第四节　电动自行车的附属部件

一、霍尔元件

（1）霍尔元件概述

霍尔元件又称霍尔传感器，简称霍尔，是利用霍尔效应制成的磁感应电子器件。

霍尔元件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，质量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐振动，不怕灰尘、油污、水气及烟雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高。采用各种补偿和保护措施的霍尔元件的工作温度范围宽，可达-55～150℃。霍尔元件如图1-18所示。

（2）霍尔效应原理

所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，如果在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。

霍尔效应原理如图1-19所示。

（3）常用的霍尔元件分类

霍尔元件是电动自行车经常采用的控制型器件。调速手柄发出速度控制指令，无刷直流电动机在运转中的换相，多是通过霍尔元件完成的。

按照功能划分，电动自行车上常用的霍尔元件分两类，即开关型霍尔元件和线性霍尔元件。

开关型霍尔元件的敏感面有磁场时，元件输出低；无磁场时，输出高。供电电压为4.5～24V。一般用于电动自行车电子闸把、无刷电动机内部三个位置传感器、助力传感器和车轮转速传感器等。

线性霍尔元件敏感面磁场强弱变化时，输出在1.0～4.2V连续线性变化（若电源供电为5V）。线性霍尔元件型号有UGN3501和UGN3503，一般在调速手柄上使用。

无刷电动机一般有3个开关型霍尔元件，输出电压为0～5V（若电源供电为5V）。无刷电动机常用的霍尔元件有3144、AH41、AH61、AH512、AH3114、AH3175、A3144EU（A）、A3172XU（A）、EW-512等。

速度转把一般采用线性霍尔元件，常用的有UGN3502、UGN3503、SS496B、KB3503等。

1∶1助力器专用霍尔元件有EW-732、SS40、SS41、US1881等。

（4）霍尔元件引脚功能

霍尔元件外形与三极管相似，有三个引脚：一个为速度输出信号；一个为电源正极；一个为电源负极和速度信号的公共端。

霍尔元件引脚功能如图1-20所示。

霍尔元件引脚功能的判断方法如下。

① 直观判断法：面对霍尔元件带字母的一面，左边引脚为正电源5V；中间引脚为公共地；右边引脚为霍尔信号输出端。

② 根据霍尔引线颜色判断：在霍尔型转把中一般有3条引出线，红色为霍尔5V电源正端，黑色为霍尔地线，另一根线（绿色或蓝色）为霍尔信号线，如图1-21所示。

无刷电动机的霍尔引线有5根：一般红线为5V电源正端；黑线为公共地线；其余的蓝、绿、黄线分别为3个霍尔信号输出端。无刷电动机的霍尔引线如图1-22所示。

（5）霍尔元件的检测技巧

霍尔元件的常见的故障是霍尔元件失效、信号线脱落，霍尔引线断开或霍尔元件被击穿。通过测量霍尔元件引脚阻值判断霍尔元件的好坏，假若被测霍尔元件为无刷电动机专用霍尔3144，用数字万用表二极管挡测量霍尔5V电源脚与中间地脚阻值，正向电阻为“1”，反向电阻为“1.065V”左右（因型号不同而不同）；测量霍尔信号脚与中间地脚阻值，正向电阻为“1”，反向电阻为“619mV”左右（因型号不同而不同），如果正、反向电阻值不相符，说明霍尔元件损坏。霍尔元件的测量示意图如图1-23所示。

技术指导

霍尔元件常见的故障是击穿开路，如果霍尔元件被击穿，各脚对地阻值为0Ω；如果正、反向电阻均为1，说明霍尔元件断路，应用同型号霍尔元件更换。

二、调速转把

（1）调速转把的结构与工作原理

调速转把简称转把，是电动自行车的调速部件。转把与控制器配合，可以控制电动自行车的速度快慢。调速转把一般安装在电动自行车的右边，调速转把的转动角度范围为0°～30°。

