2015年中國電動平衡車產(chǎn)品開始風(fēng)靡全球,然而,伴隨而來的是產(chǎn)品質(zhì)量及安全事故頻發(fā),嚴(yán)重影響了行業(yè)的進一步發(fā)展。電動平衡車安全事故主要集中在電池起火爆炸及整車騎行過程中斷電摔人事故。我院前期積極組織深圳樂行天下科技有限公司等知名企業(yè)的技術(shù)專家對電動平衡車安全事故進行了研究,攻克了技術(shù)難點。本報告主要針對某知名平衡車品牌斷電摔人事故進行分析,希望可以給國內(nèi)的電動平衡車制造企業(yè)在質(zhì)量提升方面提供生產(chǎn)指導(dǎo)。
電動平衡車騎行斷電最常見的幾種原因及改善措施如下:
一、 電機問題
?、?電機功率嚴(yán)重不足
電動平衡車不同于其它形式的車輛,電機功率有兩個作用:⑴保持速度和加速度;⑵維持平衡。維持平衡所需要的功率大于維持速度所需要的功率。
比如電動自行車電機只用于維持速度,電機失去動力或動力不足僅僅表現(xiàn)為無法加速或速度不快。而電動平衡車需要每時每刻都保持平衡,即使是在最高車速下遇到緊急情況也要有足夠的功率余量來保持平衡,否則就會表現(xiàn)為電機失去動力而摔倒。
所以,正常情況下,電動自行車150w可以保證一個80kg的人15km/h時速,但電動平衡車需要500w以上才能保證安全性。如果還要維持瞬間加減速,需要的功率更大。現(xiàn)階段有些電動平衡車電機功率嚴(yán)重不足,存在嚴(yán)重虛標(biāo)功率的情況。而且為了迎合用戶,時速設(shè)定過高,導(dǎo)致沒有足夠的功率余量保持平衡而摔車。因此我們建議生產(chǎn)企業(yè):⑴根據(jù)車速使用適當(dāng)功率的電機,增加功率余量;⑵將最高車速限制在20km/h以下,同時根據(jù)不同的速度上限,確定電機功率。
?、?電機霍爾質(zhì)量
目前大部分電機采用無刷電機,霍爾成為電動平衡車電機控制重要的傳感器件?;魻柕馁|(zhì)量也成為決定電動平衡車質(zhì)量的重要因素之一。
主要可能出現(xiàn)的問題:⑴霍爾質(zhì)量差;⑵安裝方式及工藝使霍爾易損。⑶檢測到霍爾信號異常時,沒有安全停車機制。這些問題最后表現(xiàn)為,一旦霍爾信號出現(xiàn)異常,平衡車就摔倒。即使低速度或者零速狀態(tài)也會摔車。
因此,我們建議生產(chǎn)企業(yè):⑴嚴(yán)格控制供應(yīng)商;⑵設(shè)定檢測機制檢測霍爾狀態(tài);⑶設(shè)定應(yīng)急處理機制使之能安全停車。
二、控制器問題
控制器存在設(shè)計和生產(chǎn)工藝兩類問題。⑴控制器設(shè)計存在問題,大電流條件下,會出現(xiàn)干擾,導(dǎo)致系統(tǒng)紊亂;⑵為了降低成本,選擇比較差的PCB生產(chǎn)制造商,生產(chǎn)過程存在大面積的虛焊現(xiàn)象。
?、?控制器過流保護
一般的控制器都會有過流保護,如電動自行車,當(dāng)有大電流輸出的情況下,控制器會減小輸出電流,來保護電機和控制器。但對于電動平衡車而言,過流保護可能造成車體發(fā)軟或者電機失能,表現(xiàn)為車體不能保持平衡狀態(tài),導(dǎo)致用戶直接摔倒。建議:做好在過流情況下的保護及預(yù)警機制,而不是簡單地限制電流輸出。
?、?MOS管/保險絲燒毀
在正常騎行狀態(tài)下,驅(qū)動板的工作電流在正常范圍內(nèi)。當(dāng)遇到緊急加減速、過坎、跳臺等情況時,會有一個非常大的電流沖擊,這樣的沖擊電流如果超過MOS管或者保險絲的電流限值,會有非常大的可能性燒毀。
㈢ 低電量觸發(fā)欠壓保護
電池的輸出電壓在遇到大電流的情況下都會有一個明顯的壓降,如果電池設(shè)計的正常工作電壓范圍過低,遇到大電流,電池的電壓降低可能導(dǎo)致控制器觸發(fā)欠壓保護或者電源輸出異常,從而導(dǎo)致車體斷電。
?、?控制器工藝差導(dǎo)致易損
為了降低成本,供應(yīng)商品質(zhì)無法保障,導(dǎo)致生產(chǎn)過程存在虛焊現(xiàn)象,而且生產(chǎn)過程品質(zhì)檢測和出貨品質(zhì)檢測都不夠充分。
三、 電池問題
?、?電池大倍率放電性能不足
電動平衡車在實際使用過程中經(jīng)??赡軙龅椒浅4蟮碾娏?,如果電芯的倍率放電性能不足,無法實現(xiàn)大電流輸出,容易導(dǎo)致摔車。此外,大電流放電后如果出現(xiàn)電池電壓比較低的情況,電池放電能力減弱,沒有明顯的提示和報警,用戶急加速行駛,電壓將迅速拉低,供電不足,導(dǎo)致摔車。
?、?電池的過流保護值過低
電動平衡車在急加速、急轉(zhuǎn)彎情況下,電池大電流放電,如果電池的過流保護值過低,會導(dǎo)致車體在騎行過程中觸發(fā)電池過流保護。
?、?電池欠壓保護值過高
正常情況下,控制器設(shè)置的正常工作電壓應(yīng)大于電池的放電截止電壓。在正常工作電壓范圍內(nèi),控制器的電壓如果低于電池設(shè)定的放電截止電壓,會非常容易觸發(fā)電池輸出關(guān)閉,導(dǎo)致車體斷電。
?、?電池一致性較差
騎行過程中,電池出現(xiàn)單節(jié)過放,導(dǎo)致電池輸出關(guān)閉。
四、整車強度問題
部分平衡車整體結(jié)構(gòu)設(shè)計有缺陷,導(dǎo)致受力底板的強度很差。通過顛簸路面和過臺階時,導(dǎo)致底板斷裂,出現(xiàn)摔車。
五、其它
平衡車斷電問題有很多種情況。而且平衡車的運行與其它代步工具是不一樣的。因為平衡車是一種系統(tǒng)穩(wěn)定性要求極高的系統(tǒng),對產(chǎn)品整體可靠性的要求極高,任何一個問題都有可能導(dǎo)致平衡系統(tǒng)失衡,所以,要求整個系統(tǒng)不僅要在產(chǎn)品設(shè)計,生產(chǎn)中注重品質(zhì),注重可靠性,而且要求整個系統(tǒng)設(shè)置足夠多的檢測機制,使得對于產(chǎn)品在運行中的任何一個可能出現(xiàn)的問題都能及時檢測到,并能夠使產(chǎn)品安全停車。
(作者:黃鎮(zhèn)澤 何龍平 周偉 蔡優(yōu)飛 王超 梁志勇)
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