智能型电动助力自行车驱动系统的研制.pdfVIP

智能型电动助力自行车驱动系统的研制 谭擞江建中 汪信尧 【捕-篓】智能塑l乜动助力臼打乍是^力和电)J混合驱动的新型电动 助山乍．奉义对这一驱动秉境的两个关键技术一力矩传赔器和永避无刷直 濉lU帆的转矩闭环控制作r详纳株讨．摊¨jr相应的解决方案．并释到了 实验验iII!． 【关键i司】 车 无 湖 传巷 0 目 器 p·，／，：，j U年9 ，、确|／ ，bI i。。磊、·寅j’L ‘T卜。j 电fto l 中概述 人类对环境问题的日益关注，使得发展零污染捧放的电动车辆成为嗣内外近 年来的研究热点．目前助动车在国内各火中城市应用非常普及，但由于其废气捧 放浓度高，对环境污染危害严重，已成为城市的一大污染源．田内外很多厂商已 经开始将目光投向备种适于城市居民使用的低污染或无污染新型代步工具。根据 目前的电动车辆技术发展水平，优先发展轻型屯动车，具有巨大的市场潜力．电 动踏板车和电动自行年是轻型电动车辆中最主要的代袭，日本的几大著名厂商如 雅马哈、本田均在积极发展电动白行车和电动摩托车．欧洲最大的摩托车生产商‘ 比砸乔公司(Piaggio)已与美国的蓄电池生产商ovonic远成协议麸同开发电动 摩托乍_}}j锂金属混合屯池．美囝的一些电动车开发商也开始向砸洲的电动午市场 进军．如EvGlobal Motor与台湾晟人的摩托车生产厂家光阳台作、zAP与上湃 的永久公司台作等。 2系统简介 智能型电动白行车属于人力和电力驱动的混合型电动助力车．从助力性能 上来说．其特点是电力驱动系统与人力按t一定比例同时提供驱动力矩．这一比例 根据臼行车的行驶速度变化，随着速度的升高，电力驱动系统所提供的力矩比逐 渐减小。就控制系统的鲒携『而言，与其他的电动乖辆驱动系统舶显著差别是：系 统的参考输入是作HI在口行下脚踏上的人力实时跟踪信号，这样一个信号的取得， 需要通过传感器来实现．驱动系统的控制框酗如图l所示．为了使电力助动功能 具有更人的灵活性，驱动系统提供了两路参考输入信号：一路输入为人力驱动力 矩的跟踪信号．由力矩传婷器提供；另一路由拉杆式霍尔电位器提侠r由手动控 制．通过助动力矩的速度变化曲线．这两路参考输入台成后转换为力矩闭环的参 考输入。 · ，”“ 永磁无刷直流电机功率密度高．无励磁损耗．与其它Ⅱ三弦被也机相比．在同 样的电流峰值下产生的转矩大，同时由丁．不采用电剧．可靠性高·是电动年驱动 系统的理想选择之一．系统中采用的燕外转子式永磁无刷直流电机。直接驱动自 行中．不需附加传动机构． · 一115一 田l鼍动摹蓑控■l■ 3力矩传感器原理 力矩传感器安装在白行下与中轴连接的特制花盘上．传感器先将力矩量转换 为位移量，再将位移量转换为与之成正比的电压信号．实现位移测量的传感器种 类较多．但自行车使川环境比较复杂。对传感器的可靠性要求较高．电感传感器 虽然使埘可靠．但是体积大，测量的线性范围小；屯容传盛罂的体积小．结构简 单，灵敏度高．但是测量范围小．测量值受介质等影响较大，在现场使用也有困 难，同时，这两种传感器探头均需要较多引线．因此都不能满足实际使用中的要 求．为了克服以上两种传感器的缺点．这里利用电涡流检测原理．实现位移信号 到电骶信号的转换． 作为力矩传感器的组成的前端。第一部分是将力矩的变化通过机械的方式转 换为对应住移量的变化．其基本原理如图2 所示。 部什1为安装在臼行币中轴上的特制花 盘，部仆2是截面为楔形的传动杆。花靠上 铸有两凹进扇形平面，在