调速转把由磁钢、线性霍尔元件、复位弹簧和塑料件等组成。调速转把外形如图1-24所示。调速转把内部结构如图1-25所示。

（2）调速转把引出线

调速转把的引出线实际上就是线性霍尔元件的3根引出线。不同厂家使用的引出线颜色不统一，一般红色为+5V电源线；黑色（或黄色）为公共地线；绿色或蓝色是霍尔信号线。转动转把，改变霍尔元件周围的磁场强度，从而改变转把的输出电压，该电压传输给控制器的主处理芯片，实现控制电动机转速的目的。

调速转把引线功能如图1-26所示。

（3）调速转把与控制器的接线方法

调速转把与控制器对接时，转把红线接控制器红线，转把黑色接控制器黑线，转把绿线（或蓝线）接控制器绿线（或蓝线）。更换前用六方扳手松开转把的固定螺栓，将转把从车把上取下，安装好新转把，将转把3根引线分别接好，用绝缘胶带包好。调速转把与控制器的连接如图1-27所示。

技术指导

调速转把接线方法

（1）用万用表的直流电压挡先检测出控制器引出线的+5V供电线。+5V线接调速转把的红线，负极线接调速转把黑线，再把剩下的一条绿色或蓝色信号线接上即可。

（2）先找出调速转把的正极线（大多使用红色线）与控制器红色+5V线对接，把调速转把信号线、地线与控制器引出线任意对接。转动转把，如果电动机转动正常，说明接线正确；如果电动机不转，表示接线不正确。把信号线与地线对调即可。

（3）有些品牌电动自行车厂家的调速转把，红线是调速转把+5V供电线，黄线是调速转把地线，绿色是调速转把信号线，接线时要用测量法判断准确后才能接线，千万不要将供电红线与地线接反，否则将烧坏调速转把内的霍尔元件。

（4）调速转把损坏的故障现象

① 电动机不转。

② 电动机转速低。

③ 电动机时转时停。

④ 电动机高速运转（飞车）。

（5）调速转把的检修技巧

① 测电压法。打开电源锁，用万用表直流200V电压挡测量转把的红、黑线，应有5V（实测值为4～5.5V）左右的供电电压，否则说明控制器损坏。转动转把，测量转把的信号线与地线之间应有1～4.2V（实测值为0.8～3.5V）的电压变化，说明转把正常，否则说明转把损坏，应更换新件。转把供电电压测量如图1-28所示。转把信号线电压测量如图1-29所示。

② 短接法。打开电源锁，短接转把的红色供电线和绿色信号线，如果电动机高速运转，则说明转把损坏，应更换新转把。

③ 更换法。用一个新的转把代换原转把，如果电动机正常，则说明转把损坏。

④ 对于飞车的故障，可以将转把的3芯插件拔下，如果不再飞车，则说明转把损坏。

技术指导

更换转把时，不论是有刷车或是无刷车，电动自行车或电动三轮车，转把都通用，有个别品牌厂家的转把地线用黄线，供电线用红线，信号线用绿线，更换转把时，先将转把的红线接好，余下的两条线可任意连接，试车，如果电动机不转，将余下的两条线对调即可。

三、闸把开关

（1）闸把开关的结构与工作原理

闸把开关又叫断电刹车，当手捏刹车时，刹车信号传给控制器，控制器接收到刹车信号后立即停止对电动机供电，起刹车切断电动机供电的作用。目前电动自行车闸把常用的是机械式开关型闸把。它内部有一个机械式微动开关，不刹车时，为常开状态；刹车时，为闭合状态，开关导通，刹车信号传给控制器，控制器断开电动机供电。闸把通常有2条引出线，一条是红色进线，一条是黑色输出线。机械式开关型闸把如图1-30所示。

（2）闸把开关的接线方法

① 低电平闸把信号与控制器连接。低电平刹车控制器上有2条刹车线，一条为红线，另一条为黑线。红线接转把红线，黑色接转把黑线。当用户刹车时，信号电压从5V变为0V，也就是0V时刹车。低电平刹车信号与控制器连接如图1-31所示。

