电动自行车传动方案综述
传动部件是电动自行车的心脏，其质量好坏对电动自行车整车质量影响很大。因此，选择质优、价廉、性能指标高、可靠性强的传动部件是电动自行车生产厂家、经销商和每一个用户都很关心的问题。为此，现将国内外电动自行车制造厂家选用的传动部件类型及其优劣介绍如下：
一、 摩带式传动。
起源于美国，台湾、日本、国内都有厂家生产过摩带式电动自行车。它的优点是：重量轻，价格便宜。传动部件只有100多元，整车制造成本在1000多元，消费者在1500元左右就能买到。但目前国内外没有一家能真正做好。主要原因是摩带头、轮胎都易损坏；其次泥沙和杂物的堆积容易造成打滑；机械传动效率不高。
美国ZAP公司是最早生产这种产品的公司。他们甚至连电池盒都没有，电池用帆布带挂在自行车的大梁上。国内以成都倍特为代表，也生产过这种车型，他们把这种车型打扮得很豪华，摩带头的制作也下了大工夫，如在钢管上镶嵌高速工具钢以提高其耐磨性能，因此售价也很高。但即使这样也不能根本解决其与生俱来的弱点。
作为一种低档车的传动部件，这是一种很好的传动方案，很适合学生和工资收入较低而上班路程较长的工薪阶层。美国ZAP公司、以色列和日本的一些公司走的就是这条路，国内天津有些厂家也如此。他们对产品的定位是对的，可惜在摩带头等的处理上欠缺。既然摩带头易损，我们干脆把它作成易损件，可随时方便地更换；机械传动效率不高是永远无法克服的，也不必去做无用功。至于减少泥沙堆积造成打滑是极易解决的小问题。
二、 中置式传动。
将电机和减速机构放置于电动自行车的中轴位置。
优点是重心低，稳定性好，造型美观。由于电机放在中轴处，大都需要伞齿轮改变传动方向，经齿轮减速后，再通过链条驱动后轮行驶，伞齿轮、减速齿轮和链条这三者都要损失机械传动效率，因此效率不太高。由于机械结构比较复杂，售后服务难度较大，造价也偏高。
中置式传动是一个产业化程度很高的成熟方案。国内外尤其是以日本YAMAHA为代表的一批企业已有成功的经验。
中置式传动还有一种更经济、更可靠的方案，那就是采用内转子低速电机。这种方案的优点是噪音低，造价低廉，可靠性好，结构简单，便于维护。
三、 侧挂式传动。
侧挂式传动属轴传动范畴。优点是重量轻、传动效率高、造价便宜。缺点是现有设计方案中齿轮减速比大，齿轮磨损快，噪音大；采用柱状电机还要采用伞齿轮改变传动方向，结构复杂。
侧挂式传动方案中，若能使用盘式电机，即可省去伞齿轮。两级齿轮减速，二级从动轮带离合器，并将其固定在后轴皮的左侧端面上，同时设计密封油箱实现稀油润滑。这样的方案还可实现齿轮中心距的调节，既可降低齿轮磨损，又可减低噪音。这是一个比较成熟、造价低廉、重量轻、传动效率高的理想传动方案。
四、 轮毂式传动方式
轮毂式传动属于轴传动类型，其特点是传动效率高，造型精巧，不破坏自行车的传统结构，无电骑行性能较好。
轮毂式传动是中国特色，1990年清华就申报了半轴结构式高速有刷电机轮毂的发明专利，是全世界最早提出使用电动轮毂作为电动自行车传动部件的单位。现在，轮毂式传动的先进性已被越来越多的厂家所认识，已成为一种潮流，欧、美、日本采用者越来越多。
轮毂式传动可分为"高速"和"低速"两大类。
高速电机带齿轮减速器构成的电动轮毂称之为高速电机轮毂。
优点：重量轻，通过齿轮减速增力，扭矩大，爬坡性能好。
缺点：齿轮属小模数齿轮，又难于实现稀油润滑，磨损较快，寿命大体在1500小时左右；噪音偏大，一般在60dB以上。
高速电机轮毂又可分为半轴结构和通轴结构两种，所用盘式电机还可分为高速有刷电机和高速无刷电机两类,其中高速有刷电机又可细分为印制绕组和线绕绕组两种。但他们的优缺点基本相同，难于区分高下。近年来比较成熟、2000年之前曾在市场上占据绝大部分市场分额的是以印制电机为核心部件、半轴结构式的电动轮毂。这一两年来，由于低速电机轮毂的出现以及其自身（含电机制造厂家和轮毂制造厂家）的原因，其市场分额有大幅度的下降。但它的重量轻、扭矩大等优点目前还是别的轮毂电机所无法取代的。无论如何，印制电机半轴结构轮毂为中国电动自行车的产业化立下了汗马功劳，也是清华和桂林电科所为我国电动自行车产业所做的贡献。
