也谈电量表

lh

我们常说“简洁至上”，但遇到实际问题又往往把简单的问题复杂化，看了“电量计上的猫腻”的帖子就有这种感觉。关于电瓶电量的测量，我的几个看法与众网友交流。
一，电瓶的电量不可能也不需要精确测量。
二，最简单实用的测量方法还是测电瓶电压。尽管电量与电压不是正比关系，但毕竟是正相关。
三，最简单实用的测量仪表还是指针式电压表。
四，温度补偿是必需的。
会开汽车的大都知道，汽车（包括高档轿车）的油量表都是不准的，同样是一格油这一格与那一格跑的里程有时能相差一半（排除路况、车速、驾驶习惯等因素），但很少听到谁抱怨油表不准，这是因为油表虽说中间不准但两头一般都是准的，而开车者着重关注的正是汽油满箱和接近满箱、特别是油箱快空时的指示——看到油表到红线就知道还剩十分之一的油量大约还能再跑五十公里——这就足够了。类似的情况还有汽车的车速里程表，一般误差（偏大）10%左右。电动自行车的电量表与汽车油量表的作用类同，只要两头准就可以满足实用要求，难道非要比轿车的仪表还要准吗？由于电瓶电量测量的特殊性决定了不可能象长度、重量、时间等那样精确测量，我想，如能做到两头误差小于5%、中间误差小于30%，是完全可以接受的。
用指针式电压表作电量表做到两头准是很容易的，因为电瓶充足电时电压最高——这是由充电器决定的，对于三段式充电器就是其恒压值——假定为45v（当然，拔掉充电器后电瓶电压会下降零点几伏）；电量为“零”时电压最低——这是由控制器的欠压保护值决定的——假定为30v。只需一只起始刻度为30v，满刻度为45v的电压表即可（就是马赛克网友提到的区间表），当然要通过实验再定几个中间刻度。又由于充电器和控制器是车子出厂时配好的，而电量表指示的是容量的百分比而不是绝对值，即使是电瓶旧了或是更换不同容量不同牌号的电瓶，但电量表的指示仍然是准确的。
电量表的几个做法：1）有兴趣的网友可动手试验一下。取一只微安表头把左侧限位钉调到指针向左只能回到零位，把上下游丝逆时针调紧（必要时重焊游丝），串联几十k的可调电阻配合游丝调整成起始刻度的电压30v、满刻度的电压45v，再调校几个中间刻度即可。
2）用现成的0-15v的电压表，串联30v左右的稳压管（稳压管要筛选），也许还要串联或并联电阻作微调。巧的是稳压管的特性曲线与电瓶的电压/容量曲线相似，估计可改善刻度的线性。且稳压管的温度特性也正好会对电量指示有一定的温度补偿作用（仅是设想，我没试过）。
3）仪表生产厂家可研制一种变磁隙区间电压表（我杜撰的名字）来做电量表。普通动圈表头的磁隙都是均匀的，若能配合电瓶的容量曲线改变磁隙或改变磁场强度（有一种过载表类似），就可做出线性刻度的电量表，或许能申请个专利卖个好价钱。
上述三种电量表若是批量生产成本是很低的，估计两块钱以内，因为常见的一种火柴合大小的电压表零售才两元，其质量在电动自行车上用勉强还行。
车用仪表（包括汽车的）我不赞成使用数字式，因为指针表指示的是模拟量，看一眼就知道大致是多少。而数字表需要“读数”，在车辆行驶中是很不方便的。当然还有成本的原因。
关于温度补偿：电瓶的充放电容量和电压受温度影响明显，温度变化40度电瓶的电压变化近3伏，所以用电压指示容量必须有温度补偿。最简单的方法是在表头上串联负温度系数或并联正温度系数的热敏电阻，具体要由实验决定。
以上只是一些想法，缺少实验依据，欢迎众网友交流指正。若谁做了相关试验请把结果贴在这里。
机电产品的设计我认为首先应把问题简化，用最简单的方法实现基本的功能，然后再作改进提高。

danxie

很有道理，其实电动车的电能还剩下，凭骑行的感觉就完全能知道，简单的电池电压指示就基本能满足需要。
只是电压指示一定要准确，千万不能再在这个东西上偷工减料。

abt-bj

    都说21世纪是数字世界，一个最常见的数字产品应用就是无孔不入的单片机的广泛应用。
    早期的所谓带电脑的收录机，不外乎就是一个选曲的计数器。今天的所谓智能充电器不外乎就是一个LM358或者LM324运放。
    电动自行车的智能化无例外的靠专业芯片。而专用芯片的发展也往往是从单片机发展而来。
    在电动自行车的数字控制方面，中国工程师的技术水平已经没有太大的问题，关键是我们是否能够把握住这个机会。形成中国数码化的电动自行车。对此，国外对中国大陆电动自行车市场已经非常关注，并且将在不久的将来向中国大陆推出专用芯片，形成数码电动自行车。到那个时候，每个中国电子工程师都会感到羞愧。
    现在，捷安特已经推出了部分的数码控制的电动自行车，并且没有把最先进的功能投放在中国大陆（是捷安特关键岗位的人员透露的）。这是不刺激强大的中国对手的做法。令我悲哀的是中国电子工程师还没有意识到巨大的市场机会，还在围绕着毫无发展的低水平的价格竞争方面劳神。
    我们已经推出了1：1助力、巡航、仪表显示等等数码化功能，稍微再前进一步，一个功能强大的芯片就接近与诞生。所谓电量测量，不外乎是增加一点点软件，硬件的费用可以低到几乎接近与1～2元人民币。如果经过掩膜，未来的以年用量达到100万片的控制芯片的价格可以低于人民币5元！还有可观的利润。

lh

谢谢版主和赵老师的回复。
更正一点。文中所说“汽车的车速里程表，一般误差（偏大）10%左右”，应为车速表。里程表的误差大都小一些，一般正误差5%左右。车速表、里程表的正误差原因有二：车厂有意使读数偏大让人觉得车子跑的快；行驶中车轮有打滑，车速越高正误差越大。——这是题外的话。

lh

今天有几台实验用开关稳压电源需加装电压表，一台是5-40v可调的装了块数字电压表头。另两台是10-30v和10-50v的，我有意改了两只区间电压表。第一只用85c1型40v的普通电压表改，因这只表挺准电压值又正好，改制很简单：把游丝左旋使起始刻度的电压为10v，刚好满刻度电压是30v，检验几个中间刻度也很准，重新绘制刻度盘既成（把原刻度0、10、20、30、40改为10、15、20、25、30）；第二只用wxc10型30v普通表改的，先把游丝左旋一点，串入一只15k的精密可调电阻调至满刻度50v，再调游丝使起始电压为10v，反复调校几次并检验中间刻度再重绘度盘即可。
有空准备做几只电量表试试。

kimoter

好！说的好！

ferrari

不知道捷安特用的是什么电池或者电机，如果还是那几家公司的，那就算全数字控制对电车的性能也不会有质的改变，最多算是小改。数字仪表的问题是在露天恶劣环境下的寿命问题

lh

更正：第一只表是20v的。原刻度应为0、5、10、15、20。
表盘不是我绘的，记错了。

njzzp

    都说21世纪是数字世界，一个最常见的数字产品应用就是无孔不入的单片机的广泛应用。
    早期的所谓带电脑的收录机，不外乎就是一个选曲的计数器。今天的所谓智能充电器不外乎就是一个LM358或者LM324运放。
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abt-bj 发表于 2003-11-15 15:00

顶。。。。。。。。。