1. 故障诊断维修方法
1.1. 电动自行车调速失灵的通用检修方法
调速失灵即指电动自行车在行驶过程中不能正常调速。造成此类故障可能是由于蓄电池电压不正常、控制器不工作或电动轮毂有故障几种原因。应对上述部位进行具体检查,快速修复。操作方法如下:
1)使用万用表对蓄电池电压进行检测,对于24V的蓄电池,其正常电压值应在23~26V之间。对于36V的蓄电池,其电压正常应在35~38V之间。若测得低于正常值时,应及时进行充电。
2)若检测蓄电池电压正常,再用电动自行车检测仪检测控制器有无故障。具体方法是将经控制器输出的9芯或8芯扁平插头插到检测仪的对应插座中,观察控制器的输出电压及电流是否正常。其正常时电流约为10A。若不正常或电流与实际值低,则说明控制器有故障,应更换控制器;若电压、电流均正常,则可判断问题出在轮毂上。应拆下轮毂端盖,按照有刷轮毂维修和保养的要求,清除电动机腔内积聚的碳粉和污垢。
3)如检查上述部位均无异常,则应进一步检查调速把能否正常复位,如不能正常复位或复位不灵活,则说明复位弹簧损坏或调速把的连线断裂。具体维修时可使用万用表对调速把进行检测:将万用表置于10V直流档位置,将红表笔接调速把对应三芯插座的红色芯头,将黑表笔接黑色单芯头,检测两线芯间是否有5V左右的电压:若有,再将红表笔与绿线相接,黑表笔与黑线相接,同时将转把转到最高速,此时测得的正常电压应为4.8V左右;若测得电压明显偏低或无电压,则说明调速把存在故障,应予以修复或更换。
1.2. 电动自行车通电后,电动机运行失控的检修方法
此故障一般是因霍尔调速手柄烧坏、控制器烧坏或霍尔调速手柄负极线接触不良引起,其检修方法如下:
1)霍尔调速手柄损坏。用万用表测量霍尔调速手柄负极线是否断裂、虚焊或接触不良。若是,则应重焊负极接线或更换霍尔调速手柄。
2)控制器有故障。用万用表直流电压档测量控制器输出端红色接线(接转线的插头),正常时应有5V左右的电压,如无电压输出,则为控制器损坏,应更换控制器。
3)蓄电池盒熔丝管断路或电源开关有故障。用万用表直流电压档测量蓄电池盒的触头,观察其有无电压输出,若无电压输出,打开电门锁,仪表盘指示灯也不亮,则说明蓄电池盒熔丝管已熔断或连接线脱落,应更换熔丝管或焊接连线。若有电压输出,且打开电门锁时仪表盘灯不亮,则说明电门锁已损坏,应进行更换。
1.3. 电动自行车电门锁打开后,电动机立即运转的检修方法
此故障可能是控制器出现了故障,应按以下方法进行检修:
1)检查制动柄控制线,用万用表测量控制线根部金属片的电压。通常采用低电平制动的电动自行车,制动柄两根线处于高电平位置,捏紧制动柄时,两引线之间电压为0V。再对调速手柄电压进行测量。采用正把方式的电动自行车,转动信号线随调速手柄转动,电压从低到高变化,最高达到5V;采用反把控制方式的电动自行车,电压则由高到低变化。而起始电压各不相同,一般为2.5V,否则为不正常。
2)检查PWM芯片有无驱动脉冲输出,如无输出,则控制器不正常。
3)检查输出线端电压与电源电压值是否相同,若不相同,则说明控制器不正常。
1.4. 打开电动自行车电门锁后,车轮转动不停的检修方法
电动自行车车轮转动不停,即电动机转动不停,是一种失控的现象,一般是控制器或调速手柄存在故障。先断开控制器调速插头,再打开电门锁,若车轮不再转动,则表明调速手柄已损坏;若打开电门锁,电动自行车还是转动不停,则表明该控制器已损坏。
无论是调速手柄损坏还是控制器损坏,均应进行修复或更换。但更换的控制器一定要与电动机相匹配,否则电动自行车不能正常运行。
电动自行车的电动机和控制器的匹配包括电压、功率的匹配。还有霍尔组件相位差应相对应,三相主线和五相霍尔组件引线的相序应相对应,电动机的反电动势波形和驱动电流波形应相对应,电动机的转矩常数和控制器的限流大小应相对应等。由于电动机和控制器的匹配相当复杂,因此,最好选用同一家公司生产的电动机和控制器,并尽量选用与电动机相配套的产品。
2. 故障快速诊断方法
2.1. 快速判断调速转把好坏的方法
快速判断调速转把是否正常的操作步骤如下:
1)找到控制器附近的转把插件,如图1所示。

