1. 什么是电动机？电动机有哪些种类和功能？
电动机是将蓄电池电能转换成机械能，驱动电动自行车车轮旋转的部件，属于电动自行车核心部件之一。
按照电动机的通电形式来分，可分为有刷电动机和无刷电动机两大类；按照电动机总成的机械结构来分，一般分为“有齿”（电动机转速高，需要经过齿轮减速）和“无齿”（电动机转矩输出不经过任何减速）两大类。常见电动自行车电动机外形实物如图1所示。
图1 电动自行车常装配的几种电动机
有刷有齿电动机和无刷有齿电动机又称高速电动机，有刷无齿电动机和无刷无齿电动机又称低速电动机；轮毂电动机又分有刷轮毂电动机和无刷轮毂电动机。上述电动机的结构分解如图2~图5所示。
图2 高速有刷电动机结构分解
※注意※高速有刷轮毂式电动机属于内转子电动机，由内置高速有刷电动机机芯、减速齿轮组、超越离合器、轮毂端盖等部件组成。高速有刷电动机通过变速齿轮装置减速后输出动力，具有效率高、过载爬坡能力强、启动转矩大的特点，缺点是存在噪音。
图3 高速无刷电机结构分解
※注意※高速无刷有齿齿轮报电动机属于内转子电动机，由内置高速无刷电动机机芯、行星摩擦滚子、超越离合器、输出法兰、端盖、轮毂外壳等部件组成。高速无刷电动机通过变速齿轮装置减速后输出动力，电动机效率高，过载爬坡能力强，启动转矩大，但控制器复杂。
图4 低速有刷电机结构分解
※注意※低速有刷无齿轮蜗轮式电动机属于外转子电动机，由电刷、换向器、电动机转子、电动机定子、电动机轴、电动机端盖、轴承等部件组成。低速有刷电动机无减速齿轮装置，结构简单，成本低，具有免维护、无噪声的优点，缺点是起步、上坡、过载爬坡能力差，启动电流大，耗电量大。
图5 低速无刷电机结构分解
※认知链接※低速无刷无齿轮毂式电动机属于外转子电动机，由电动机转子、电动机定子、电动机轴、电动机端盖、轴承等部件组成。低速无刷电动机通过霍尔元件进行电子换向，无噪声，较省电。
2. 什么是控制器？控制器有哪些种类和功能？
控制器是电动自行车的核心部件之一，主要用来控制电动机的旋转速度，并对整车的电气系统进行有效的保护。随着电动自行车配置的不断提高，控制器的技术和性能也在不断改进，从最早的电阻式简单控制，进化到由电子元器件组成的模拟控制电路，再进化到专用集成电路的数字控制，也就是智能控制。目前已研发出了DSP专用控制技术。
电动自行车控制器种类很多，按结构分为整体式和分离式：按功率划分分为大功率和小功率，常见的有24V、36V、48V、60V、72V、80V等电压等级从小到大的不同功率控制器；按所装配的电动机又可分为有刷控制器和无刷控制器，其中，无刷控制器又可分为数字式控制器和模拟式控制器。
不同类型的控制器大体上相同。例如有刷控制器和无刷控制器，只是在控制器与电动机的接线方面有所区别。另外，不同显示功能的控制器，其接线也不一样。图6、图7所示为有刷控制器和无刷控制器各插接件。
※NOTE※有刷控制器因本身可以换相，绕组在不同的位置就会产生与磁钢相对应的磁场，同时，由于电动机没有传感器，所以控制器不需要配置换相功能电路及其元器件。微处理器也不需要处理传感信号，其输出线较少，集成电路也比较简单。有刷控制器一般与有刷齿轮传动直流电动机，和有刷无齿轮傳动直流电动机配套使用，其控制原理基本相同。無刷控制器廣泛地應用於各類智能型电动自行車中，是目前电动自行車使用最普及的控制器。无刷控制器一般与盘形电枢有齿减速的高速无刷电动机，和外磁钢转子的低速无刷电动机配套使用，由于使用直流电而无换向的电刷，其换向控制比有刷控制器结构要复杂得多。它有多根输出线和智能微处理器芯片，显示功能也比较多，而且其使用寿命长，免維护，對电動机、電源保护更全面。
图6 有刷控制器外形实物及各插接件
图7 无刷控制器外形实物及各插接件
