电动自行车/代步车维修：控制器故障及维修方法

控制器是用来控制电动车电动机的起动、运行、进退、速度、停止以及电动车其他电子器件的核心控制器件，它就像是电动车的“大脑”，是电动车上重要的部件。

1）调速功能：根据转把的输出信号对电动自行车实现无级调速。

2）刹车断电功能：当刹车时，控制器自动切断电动机的供电，实现刹车断电。

3）蓄电池欠电压保护：当单个蓄电池电压降至欠电压保护值10.5V时，控制器断开电动机供电，从而保护蓄电池。36V蓄电池欠电压保护值为31.5V，48V蓄电池欠电压保护值为42V，60V蓄电池欠电压保护值为52.5V。

4）限流保护：大电流自动保护，当电流超过额定值时，能自动限制电流的输出，从而保护电动机线圈。

5）限速功能：当电动自行车超过规定车速时，控制器的限速保护电路能限制车速在规定车速内。

6）车速显示功能：控制器的车速显示功能可显示行驶速度。

无刷控制器的外部引线较多，其内部电路与有刷控制器相比较复杂。无刷控制器的外接引线功能如图1所示。

图1  无刷控制器的外接引线功能

（1）无刷控制器与蓄电池的连接

控制器的电源正极红色线对应蓄电池的正极线，将电源锁一端接在蓄电池的红色正极线上，另一端接在无刷控制器的电源锁细橙（细红）引线上。控制器的电源负极黑色线对应蓄电池的负极线，连接时注意正负极不可接反，否则会烧坏控制器。

无刷控制器与蓄电池的连接方法如图2所示。

图2  无刷控制器与蓄电池的连接方法

（2）无刷控制器与转把的连接方法

控制器与转把插件一般为三芯对插件，其中红色+5V线与转把红色供电线对接；黑色负极线与转把黑色线对接；蓝色（或绿色）信号线与转把蓝色（或绿色）信号线对接。如果不是插接件要用防水胶带封好。控制器与转把连接方法如图3所示。

图3  控制器与转把连接方法

（3）无刷控制器与闸把的连接方法

控制器与闸把插件一般为两芯对插件。控制器红线与闸把的红色线对接，控制器的黑色线与闸把的黑色线对接。如果不是插接件，要用防水胶带封好。控制器与闸把的连接方法如图4所示。

图4  控制器与闸把的连接方法

（4）无刷控制器与电动机的连接方法

无刷控制器与无刷电动机对接共有8根引线，其中三根粗线蓝（A相）、绿（B相）、黄（C相）接电动机相线，采用弹头形插件。另外5根引线接无刷电动机的霍尔元件引线，采用5芯插件，分别是霍尔元件的公共电源正极红线、公共电源负极黑线、A相霍尔输出蓝线、B相霍尔输出绿线和C相霍尔输出黄线。无刷控制器的8根引线与无刷电动机引线连接方法如图5所示。

图5  无刷控制器的8根引线与无刷电动机引线连接方法

无刷控制器与外部件连接方法，如图6所示。

图6  无刷控制器与外部件连接方法

工作过程如下：

当用户打开电源锁后，仪表上得到供电，电源指示灯亮，显示蓄电池电量。同时控制器也得到供电。此时，电动机不转，但是控制器输出5V电压给转把内的霍尔元件供电，同时输出5V电压给电动机内霍尔供电。

当用户旋转转把时，转把信号线输出1~4.2V电压，此电压传递给控制器，控制器的零起动功能使电动机起动。电动机起动后，其内部磁钢转动，使霍尔传感器产生对应的位置信号，使霍尔元件输出0~5V的开关信号电压，此信号传递给控制器，控制器的三相引线输出0~38V由低到高的交流电压，此电压供给电动机线圈，电动机开始由慢到快旋转。