图1 检测调速转把
2)打开电门锁。用万用表直流电压档测量转把5V供电线(红、黑线)电压是否正常:若有5V电压,则说明控制器5V供电电路正常;若无5V电压,则说明控制器损坏,应予以更换。
3)转动转把,用万用表测量转把信号线(绿、黑线)电压是否正常(正常情况下应为1~4.2V),若电压不正常,则说明转把损坏,应更换新的转把。
2.2. 快速更换调速转把的方法
更换新的调速转把,可按如下操作步骤进行:
1)使用内六角扳手拧下转把固定螺钉,卸下旧转把。
2)拔下旧转把的插件,或剪去引线(注意原引线颜色的对应关系,以防安装时接线错误)。
3)分别接好新转把的三根引线,并用绝缘胶带封好。即红色5V电源线,黑色(或白色)地线,绿色(或蓝色)信号线。
4)用内六角扳手将新转把固定好后,即可转动转把试车。
3. 注意事项
检修电动自行车调速失灵故障应注意以下事项:
1)遇到电动自行车电动机飞速旋转,即飞车故障,应立即断掉电源,或按下紧急熄火开关,再进行维修操作。
2)在确定为控制器损坏造成调速失灵故障,更换新的控制器之前,最好检查转把和电动机霍尔开关是否短路,以免再次损坏控制器。
3)更换电动自行车专用配套的调速转把操作非常简单,只需插接好相对应的调速转把引线插件即可。若更换的为万能型调速转把,则应先确定各接线定义。确定方法是将新调速转把的两根引线与电动自行车的任意两根引线对接,并转动调速转把,若电动机转动,则说明这两根线为正极输入与正极输出,第三根线为负极(一般为黑色)。
4)更换霍尔元器件应注意:无刷电动机的霍尔元器件有5根引线,分别是霍尔元器件的公共电源正极、公共电源负极、A相霍尔输出、B相霍尔输出和C相霍尔输出。另外,120°和60°两种相位角电动机的霍尔元器件安装空间位置不一样。
5)更换故障机专用的调速转把非常简单,只需将插件按原位插好即可。若更换的为通用调速转把,接好引线后,应将引线的接头处用防水电胶布包扎好,以免雨天骑行时进水或受潮造成短路故障。
4. 常见故障部位
电动自行车出现调速失灵故障可能的原因如下:
1)蓄电池电量不足或接触不良、蓄电池舱内熔丝管和熔丝座没接触好。
2)感光片感光管有污垢。
3)控制器出现故障。
4)调速手柄引线要断而未断,弹簧卡住或失灵。
5)制动断电开关损坏或接触不良。
6)电源锁烧蚀。
7)线路内插接件没有接触好。
8)电动机内电刷、导线、绕组虚焊等。
5. 故障维修案例
5.1. 电动自行车电动机时转时停
解答:此类故障应重点检查控制电路。具体检查调速转把引线是否异常、控制器内部元器件是否存在故障。实际中功率管03焊点松动,从而造成此类故障较多见。重新焊接好功率管Q3即可排除故障。该车为无刷智能控制器,其电路原理框图如图2所示,供维修检测代换时参考。

图2 电动自行车控制电路框图
※NOTE※安装控制器时,注意各插接件应插接可靠,特别是正负极电源线不能反接,反之,会再次损坏控制器。
5.2. 电动自行车电动机转速变慢
解答:此类故障主要应检查调速转把是否损坏、蓄电池是否充电不足或性能老化、电动机是否存在故障。实际中调速转把损坏较多见。
该车专用调速转把实物如图3所示。用万用表检测调速转把信号线(绿线)电压是否正常,当转把旋至最大角度时,测得调速电压应为4.2V。若小于此电压值,则说明调速转把损坏,导致电动机转速变慢。

图3 检测调速转把
※NOTE※安装时最好把电线的接头处用防水电胶布包扎好,以免雨天骑行时进水或受潮造成短路故障。
5.3. 通用型电动自行车电动机时转时停
解答:此类故障应重点检查蓄电池和调速转把电路。具体主要检查蓄电池电量是否不足、蓄电池触头是否接触不良、蓄电池盒内熔丝与熔丝座间是否接触不良、调速转把引线是否异常、调速转把内感光片感光管内是否有污垢。实际中调速转把内感光片感光管内有污垢较多见。拆开调速转把,清洗或更换感光片,擦拭感光管,一般能排除故障。若故障依旧,应更换新的同类型调速转把。该车专用调速转把如图4所示,供维修检测代换时参考。