目前电动自行车的控制器均采用性能非常优异的单片机作为主控芯片，来实现控制和保护电动自行车的电动机、蓄电池，使电动自行车驱动系统工作在最佳状态。它们都具有自动开关、软起动、无级变速、限电流保护、欠电压保护、过载保护、温度自动保护等多种功能。
3. 什么是蓄电池？蓄电池有哪些种类和功能？
所谓蓄电池，就是指能将化学能和直流电能相互转化，且放电后能经充电复原重复使用的一种装置。图8所示为电动自行车常用蓄电池外形图。
图8 电动自行车常用蓄电池外形图
电动自行车所使用的蓄电池有很多，如镍氢蓄电池、锂蓄电池、铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、锌空气蓄电池和燃料蓄电池等。现在的电动自行车上绝大多数装的是铅酸蓄电池和锂蓄电池。
电动自行车配用的铅酸蓄电池组，一般有三或四个单格蓄电池，容量为36V/12A·h或48V/12A·h，蓄电池组的总重量为12kg左右。图9所示为某电动自行车48V铅酸蓄电池组线路连接图。
图9 某电动自行车48V铅酸蓄电池组线路连接图
※NOTE※锂蓄电池可分为锂离子蓄电池和锂分子（高聚合物）蓄电池两种。兩种蓄电池的负极均采用硬石墨电极，蓄電池的能量密度为100W·h/kg，功率密度高达1500W/kg，是镍氢蓄电池和镍鋅蓄电池所无法比拟的。锂蓄电池具有体积小、安全方便、使用寿命长、便于检测、绿色环保等优点。
4. 什么是充电器？充电器有哪些种类和功能？
充电器是电动自行车的附件，是给蓄电池补充电能的装置，以满足电动自行车用电的需要，并对蓄电池产生保护，有效地延长蓄电池的使用寿命。如图10所示为充电器外形图。
图10 充电器外形图
充电器的结构形式有两种：一种是变压器式普通充电器，另一种是开关电源式充电器，两种充电器各具不同的特点。
变压器式充电器是由工频变压器降压后再由整流电路来控制充电，因所有电路均工作在低电压状态，故充电的可靠性较高，且充电器很难损坏，返修率最低。
目前市面上的主流充电器均采用开关电源。开关电源式充电器是工作在高频状态下，通过高频功率管和高频变压器降压来进行充电的。这种充电器体积小、重量轻，但对元器件要求很高，尤其是对功率管、电阻、电容等的质量要求很高。
采用开关电源式的充电器，分为二阶段充电模式和三阶段充电模式两种。二阶段充电模式即恒压充电，充电电流随蓄电池电压上升而逐渐减少。当蓄电池电量上升到一定程度时，充电器即转换为涓流（即将大电流转为小电流）充电。三阶段充电模式是采用恒流、恒压、浮充三个阶段自动转换方式，即选择恒流充电，迅速给蓄电池补充能量，等蓄电池电压上升到一定程度时，再转为恒压充电，使蓄电池内的电压缓慢上升，当蓄电池的电压达到充电器的充电终止电压值（不同的充电方式电压不一样，多段式充电方式的终止电压一般为41.4V，恒压式充电方式一般为43.8~44.4V）时，再转为涓流充电，即浮充，这样可以有效地保护蓄电池，延长蓄电池的使用寿命。充电器充电过程原理图如图11所示。
图11 充电过程原理图
5. 什么是助力传感器？
助力传感器是检测人力骑行时脚踏速度快慢的信号反馈装置，其实物如图12所示。
图12 电动自行车助力传感器
当电动自行车处于助力状态时，助力传感器将检测到的骑行脚蹬转矩或脚蹬速度信号送给控制器，由控制器根据信号的大小，分配给电动机不同的电驱动功率，从而达到人力与电力自动匹配的效果，共同驱动轮毂旋转，电动自行车转动。
※NOTE※普通电动自行车在脚踏中轴上装有助力传感器。其功能是将检测到的骑行脚蹬转矩或脚蹬速度信号送给控制器，由控制器根据信号的大小，分配给电动机不同的电驱动功率，从而达到人力与电力自动匹配，共同驱动电动自行车行进。避免了大电流放电对蓄电池的损坏，提高整车的续行里程，延长了蓄电池寿命。
目前市场上常用助力传感器有1:1助力传感器、1:2助力传感器、1:3助力传感器，且多为霍尔型助力传感器。需要指出的是，助力传感器必须与带有1:1助力的控制器配合才能正常使用。