)向燈，通過(guò)轉(zhuǎn)向燈閃爍實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

報(bào)警器的電路一般連接5根電線。電源輸入部分有電源正極、電源負(fù)極，可以使報(bào)警器正常工作;信號(hào)監(jiān)測(cè)部分有電機(jī)傳感器信號(hào)線，監(jiān)測(cè)電機(jī)是否有異常移動(dòng);信號(hào)輸出部分有控制信號(hào)線，實(shí)施鎖死電機(jī);信號(hào)輸出部分還有電源鎖控線，可以讓電動(dòng)自行車(chē)免鑰匙啟動(dòng)和運(yùn)行。報(bào)警器企業(yè)基于標(biāo)準(zhǔn)化的考慮，市場(chǎng)銷(xiāo)售的報(bào)警器均有“免鑰匙啟動(dòng)”功能。

2 電路分析

2.1 報(bào)警器的電源鎖電路

報(bào)警器的電源鎖電路通過(guò)MOS管控制實(shí)現(xiàn)其通斷。MOS管有三個(gè)端子：柵極（G）、源極（S）、漏極（D）^[1]。通常源極S連接電源正極線、漏極D連接電源鎖控線（正極）。

遙控器發(fā)送“免鑰匙啟動(dòng)”信號(hào)給MOS管;MOS管的柵極G接受信號(hào)后，控制MOS管的源極S與漏極D電流的通斷。當(dāng)源極S與漏極D連通，“電源正極線”電流流入“電源鎖控線”電路。于是電路跨越電動(dòng)自行車(chē)的電源鑰匙，給整車(chē)供電。MOS管還在源極S和漏極D之間連接一個(gè)二極管，使漏極D的電壓可以通過(guò)該二極管流向源極S。二極管起到保護(hù)MOS管作用，避免漏極電壓過(guò)高，反向擊穿MOS管。

2.2 控制器電路

報(bào)警器的輸入輸出電線一般與控制器連接，其導(dǎo)線截面積不超過(guò)0.5mm²。其電源正極線、電源負(fù)極線、電源鎖控線與控制器連接，控制器僅僅提供了一個(gè)整車(chē)電路連接的通道，沒(méi)有接入控制器內(nèi)部電路。

2.3 整車(chē)電路

在正常情況下，報(bào)警器與控制器的輸出端相連，通過(guò)控制器的動(dòng)力線供電，輸出連接報(bào)警喇叭、鎖控線、振動(dòng)傳感器等感應(yīng)和發(fā)聲裝置。

在實(shí)際使用過(guò)程中，控制器的電源線通過(guò)接線柱，采用螺母與電源連接。在工作過(guò)程中，工作電流導(dǎo)致接線柱發(fā)熱，金屬熱脹冷縮使緊固螺母逐漸松動(dòng);在行駛過(guò)程中，道路顛簸，振動(dòng)令緊固螺母逐漸松動(dòng);還有螺紋的配合、緊固力矩、止退效果等原因，使控制器的電源線與電源之間時(shí)連時(shí)斷，直至斷開(kāi)。

當(dāng)出現(xiàn)這一異常情況時(shí)，電池電源正極從電源鎖控線逆向流入報(bào)警器，從報(bào)警器電源正極線流出，從控制器正極線流入控制器，控制器能夠“正?！惫ぷ?。

查詢GB/T 26846-2011《電動(dòng)自行車(chē)用電機(jī)和控制器的引出線及接插件》標(biāo)準(zhǔn)，截面積為0.5mm²的導(dǎo)線，其峰值載流量為9.5A^[2]。而控制器的限流值一般在30A左右，其工作電流超過(guò)10A，這一電流流經(jīng)報(bào)警器的電源正極線、電源鎖控線。這些導(dǎo)線無(wú)法承載動(dòng)力電路的電流.報(bào)警器輸出線熱融化，進(jìn)而發(fā)生自燃事故。

3 試驗(yàn)分析

根據(jù)調(diào)查顯示，個(gè)別規(guī)模企業(yè)在2016年前已發(fā)現(xiàn)了此類(lèi)問(wèn)題，并改進(jìn)技術(shù)方案，目前已解決了電路設(shè)計(jì)缺陷。但中小型企業(yè)還在使用這類(lèi)結(jié)構(gòu)。為證實(shí)情況是否屬實(shí)，我們從購(gòu)買(mǎi)的一批電動(dòng)自行車(chē)中，隨機(jī)抽取了4款裝有報(bào)警器的電動(dòng)自行車(chē)，其生產(chǎn)企業(yè)均屬于中小規(guī)模企業(yè)。試驗(yàn)結(jié)果顯示4款電動(dòng)自行車(chē)均存在缺陷，即控制器電源線脫落，電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。由此推測(cè)，中小規(guī)模企業(yè)普遍存在這一缺陷。

4 改進(jìn)方案

4.1 取消鎖控線

報(bào)警器的“免鑰匙啟動(dòng)”無(wú)實(shí)際意義，消費(fèi)者幾乎不用，這僅僅是宣傳的噱頭;無(wú)需為華而不實(shí)的功能買(mǎi)單。

4.2 改進(jìn)電路

（1）增加二極管。實(shí)現(xiàn)鎖控線單向?qū)ǎ娏鞑粫?huì)逆流至電源正極線;增加這一電路，需要考慮在實(shí)際使用過(guò)程中，大燈、尾燈未關(guān)閉，“免鑰匙啟動(dòng)”功能的瞬間啟動(dòng)，工作電流將沖擊報(bào)警器的二極管，如果功率配置過(guò)低，將導(dǎo)致二極管擊穿。

（2）更換繼電器。繼電器是一種根據(jù)信號(hào)的變化來(lái)接通或斷開(kāi)控制電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電器部件^[3]，無(wú)逆向?qū)ǖ碾娐?，可替換MOS管。

4.3 使用防松螺母

控制器接線柱的緊固，一般采用止退螺母、法蘭螺母、裝配彈墊等方式防松。雖然通過(guò)試驗(yàn)顯示，這些結(jié)構(gòu)均能起到防松作用;但從有效性分析，建議使用止退螺母，并注意接線柱螺柱的結(jié)構(gòu)和配合。

4.4 增加熔斷器

增加熔斷器可避免報(bào)警器故障，引起報(bào)警電路短路，進(jìn)而造成整車(chē)自燃的事故。

5 結(jié)語(yǔ)

本次調(diào)研完善了報(bào)警器電氣電路的分析和改進(jìn)方案，還原了報(bào)警器缺陷導(dǎo)致自燃的原因。（感謝江蘇新日電動(dòng)車(chē)股份有限公司、無(wú)錫市晶匯電子有公司等公司的大力支持?。?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1] Adel S.Sedra，Kenneth C.Smith.微電子電路[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006

[2]全國(guó)自行車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化中心.電動(dòng)自行車(chē)用電機(jī)和控制器的引出線及接插件：GB/T 26846-201 1 [S]。北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，

2011

[3]封孝輝，王長(zhǎng)利.現(xiàn)代電氣控制及PLC[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2013