图4 电动自行车专用调速转把
※NOTE※转把的接线方法分为目的型和盲接两种方法。目的型接法应先检测出控制器的引出线的极性,+5V线接到转把的红线,负极线接转把黑线,再把剩下的一条线接通即可;盲接的方法是先找出转把的正极线和信号线与控制器引出线任意对接,直到电动机转动,再把转把负极接上,电动机应停转,若不停,则调换正极线和信号线,转动转把进行调试。
5.4. 通用型电动自行车调速失灵或调速速度过低
解答:此类故障应重点检查蓄电池和调整转把电路。具体主要检查蓄电池电压是否过低、调速转把是否存在故障。实际中调速转把内的霍尔机构异常较多见,更换新的同类型调速转把,即可排除故障。安装新调速转把,应按如图5所示连接好调速转把引线。

图5 安装调速转把引线连接示意图
※NOTE※更换电动自行车专用配套的调速转把操作非常简单,只需插接好相对应的调速转把引线插件即可。若更换的为万能型调速转把,则应先将新调速转把的两根引线与电动自行车的任意两根引线对接,转动调速转把,若电动机转动,则说明这两根线为正极输入与正极输出,第三根线为负极(一般为黑色)。若将负极接上后,电动机停止运转,则说明这根线正常,也说明旧的调速转把存在故障。
5.5. 通用型电动自行车骑行时电动机时转时停
解答:此类故障应重点检查调整转把和电动机控制电路。具体主要检查调速转把内感光片是否正常、电动机霍尔是否损坏。实际中电动机霍尔损坏较多见。该机装配为无刷申动机,造成骑行时时转时停,主要是因电动机内霍尔元器件S41损坏,造成转子扫膛较常见。采用三只新的霍尔S41同时更换即可。霍尔S41相关资料如图6所示,供维修检测代换时参考。

图6 霍尔 S41 相关资料
※NOTE※安装新的霍尔元件时应注意:无刷电动机的霍尔元件有5根引线,分别是霍尔元件的公共电源正极、公共电源负极、A相霍尔输出、B相霍尔输出和C相霍尔输出。另外,120°和60°两种相位角电动机的霍尔元件安装空间位置不一样,如图7所示。

图7 两种相位角霍尔元件安装空间位置图
5.6. 电动自行车打开电门锁,车轮就转
解答:此类故障重点检查控制电路部分。具体主要检查调速转把线是否断路、调速转把是否损坏、控制器是否损坏。实际中雨天骑行造成控制器进水损坏较多见,采用新的同型号控制器更换,即可排除故障。该车控制器电路板如图8所示,供维修检测代换时参考。

图8 电动自行车控制器电路板
※NOTE※ 安装新控制器,应尽量提高其安装位置,并将控制器外壳的开口面朝下,以防止在行车中地面水溅入控制器中。
5.7. 通用型电动自行车骑行过程中,电动机时转时停,不能正常行驶
解答:此类故障应重点检查蓄电池和电动机电路。具体检查蓄电池连接线是否接触不良、电动机是否存在故障。实际中电动机电刷磨损较多见。该车为后轮驱动式轮毂电动机,如图9所示,打开电动机端盖,更换新的电刷即可排除故障。

图9 更换电动自行车电动机电刷
※NOTE※电动自行车的电动机时转时停,一般是蓄电池、电源线接触不良或电动机本身发生了故障。
5.8. 通用型电动自行车装上蓄电池,不用打开钥匙电动机即飞速旋转,且停不下来
解答:此类故障应立即断开蓄电池连接线,再重点检查控制器接头是否因进水短路或控制器电路板是否损坏。实际中控制器电路板损坏较多见,应更换新的同类型控制器。该车为无刷控制器,电路板实物如图10所示,供维修检测代换时参考。