低速电机轮毂是指没有齿轮减速的通轴结构轮毂。因其转速可设计成直接供电动自行车使用的数值，故称低速电机轮毂。由于没有齿轮减速，为了保证达到骑行所需的功率、所应具有的效率、足够的扭矩和合乎标准的转速，低速电机轮毂必须要有高性能磁性材料和设计合理的几何尺寸；必须要有足够的矽钢片叠数、厚度及相应的尺寸；还必须有满足要求的漆包线线径、圈数、匝数。
低速电机轮毂的效率、功率和扭矩设计好了都可达到使用要求，电机生产设备无特殊要求，制作工艺简单，便于大批量生产，因而造价低廉。因无齿轮减速，噪音很低。制造技术过关后轮毂寿命也很长。其缺点是重量偏大。总之，它是电动自行车未来比较理想的传动部件。
低速电机轮毂又可分为"低速无刷"和"低速有刷"两种。
低速无刷电机轮毂从技术性能指标看，要优于低速有刷电机轮毂。但是低速无刷电机轮毂内部有三个霍耳转子位置传感器，其安装位置的精确性、性能参数的一致性、经过一段时间使用后性能参数的漂移幅度变化等都会对低速无刷电机轮毂的性能产生影响，搞不好甚至会产生缺相而无法正常使用。其次控制系统比较复杂，控制器包含"转子位置译码电路"、"换向信号转换电路"、"功率开关电路"、"控制功能电路"和"保护电路"等五大部分组成，因此一个设计完善的低速无刷电机轮毂控制器相对比较复杂，价格较高。当然现在有专用的控制和驱动集成电路芯片，这对解决控制性能和减低价格起到了很大作用。如果我们不片面追求低价位，很好地解决上述问题，低速无刷电机轮毂是完全可以使用、性能指标优秀的好产品。但从目前市场上使用的低速无刷电机轮毂及其控制器情况看并不妙。2000年初，全国无数家无刷电机轮毂制造厂一哄而起，一份图纸走遍天下，缺少必要的研究和技术基础。几人、十几人的小厂到处开花，不成熟产品漫天飞。有些厂家甚至连一个懂电机的人都没有，更说不出什么是外转子低速无刷电机的子丑寅卯来了。许多整车制造厂也跟着急剧升温，纷纷采用。当我指出其不够成熟，需要慎重时，有人骂我是"技术上保守，不能博采众家之长，死抱住早已过时的半轴结构高速电机轮毂不放；后来在使用中出现问题时，又有人骂我，说我说过"低速无刷是方向"，是我的误导造成大家上当。我个人无所谓，但这个教训大家应汲取。要在技术研究上多下工夫，不要跟风走。我更希望有经济实力、技术实力和愿意长远从事电动车产业的企业潜心研究、开发生产工艺技术，力争早日把成熟的低速无刷电机轮毂推向市场。
低速有刷电机轮毂从性能角度看不如低速无刷，但前一时期有人把低速有刷和劣质、廉价品等同起来，这是不全面的。近期还有人说低速有刷电机轮毂会损坏电池，这是没有根据的。有刷的效率不如无刷，在大扭矩情况下的效率和无刷相比比较低，因此同等容量电池条件下，行驶距离有刷比无刷略少，这些都是事实，但不存在损坏电池的可能。的确目前市场上使用的低速有刷电机从几十小时到一千小时之间，可能会出现效率越来越低，空载电流越来越大；由于电感打火造成整流子表面的碳渣堆积而形成短路、烧毁电机的情况。但如能够很好地降低碳刷的磨损和打火、换向器烧毁等问题，它的寿命会达到数千小时，它的可靠性是很好的，加上有刷控制器相对简单，已是成熟产品。其售价（包括控制器）相对其他两种轮毂要便宜些。所以，合格的低速有刷电机轮毂从目前看是理想的选择。
低速有刷、低速无刷和高速有刷这三种轮毂国内有很多厂家在生产，现在是"三国演义"的时候。最终谁优谁劣，目前很难定论。但现在它们都不够成熟。清华是轮毂技术的主要来源之一，对其优劣有一定的认识。我认为，只要做好，它们都有立足之地。
北京清华电动车公司在低速无刷、低速有刷电机轮毂方面都有一些研究成果。在低速有刷方面，我们着重研究了减少碳刷和换向器之间因压力变化而导致接触电阻变化产生电感打火的问题，这对延长碳刷的寿命非常有益。单纯提高碳刷的耐磨程度收效并不大，因为碳刷损耗不仅仅是机械磨损，主要是打火损坏。碳刷再耐磨也无法解决、克服打火损坏。有些整车厂家仅仅靠听声音来判断低速有刷电机轮毂的质量，这是不全面的。为了降低碳刷磨檫产生的微小噪音，有些厂家采用银基碳刷，这并非是高招。银基碳刷不如铜基碳刷耐磨，会缩短使用寿命。此外碳粉、碳渣散落在换向器表面上容易造成换向器电极之间短路烧毁。
综上所述，传动部件是电动自行车的心脏，必须引起全行业的广泛关注，下大功夫予以解决，为广大用户提供价廉物美的合格产品。
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