② 高电平闸把信号与控制器连接。如果是高电平刹车的控制器，控制器上一般只有一条刹车引出线，将这条高电平刹车线与闸把的黑线对接，同时闸把黑线要与刹车灯线相接。

高电平刹车的闸把红线与转换器的12V输出线连接（或者闸把的红色进线与整车电源锁后的粗红正极线连接）。

高电平刹车的工作过程是：当捏闸把时，闸把开关导通，12V刹车信号传给控制器，控制器断开电动机的供电，同时刹车灯点亮。高电平刹车信号与控制器连接如图1-32所示。

（3）闸把损坏故障现象

① 刹车不断电。

② 常断电，此时电动机不转。

③ 电动机时转时不转。

（4）闸把故障的检修技巧

① 通断法：使用万用表的蜂鸣器挡，手捏闸把，测量闸把的红、黑两条引线，应为相通状态，否则说明闸把损坏，应更换新件。通断法测闸把如图1-33所示。

② 断开法：对于常断电的故障，断开闸把的两条引线，如果电动机旋转，说明闸把损坏，应更换新件。

③ 更换法：对于时好时坏的故障，可用更换法排除。

技术指导

闸把开关常见故障是闸把失灵。有些电动自行车，用户骑行正常，当手捏闸把时，电动机断电，但当用户松开闸把转动转把时，电动机却不转，可能是闸把开关没归位所致，维修时应检查闸把是否归位。

四、电源锁

（1）电源锁的结构与工作原理

电源锁是控制电动自行车电路通断的器件，也就是全车的总电源开关。根据外形分，一般有大、中、小头电源锁和特殊型电源锁。普通电源锁有K1和K2两挡，红、蓝、黄3条引出线。电动摩托车的电源锁有多条引出线，但实际上只用了其中的两条。

普通电源锁实物如图1-34所示。带锁车把电源锁实物如图1-35所示。电源锁原理图如图1-36所示。

（2）电源锁的接线方法

36V有刷电动自行车上，电源锁接在蓄电池与控制器连接的正极线中间，因此整车电流经过电源锁，造成流过电源锁的电流较大，容易损坏电源锁。36V有刷电动自行车电源锁的接法如图1-37所示。

48V无刷电动自行车的控制器上专门作了一根电源锁线，一般用细红或细橙线，电源锁红色进线接蓄电池正极线，电源锁输出线接控制器的电源锁线，整车电流不流过电源锁，只有灯具、喇叭等通过电源锁控制，因此电源锁只是信号开关，不易损坏。48V无刷电动自行车电源锁的接法如图1-38所示。

（3）电源锁的常见故障

电源锁的常见故障是电源开关失灵，不能控制整车供电的开和关。电源锁损坏，需更换新件，如果是锁钥匙转动不灵活，可加入缝纫机油或铅粉排除。

（4）电源锁的检修技巧

电源锁的检修方法如下。

① 通断法：将万用表置于蜂鸣器挡，拔掉蓄电池供电插头，打开电源锁开关，测量电源锁两条引线应为导通状态，否则说明电源锁损坏，应更换新件。通断法检测电源锁如图1-39所示。

② 测电压法：将万用表置于直流200V电压挡，找到电源插件，首先测量电源锁红色进线与蓄电池负极是否有蓄电池电压，然后打开电源锁开关，测量电源锁输出线（黄色或蓝色）与黑色负极线是否有电压（与进线电压一致），否则说明电源锁损坏，应更换新件。

③ 短接法：将电源锁的红色进线与输出线（黄色或蓝色）直接短接，如果全车有电，说明电源锁损坏，应更换新件。

五、助力传感器

（1）助力传感器的结构与工作原理

助力传感器的作用就是在人力骑行时通过控制器驱动电动自行车电动机旋转。它一般安装在中轴旁，中轴上装有磁盘，磁盘随中轴转动，感应电信号通过控制器传给电动机供电，使电动机旋转。常用的有1∶1助力传感器。智能助力传感器实物图、接线图和安装图如图1-40所示。

