平衡車(chē)到底是交通工具還是玩具?

在過(guò)去十幾年中，對(duì)電動(dòng)車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)，是迅猛發(fā)展的階段。但近年來(lái)，市場(chǎng)形勢(shì)低迷，產(chǎn)能擴(kuò)張減速，電動(dòng)車(chē)行業(yè)正在進(jìn)入調(diào)整階段。但與此同時(shí)，另外一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)——智能平衡車(chē)行業(yè)卻蓬勃發(fā)展，在全國(guó)乃至全球都呈燎原之勢(shì)。

平衡車(chē)是什么?在平衡車(chē)還沒(méi)有普及開(kāi)來(lái)，況且人們腦海中印象深刻的電動(dòng)摩托車(chē)，電動(dòng)自行車(chē)正大行其道的這么一個(gè)時(shí)代里，大多數(shù)人對(duì)于什么是平衡車(chē)這個(gè)概念還是比較模糊的，或者至少大多數(shù)人還未真正的接觸過(guò)平衡車(chē)。其實(shí)，平衡車(chē)并不是一個(gè)新事物，早在2001年12月開(kāi)始就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由美國(guó)發(fā)明家狄恩 卡門(mén)(Dean Kamen)發(fā)明的世界上第一款平衡車(chē)Segway的量產(chǎn)。當(dāng)時(shí)，狄恩 卡門(mén)(Dean Kamen)是這樣描述這款車(chē)的“The first self-balancing, electric-powered transportation machine”(翻譯過(guò)來(lái)就是世界上第一款具有自動(dòng)平衡能力、電動(dòng)的交通工具)，由于沒(méi)有大范圍在市場(chǎng)上流行起來(lái)，這種具備自動(dòng)平衡能力，電動(dòng)的交通工具在國(guó)內(nèi)的叫法一直沒(méi)有得到統(tǒng)一。

目前市場(chǎng)上的平衡車(chē)是魚(yú)龍混雜，目前主要推崇的品牌是平衡車(chē)鼻祖賽格威和小米的九號(hào)車(chē)。小米的九號(hào)車(chē)自從將賽格威收購(gòu)后，一飛沖天，中國(guó)市場(chǎng)份額也躍居前列。同時(shí)市場(chǎng)上依然有較多其他品牌如樂(lè)行天下、索羅威爾、愛(ài)斯維爾等智能平衡車(chē)。

以下為迷你九號(hào)平衡車(chē)的部分參數(shù)：

1、輪子直徑10.5英寸(約26厘米)，雙電機(jī)，總功率為700瓦。

2、使用LG鋰電池，54.8V，4300mAh。充滿電后理論行駛距離約22公里。

3、時(shí)速最高16公里/小時(shí)。可通過(guò)APP進(jìn)行限速。

4、車(chē)架使用鎂合金制作，車(chē)身凈重12.8公斤。載重量85公斤。

現(xiàn)在市面上常見(jiàn)的平衡車(chē)分為雙輪電動(dòng)平衡車(chē)和獨(dú)輪電動(dòng)平衡車(chē)兩種類型，在外觀上，兩者具有天壤之別，但實(shí)際上他們的核心工作原理是一樣的。用一張雙輪電動(dòng)平衡車(chē)的結(jié)構(gòu)圖來(lái)揭開(kāi)雙輪電動(dòng)平衡車(chē)的結(jié)構(gòu)秘密。

智能平衡車(chē)架構(gòu)

雙輪電動(dòng)平衡車(chē)主要由兩大部分構(gòu)成，一部分是雙輪電動(dòng)平衡車(chē)的主體;另一部分是雙輪電動(dòng)平衡車(chē)的方向控制柄。

方向控制柄就是用來(lái)控制車(chē)體運(yùn)行過(guò)程中行進(jìn)方向的;而雙輪電動(dòng)平衡車(chē)的主體才是人們稱其為自平衡車(chē)(Self-balancing)的主因，以下將列舉雙輪電動(dòng)平衡車(chē)主體的主要組成結(jié)構(gòu)：

1. 控制電路板(即我們常說(shuō)的主板)，控制電路板又包含了傳感器模塊、運(yùn)算模塊、電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)模塊;

2. 平衡感應(yīng)組件(即陀螺儀，或者陀螺儀與加速度計(jì)的組合，至于為什么會(huì)有陀螺儀與加速度計(jì)的組合，我們將會(huì)在雙輪電動(dòng)平衡車(chē)工作原理一文中詳細(xì)解答);

3. 電池，目前用于平衡車(chē)中的電池以鉛酸蓄電池與鋰電池為主;

4. 電機(jī)，使用在雙輪電動(dòng)平衡車(chē)或者獨(dú)輪電動(dòng)平衡車(chē)上面的電機(jī)從功能上可以大致分為直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī);從結(jié)構(gòu)上主要分為有刷電機(jī)與無(wú)刷電機(jī);從平衡車(chē)電機(jī)方案上分為獨(dú)立電機(jī)加齒輪(即圖中減速箱)傳動(dòng)方案與輪機(jī)一體的輪轂驅(qū)動(dòng)方案。本文中如上圖平衡車(chē)采用的是獨(dú)立電機(jī)加齒輪傳動(dòng)方案;

市場(chǎng)上目前自平衡電動(dòng)車(chē)普遍是有刷電機(jī)，畢竟它的速度要控制在20KM/h以下，可取性有刷電機(jī)更好。還有在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于有刷有齒直流電機(jī)是高速電機(jī)，齒輪的齒很小，易磨損，但力量大，爬坡能力強(qiáng)。而無(wú)刷直流電機(jī)，在使用過(guò)程中省去了二、三年換碳刷的麻煩。但由于在控制無(wú)刷電機(jī)的過(guò)程，要求精度極高。而且，無(wú)刷電機(jī)控制器的價(jià)錢(qián)也較高。相比之下有刷無(wú)齒的直流電機(jī)，雖然要更換碳刷，但更換碳刷是十分容易的，而且電機(jī)的控制較為簡(jiǎn)單，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安全系數(shù)高。

但是電機(jī)在復(fù)雜路況下和長(zhǎng)時(shí)間電動(dòng)情況下的損耗，是電機(jī)產(chǎn)商不得不面對(duì)的問(wèn)題。所在在生產(chǎn)時(shí)候就需要針對(duì)電機(jī)的損耗、T-N曲線、效率、功率因素等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)方法《GBT1311-2008》中針對(duì)電機(jī)的損耗測(cè)試需要測(cè)試銅損耗、鐵損耗、雜散損耗、勵(lì)磁損耗等相關(guān)，國(guó)內(nèi)ZLG致遠(yuǎn)電子MPT電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)在直流電機(jī)測(cè)試滿足《GBT1311-2008》的測(cè)試要求，可以為直流電機(jī)測(cè)試、新能源電機(jī)測(cè)試提供完美的解決方案。