发电反馈制动电动自行车设计.doc

摘要:当今世界，汽车产业在工业革命的带动下迅速发展，燃料即石油的过度使用导致石油资源日益枯竭、汽车尾气的排放导致大气污染日趋严重，伴随着石油资源的日益枯竭和人们环保意识的逐渐加强，电动自行车的使用率越来越高。但是，电动车的动力性能和电池容量的大小决定电动自行车的最大行驶里程，为升高电动自行车的动力性能和最大行驶里程，就要研究分析驱动电机的特征以及电动车的能量回收控制。

在电动自行车运行时，若电动自行车制动，通过研究电动车电机的能量回馈，设计了永磁无刷直流电机的发电反馈制动系统。

本文通过探讨了电动自行车的运行状态，计算出电动车在运行时所需要的惯性力、制动力、行驶阻力和牵引力。根据运行过程中电动自行车所需的牵引力，通过计算选择出电动自行车上配套的无刷直流电机和蓄电池。探讨了电动自行车的发电反馈制动控制方案，包括电动车的发电反馈制动控制和轮毂电机的速度控制。永磁无刷直流轮毂电机能源回馈，进行了着重的研讨。

关键词 发电反馈制动；无刷直流电动机；电机控制；制动系统；能量回馈

目录

摘要

Abstract

1  绪论-1

1.1 课题的来源，课题目的以及课题意义-1

1.2 电动自行车的概念-1

1.2.1 电动自行车的组成-1

1.2.2 电动自行车类型-1

1.2.3 电机-1

1.2.4 蓄电池-2

1.3 电动自行车参数设计-2

1.4 设计任务-2

1.5 研究意义-3

2 电动自行车动力性能分析-4

2.1 电动车运行方程-4

2.2 电动自行车的行驶力学-4

2.2.1 车辆模型-4

2.2.2 电动车阻力计算-6

2.2.3 空气阻力-6

2.2.4 电动车惯性力的计算-7

2.2.5 电动车的牵引力计算-8

2.3 电动自行车的动力性能-9

2.4 制动系统-9

2.4.1 电动自行车刹车分类-9

2.4.2 制动力的分析与求解-9

2.4.3 手动制动器的设计-10

2.5 蓄电池的种类和结构-12

2.6 动力传动系统设计-13

2.6.1 驱动方式对两轮电动车性能的影响-13

2.6.2 电动自行车驱动系统的组成-13

2.6.3 无刷直流电动机驱动系统-14

3 电动自行车的运行控制-15

3.1 电动机的选择-15

3.1.1 直流电动机的特点-15

3.1.2 电动机容量选择的原则-15

3.1.3 电动机的发热与冷却-16

3.1.4 无刷直流电动轮毂的选型计算-16

3.1.5 电动自行车的续行距离-17

3.2 无刷电动机的调速控制系统-18

3.2.1 直流电动机的机械特征-18

3.2.2 脉宽调制（PWM）-18

3.2.3 传感器-19

3.3 电动车控制系统设计-19

3.3.1 控制系统的组成-19

3.3.2 控制系统设计方案-19

4 电动自行车的能量回收-23

4.1 制动模式-23

4.2 制动效能及制动能量回收的约束条件-24

4.2.1 自行车的制动效能-24

4.2.1 制动能量回收的约束条件-24

4.3 永磁无刷直流电机相关性能及其能量回馈制动原理-25

4.3.1 永磁无刷直流电机及其基本工作原理-25

4.3.2 永磁无刷直流电机能量回馈制动原理-26

致谢-31

参考文献-32