助力传感器电缆上的有三条引线，分别是红色5V供电线、黑色接地线和绿色信号输出线，这三条引线和调速转把的三条颜色相同的引线并接即可。

（2）助力传感器的常见故障

如果助力传感器损坏，不能输出助力信号，会造成助力功能失效的故障。

（3）助力传感器的检测和更换

打开电源锁，用万用表的直流电压挡测量助力传感器红线与黑线，应有5V左右的供电电压，否则说明控制器损坏。进一步检测，转动中轴，测量绿色信号线与地线之间电压，应有1～4.2V（因霍尔元件型号不同输出电压不同）电压，否则说明助力传感器损坏。

更换助力传感器时，应注意有磁钢的一面要面向车架，并且与传感器有1～4mm的间距。

六、转换器

（1）转换器的结构与工作原理

转换器是将电动自行车蓄电池组电压（48V或72V）转换成12V电压供灯具和喇叭等电器使用。转换器一般有三条引线：一条红色电源输入线、一条黑色公共接地线和一条黄色（或白色）+12V输出线。转换器如图1-41所示。

（2）转换器在电动自行车上的接线方法

转换器在48V电动自行车上的接线方法如图1-42所示。

（3）转换器的常见故障

转换器的常见故障是不能输出12V电压，如果电动自行车中的灯具和喇叭都不能正常工作，则说明转换器损坏。

（4）转换器的检测技巧

将万用表的置于直流200V电压挡，打开电源开关，首先测量转换器的输入线，应与蓄电池组的电压一致，如图1-43所示；然后测量转换器的输出线，应有12V左右的电压，如图1-44所示，说明转换器正常，否则说明转换器损坏，应更换新件。

技术指导

需要说明的是，检修转换器时，注意在转换器的红色输入线上，大多数厂家安装有熔断器，检修时注意检查熔断器是否损坏，如果损坏，应更换同型号熔断器。另外，更换转换器时，注意检查转换器插件上的红、黑、黄色（或白色）线是否对应，如果不对应，应调换对应后才能插好插件，否则会造成转换器损坏。

七、灯具

（1）常用灯具型号

电动自行车配备的灯具有前大灯、后尾灯、转向灯和闪光器。如图1-45所示为前大灯组件。如图1-46所示为电动自行车用灯泡。

➢　12V系列：12V/35W、12V/25W大灯；10W或5W尾灯；5W或3W转向灯、仪表照明灯；12V/3W电源指示灯

➢　36V系列：36V/10W大灯；36V/10W（5W）尾灯；36V/3W转向灯、仪表照明灯、电源指示灯

➢　48V（52V或55V）系列：48V/10W（25W、35W）大灯；48V/10W（5W）尾灯；48V/3W转向灯、仪表照明灯、电源指示灯

（2）灯泡的更换

更换灯泡的型号应与原车灯泡型号一样，否则会造成灯泡损坏或使灯光不强。如果前大灯或后尾灯损坏，会造成整车没电，其原因主要是控制器短路保护，维修时必须将灯泡故障排除，或排除线路短路后电动自行车才可恢复正常。

（3）转向开关

转向开关是一个单刀双掷开关，向左拨动是左转向，向右拨动是右转向。

技术指导

特殊故障

正常骑行的电动自行车，当打开大灯开关时，整车无电。这种故障是由大灯部分线路短路造成的，可用观察法检查前大灯和后尾灯灯泡是否损坏，如果灯泡正常，检查大灯部分线路短路处，排除故障点才能使电动自行车恢复正常。

技巧与方法

大灯等灯具损坏时，会产生大灯不亮的故障。灯具部分出现故障时，可采用观察法检查灯泡是否损坏、灯具线路是否断路，也可用万用表蜂鸣器挡测量导线是否断路。

八、喇叭

电动自行车用喇叭有塑料喇叭和铁喇叭两种，电压有12V、48V、60V三种。塑料喇叭如图1-47所示。铁喇叭如图1-48所示。

喇叭出现故障时，可打开电源锁，按动喇叭开关，检查喇叭是否响亮。如果不响，首先检查喇叭塑料插件是否完好，喇叭开关是损坏。按动喇叭开关，用万用表蜂鸣器挡测量喇叭开关，应为导通状态；否则，表明开关已损坏，应更换新件。如果喇叭开关正常，按动喇叭开关，用万用表电压挡测量喇叭的两条引线的电压是否与蓄电池电压一样。如果有电压但喇叭不响，则判断喇叭已损坏，应更换新件。喇叭检查维修如图1-49所示。