图10 电动自行车无刷控制器电路板
※NOTE※更换的控制器注意一定要选用与电动机电压、功率相匹配,否则,会照样造成电动自行车不能正常行驶。控制器和电动机的匹配相当复杂,具体匹配的内容包括霍尔组件相位差应相对应、三相主线和五相霍尔组件引线的相序应相对应、电动机的转矩常数和控制器限流大小应相对应等。
5.9. 通用型电动自行车电动机转动不停
解答:此类故障应重点检查控制电路。具体主要检查调速转把是否正常、控制器是否正常。实际中调速转把损坏较多见。打开电门锁,转动调速转把,用万用表测量调速转把信号,若测出始终处于电动状态不变,则可判断故障出在调速手柄上。应对调速转把进行维修或更换即可排除故障。该车专用调速转把如图11所示,供维修检测代换时参考。

图11 电动自行车调速转把
※NOTE※该车调速转把采用光电转换形式,损坏原因主要是光路有许多灰尘、油污和烧坏处。该车调速转把上设计了紧急熄火开关,当出现电动机转动不停故障时,应立即按下此开关,以防止“飞车”故障发生。
5.10. 电动自行车(通用型)有电量显示,但不能起动,偶尔能起动,也时转时停
解答:此类故障应重点检查电源电路。具体主要检查电源连线是否良好、电门锁是否损坏。实际中电门锁损坏较多见,更换新的同类型电门锁即可排除故障。该车专用电门锁如图12所示,供维修检测代换时参考。

图12电动自行车电门锁
※NOTE※电动自行车电门锁故障主要是因烧蚀引起接触不良。解决的办法是更换新的同类型电门锁。
5.11. 通用型电动自行车电动机时转时停
解答:此类故障应重点检查蓄电池和调速转把电路。具体主要检查蓄电池电量是否充足、蓄电池触头是否接触不良、蓄电池盒内熔丝管与熔丝座间是否接触不良、调速转把内感光片感光管内是否有污垢、调速转把引线是否似断未断。实际中调速转把内感光片感光管内有污垢较多见。用万用表直流20V电压档测量调速转把与控制器相连输出线是否有1~4.2V电压变化。若无电压变化,则说明调速转把存在故障,维修或更换调速转把即可排除故障。该车专用调速转把如图13所示,供维修检测代换时参考。

图13 电动自行车专用调速转把
※NOTE※电动自行车调速转把损坏,多因调速转把内感光片感光管内有污垢造成,可拆开调速转把,清洗或更换感光片,擦拭感光管一般可排除故障。
5.12. 电动自行车打开电门锁,电动机就以最快速度旋转不停
解答:此类故障应重点检查控制电路。具体主要检查控制器是否正常、调速转把是否正常、制动把是否正常。实际中控制器电路电阻R10和场效应晶体管IRF3205损坏较多见,更换损坏的元器件,或更换新的同类型控制器即可排除故障。场效应晶体管IRF3205资料如图14所示,供维修检测代换时参考。

图14 场效应晶体管 IRF3205 资料
※NOTE※场效应晶体管 IRF3205可采用 IRF3205L代换。
5.13. 通用型电动自行车能正常起动,但行驶中时走时停,不能正常运行
解答:此类故障应重点检查控制器和电门锁电路。具体主要检查控制器线路是否正常、电门锁是否损坏。实际中电门锁锁芯损坏较多见,更换同类型电门锁即可排除故障。电动自行车专用电门锁分“大头”和“小头”两种规格,如图15所示,应选择与损坏电门锁同规格的电门锁,否则会造成不能安装。

图15 电动自行车两种规格电门锁
※NOTE※判断电动自行车电门锁好坏的操作方法如下:关闭电门锁,打开前面板。再打开电门锁,用万用表的蜂鸣档测量电门锁的进、出引线是否相通。正常情况下,万用表读数应显示为“0”,或蜂鸣器响。反之,则说明电门锁损坏,应予以更换。
5.14. 通用型电动自行车打开电门锁后,电动机即高速运转,且不可调速,只有关掉电门锁才能停机
解答:此类故障应重点检查调速控制电路和调速模块供电电路。具体检查部位如图16所示,主要检查调速手柄内霍尔器件是否损坏、蓄电池电压是否正常、集成电路IC1及其外围电路是否正常。实际中集成电路IC1外围电路电容C3漏电较多见,用同型号电解电容更换,故障即可排除。