当用户手捏闸把时，控制器得到5V到0V（低电平刹车）的刹车信号电压，断开电动机供电，电动机停止运转，起刹车断电作用。

1）打开电源锁开关，观察仪表上的电源指示是否满电，如果满电，说明蓄电池基本正常。观察仪表上电量指示如图7所示。

图7  观察仪表上电量指示

2）如果仪表电量指示不亮或电量不足，应检查蓄电池和电源锁。将万用表置于直流电压200V档，测量控制器的粗红线和粗黑供电线是否有与蓄电池组一致的电压。如果没有电压，检查蓄电池和连线、控制器红色供电线的断路器（俗称空气开关）。其中蓄电池可以使用万用表和蓄电池测试仪检测；断路器可以目视观察和用万用表的蜂鸣器档测量。如果损坏应更换新件。如果电压正常，说明控制器已经供电。测量无刷控制器的红、黑供电线电压如图8所示。

图8  测量无刷控制器的红、黑供电线电压

3）打开电源锁，测量控制器的细红（或细橙）电源锁线与黑色负极线之间的电压。应有与蓄电池组一致的电压，若有说明控制器电源锁信号正常。

测量无刷控制器的细红、黑供电线电压如图9所示。

图9  测量无刷控制器的细红、黑供电线电压

4）如果控制器供电和电源锁供电正常，拔掉左右闸把两芯插件，旋转转把试车，如果电动机旋转，说明闸把损坏，应更换新闸把。

5）测量转把的红、黑引线之间的电压，应有5V左右（一般要高于4V）供电电压，如果无5V电压或低于4V，说明控制器的5V输出损坏，应更换控制器。测量转把5V供电电压如图10所示。

图10  测量转把5V供电电压

6）如果转把5V供电正常，转动转把，测量转把的信号线与地线之间的电压，应在1~4.2V（实测值0.8~3.5V即正常）之间变化，如果无电压变化，说明转把损坏，应更换新转把。对于转把损坏造成的控制器无输出的故障，可用镊子直接短接转把的红色电源线和绿色信号线，如果电动机高速运转，说明转把损坏。测量转把信号线电压如图11所示。

图11  测量转把信号线电压

7）检测电动机霍尔元件的好坏。打开电源锁，首先测量霍尔元件的红、黑供电线，应有5V左右的电压。如果没有，说明控制器损坏，应更换控制器。如果有5V电压，应进一步检查。用手慢慢地转动电动机，用万用表红、黑表笔分别接霍尔元件的蓝、绿、黄信号线与地线，电压应在0~5V之间变化，说明霍尔元件正常。如果电压在0V或5V不变，说明霍尔元件损坏，应更换电动机霍尔元件。电动机霍尔元件检测如图12所示。

图12  电动机霍尔元件检测

名师指导

需要说明的是，原装电动车如果电动机霍尔元件损坏，控制器不会输出电压，电动机也不工作。对于霍尔元件的快速检测可以使用无刷电动车综合检测仪，即快又准确。目前，由于市场上大多使用万能无刷控制器，如果电动车霍尔元件损坏，一般不更换电动车霍尔元件，因为较费工。大多数维修人员采用更换万能控制器的方法。但是，更换万能无刷控制器，由于电动机在无霍尔状态下工作，电动机起步时会抖动，但当骑行开始后，电动车一切正常，不影响电动车骑行速度，这一点需向用户说明。

8）在转把和霍尔元件正常的情况下，将万用表置于交流200V档，转动转把，测量控制器与电动机的蓝、绿、黄任意两条相线的电压，应有0~37V（48V车，如果是60V车再加12V）由低到高的交流电压。如无交流电压输出，说明控制器损坏，应更换同型号新的控制器，如图13所示。

图13  测量无刷控制器输出交流电压

（1）无刷电动车飞车的原因

1）转把损坏。

2）控制器烧坏。

3）转把的红、绿线短路。

4）转把的黑色负极线断路。

5）控制器相线短路或漏电。

（2）无刷电动车飞车的检修方法

首先断开转把与控制器的3芯插件，如果不飞车，说明转把损坏，如果仍然飞车，说明控制器损坏。

如果排除了转把与控制器后，故障依旧，应进一步检查3）~5）项故障。对于断路可以使用万用表的蜂鸣器档测量，对于短路点可以目视顺引线一点点地查找排除故障。

以上图文摘自机械工业出版社《电动自行车/代步车维修从入门到精通：全彩图解+扫码看视频》

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图文制作：李崇康

责任编辑：谢   元

审核人：李   军

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