九、组合开关

（1）组合开关的结构

在电动自行车上，大灯、喇叭、转向灯的开关通常制作在一起，称为组合开关。组合开关的开关部分都是控制电源的正极线，负极线都共用。组合开关外形如图1-50所示。组合开关在电动自行车上的安装位置如图1-51所示。也有组合开关与左闸把做成一体，例如凌英闸把与组合开关就做成一体，如图1-52所示。

（2）组合开关的常见故障和检测技巧

组合开关常见故障是其中某个开关损坏，检测时可用万用表的蜂鸣器挡测量，如果相通，说明开关正常，否则说明开关损坏，应更换新件。组合开关的检修方法如图1-53所示。

十、闪光器

蜂鸣闪光器简称闪光器，它的作用是间歇地为转向灯提供电压，使转向灯闪烁，并且发出声音。若转向灯不亮或不闪，则可将闪光器输入线与输出线短接。如果短接后恢复正常，表明闪光器损坏，应更换新件。闪光器常见的型号有12V、48V和60V。闪光器外壳的引脚标注B表示进线端（Battery）；L表示输出端（Light），接线时不能接错。闪光器如图1-54所示。

十一、空气开关

（1）空气开关的结构和接线方法

空气开关只在电动摩托车上安装，一般安装在电动摩托车坐垫下面的储物箱内。空气开关的作用是当通过开关的电流（一般的导线都有最大允许通过的电流）超过一定值时自身会发热，导致开关里面的脱扣装置脱扣（利用双金属片受热弯曲的道理），从而切断电源，保护电路不因电流过大而烧毁。空气开关一般串联在电源正极红线上，一进一出，在ON位置是开，在OFF位置是关。空气开关外形如图1-55所示。空气开关在电动摩托车上的安装位置如图1-56所示。

（2）空气开关的常见故障和检修技巧

空气开关的常见故障是开关失灵。检修时可将万用表置于蜂鸣器挡，将空气开关拨到ON位置，万用表应为导通状态，拨到OFF位置，应为断开状态，否则说明空气开关损坏，应更换新件。空气开关拨到ON位置如图1-57所示。空气开关拨到OFF位置如图1-58所示。

十二、防盗报警器

（1）防盗报警器使用方法

防盗报警器起增加偷盗难度及阻吓窃贼和提醒车主，防止电动自行车被盗的作用。防盗报警器一般由主机和遥控器组成。常见的有普通型单向防盗报警器、断电型防盗报警器和双向防盗报警器。普通型单向防盗报警器具备一般的常见防盗功能。断电型防盗报警器具有断开转把5V供电的功能。双向防盗报警器是指在车人分离的情况下能够及时知道车的状态，以及采取相应措施达到防盗目的，和普通单向防盗报警器相比具有明显的优势。双向防盗报警器相比单向防盗报警器的具有以下优势：在嘈杂环境中能够知道车的状态；在看不到车的情况下能够监测到车的状态。

普通型单向防盗报警器外形如图1-59所示。

（2）防盗报警器的接线方法

① 普通型单向防盗报警器接线方法。将防盗报警器主机的正极（红线）、负极（黑线）分别接到蓄电池组的正、负极上（电源锁之前），切勿接反，否则会烧坏防盗报警器；另外3条线（蓝线、绿线、黄线）分别接到控制器上；天线不需要连接。普通型单向防盗报警器接线方法如图1-60所示。