图16 电动自行车控制器局部电路工作原理及故障检测点
※NOTE※此类故障可按以下维修思路进行检修:首先,用万用表测量车辆调速霍尔元器件的①脚5V电压是否正常;若测得电压正常,则转动手柄,测②脚电压能否在0~4.5V范围内变化;若电压变化正常,则说明蓄电池供电、调速手柄及调速霍尔元器件均正常。然后测量集成电路IC1的①脚电压是否正常(正常时应在0~12V之间连续变化);若集成电路IC1的①脚电压异常,则说明其外围电路元器件有可能损坏。进一步检测其外围元器件,即可找到故障点。
5.15. 电动自行车(通用型)调速失灵或速度偏低
解答:此类故障应重点检查蓄电池和调速转把电路。具体主要检查蓄电池性能是否正常、调速转把连接线是否松动、调速转把引线是否异常、调速转把内的弹簧是否卡住或失效。实际中调速转把弹簧失效较多见,更换新的同类型调速转把,即可排除故障。该车专用调速转把如图17所示。

图17 电动自行车调速转把
※NOTE※电动自行车调速转把损坏,会造成电动机不转、转动缓慢、自动调速、飞车等故障。
5.16. 通用型电动自行车打开电门锁速度表指示为最大值,但转动调速转把速度没反应,且电量显示充足
解答:此类故障应重点检查控制器和电动机电路。具体主要检查控制器正负线是否接触不良或断路、控制器电路板是否损坏、电动机的三相线是否烧结短路。实际中控制器申路板损坏较多见。更换新的同类型控制器即可排除故障。该车专用控制器如图18所示,按原接插件安装好即可。

图18 电动自行车控制器
※NOTE※更换新的控制器之前,最好检查转把和电动机霍尔开关是否短路。安装时,应将新控制器各插接件插接牢固,特别是正负极电源线不能反接,否则会再次损坏控制器。
5.17. 通用型电动自行车时走时停
解答:此类故障应重点检查电源和控制器电路。具体主要检查蓄电池触头是否接触不良或连接线是否异常、各插接件是否插接牢靠、控制器是否存在故障、调速转把是否存在故障。实际中调速转把损坏较多见,更换如图19所示的专用调速转把即可排除故障。

图19 电动自行车专用调速转把
※NOTE※特别需要注意的是,实际维修中,调速转把引线似断非断,从而造成时走时停故障比较多见,应作为重点诊断部位。
5.18. 有刷轮毂电动自行车不能起动,偶尔能起动,但不能调速
解答:此类故障应重点检查调速转把电路、电源电路以及控制器电路。具体主要检查调速转把及其输出线是否正常、电门锁引脚5V调速电压是否正常、控制器供电电路是否正常。实际中控制器供电电路5.6V和26V稳压管击穿较多见,更换损坏的元器件,即可排除故障。相关维修资料如图20所示,供维修检测代换时参考。

图20 有刷轮毂电动自行车控制器电路截图
※NOTE※该车采用ZKC3615TN型控制器,控制电源由7812提供,26V、5.6V两稳压管串接在7812的输入端,将输入电压稳定在31.6V。调速电路的工作电压取自26.0V、5.6V串联分压电路的5.6V端。当蓄电池电压低于保护值31.5V时,欠电压保护起控,实施保护。同时串联分压电路的稳压管截止,无5.6V调速电压输出,也起到欠电压保护作用。
5.19. 通用型电动自行车骑行时,时走时停
解答:此类故障应重点检查控制电路。具体主要检查调速转把内感光片感光管内是否有污垢、控制器是否存在故障。实际中控制器内部某元器件焊点松动或损坏较多见。该车控制器电路板如图21所示,重新加焊或更换损坏的元器件,即可排除故障。

图21 电动自行车控制器电路板实物
※NOTE※ 该车采用六路MOS驱动管,应重点检查其中之一是否损坏。测量之前先给控制器正负极短路放电,以免烧坏万用表。该车控制器部分电路简图如图22所示,供维修检测代换时参考。

图22 电动自行车控制器部分电路简图
5.20. 48V/500W电动自行车能正常起动,但不能调速
解答:此类故障应重点检查控制器调速控制电路。具体主要检查开关管VT1~VT3、VT4~VT6、VT7~VT9 是否正常、续流二极管 VD3~VD5、VD7~VD9 是否正常、霍尔组件其中之一是否发生了故障。实际中多因NPN型晶体管VT4(2SC8050)损坏,采用晶体管2N5551代换,即可排除故障。相关维修资料如图23所示。

图23 两种代换晶体管参数对比
※NOTE※电动自行车调速控制是通过控制PWM处理电路输出的激励脉冲信号占空比来完成。当转动调速转把时,调速转把输出的电压随着变化,使主控芯片相关引脚电压发生变化,从而实现调整控制。