② 断电型防盗报警器接线方法。首先按普通型的接法接好红、黑两根供电线，然后将转把红色5V线断开，接在转把的5V供电线上，如果防盗报警器发出报警声，内部电路可切断转把5V供电，从而起防盗作用。断电型防盗报警器接线方法如图1-61所示。

十三、仪表

1.仪表的作用

仪表的作用是显示电源电压、车速和左右转向、大灯等工作情况。

仪表、灯具部分的电路原理图如图1-62所示。因车型不同，仪表的种类也不同。常见的有发光二极管仪表、指针仪表、液晶仪表和智能显示型仪表。仪表常见的供电电压有48V、60V、72V。不管是哪种仪表，接线方法都是仪表的正、负极电源线直接连接电源锁后的蓄电池正、负极线，正、负极线不能接反。

2.发光二极管仪表

发光二极管仪表如图1-63所示。发光二极管仪表电路如图1-64所示。

（1）结构

发光二极管仪表的电路属于电子电路，与整车灯具电路分离。发光二极管仪表采用集成电路，不依赖于控制器电路，能独立工作。有的电动自行车转把和闸把的信号经过仪表板过渡，然后输出给控制器。在应急情况下，可以将转把与闸把的引线直接供给控制器使用。

（2）常见故障与维修

故障原因：

仪表不显示的原因大多为电源电路故障，也可能是线路插件接触不良或元器件损坏。

维修方法：

① 打开电源，用万用表直流200V电压挡测量控制器与表盘相连的输出线，是否有与蓄电池一致的电压，由此可判断故障所在。

② 关闭电源，将线路接插件拔出再插好。打开电源，在静止或运行中观察仪表显示情况。如果显示恢复正常，则故障排除；如果故障依旧，可用万用表电阻挡测量接插件和接线间通断情况。如果是接插件失去弹性造成的，可用镊子或尖嘴钳拨接插件并使其鼓出以增加弹性。如果不能恢复正常，应更换同型号接插件。

③ 关闭电源，拔掉接插件，用新的相同类型显示仪表代换。电路接好后，打开电源，用上述方法测试，显示恢复正常，说明原仪表有故障，维修或更换。

3.指针仪表

（1）结构

指针仪表的集成度比较低，电路的接线比较简单，仪表电路不依赖于控制器电路，能独立工作。指针仪表如图1-65所示。

指针仪表上的累计行驶公里数通过6位数字码表盘显示；整车速度指针指示（公里/小时）时速；蓄电池电压指针指示蓄电池电压；还有大灯指示和左右转向灯指示等功能。它通过一个转速输入信号进行换算，通过机械传动实现各自的指示功能。

（2）常见故障及维修

机械类仪表的故障主要是引线或仪表头故障。在拆装仪表时，需要特别注意的是电源的正、负极不能搞错，而且仪表的供电电压要一致。

4.液晶仪表

（1）结构

液晶显示仪表能对各种数据（如时速、蓄电池电压、行驶里程、环境温度、骑行时间等）实现数字化精确显示，使操作人员能看见精确的数值。这种仪表的缺点就是抗紫外线辐射能力差，对使用环境温度要求高，所以液晶显示仪表不能长时间放在太阳光底下晒。液晶仪表如图1-66所示。

（2）产品功能

液晶仪表具有来电指示、光控技术（当夜晚光线降到一定程度时，大灯会自动打开；如果是白天，大灯会自动关闭）、LCD电子钟显示、电流指示、时速显示、电池电压显示（低电压报警）、六位里程累计计数、公/英里转换、断电记忆、超速报警（可以根据用户要求调整超速速度）和LED背光（可根据用户需要更换为任何一种颜色）等功能。LED的特点是使用寿命长、耗电量小、光线柔和，并且抗振动、耐冲击。

（3）常见故障维修与代换

打开电源，用万用表直流200V电压挡测量控制器与表盘相连的输出线，是否有与蓄电池一致的电压。如果有而仪表不亮，可判断仪表有故障。

在拆装更换仪表时，首先要关闭电源锁，连接各种引线和接插件时，需要特别注意的是电源的正、负极不能搞错，而且仪表的供电电压要一致。