電動腳踏車行駛速度智慧型控制系統

旋動手柄控制電動腳踏車行駛速度，類似汽車油門。 真踩時不旋動手柄電機自動助力。

基本介紹

• 中文名：電動腳踏車行駛速度智慧型控制系統
• 對象：行駛速度
• 屬性：腳踏車
• 特點：電機自動助力

原理

使用 無刷無齒輪轂電機 的電動腳踏車如果使用單片機來控制換相,那么調速就簡單了,只要使用調速軟體和調速手柄(不是簡單的開關)就可控制行駛速度，既不增加重量，又不影響可靠性。調速軟體也只不過是控制了脈衝寬度和時機。有刷電機調速就不簡單了。

擴展功能 電動腳踏車手柄可以調速，修改軟體可使系統根據腳踩速度和整車速度的對比，自動判斷是否是真踩，並根據速度感測器傳回的訊號的大小，作出驅動馬達功率的大小；當真踩時，不旋控制手柄，進入PAP狀態行駛，這時為固定人機助力比行駛；當真踩時，旋轉控制手柄調節單片機驅動馬達輸出功率的大小，進入VPC狀態行駛，車速可大於20km/h，呈可控人機助力比行駛狀態；不踩時，旋轉控制手柄調節單片機驅動馬達輸出功率的大小，進入DD狀態行駛，並將車速控制在20km/h內，呈可控全電動行駛狀態；通過判斷是否旋轉控制手柄和是否真踩，實現固定人機助力、可控人機助力比和可控全電動三種行駛狀態的自動切換。

擴展功能

散熱 電動腳踏車散熱需要行駛時的氣流來幫忙。 速度越快氣流越強。

散熱

日照條件下如果電池組受熱不均，就可能有的電池溫度高有的溫度低。溫度高的電池容量大，低的容量小。長期這樣使用電池組會失衡，嚴重影響動力電池組的效率與安全。另外，電池組在充放電過程中的過充電、過放電、電流過大、溫度過高等現象會加劇電池間特性的差異，從而引起單節鋰電池之間容量、電壓等性能的不平衡，最終導致電池組整體特性的急劇衰退和部分電池的加速損壞。

人力加速

PAP原理 路面平坦時可人力加速，真踩時腳踏車行駛速度不斷變化，每踩一下都有一個加速度，這與下坡時的加速度不同，所以下坡時馬達不會自動開。只要修改電機換相軟體就可實現PAP功能，不必增加感測器。

VPC原理 DD狀態時車速控制在20km/h內。VPC狀態時，軟體得到真踩信息後全功率輸出，這時電池負擔最重。如果真踩無法加速，軟體無法得到真踩信息，就不能進入VPC狀態行駛，設計牙盤時必須想到轉速比。

問題

1.路面不平加速度會比較混亂，系統可能無法判斷是否真踩。

2.慢速行駛時，動力不足。

解決方案

1.系統無法判斷是否真踩時，詢問用戶進入哪個狀態行駛。

2.車把設按鈕來選擇行駛狀態。

3.尋找新的真踩特徵，再修改程式試試。路面不平常使腳踏車減速，仔細分辨即可。

4.直接測量電機反電動勢，它包含更多更真實的信息，可更好解決路面不平時的控速問題。

5.在飛輪上安裝磁鐵，再從磁感測器尋求真踩信息。

6.真踩不要太猛，速度變化不要太大以免電機抖動。

無感電機控速

有的電動腳踏車必須踩一下才能行駛，因為裡面沒有感測器。它直接測量電機反電動勢而知道轉子的位置，進行換相。控速原理不變。這踩一下啟動與PAP狀態無關，因為啟動後不會自動關。PAP狀態是根據真踩後加速度的大小，F=M*a，用固定的人機助力比求出驅動馬達功率的大小。用無感電機的電動腳踏車用這原理也可進入PAP狀態行駛。

設定

由於電機驅動相對簡單，所以沒有作業系統、BIOS的分別。但用戶可以有自己的設定，例如:

1.電池限流。在安全範圍內要么保證省電要么保證動力輸出，兩者之間就是用戶的設定許可權。例如GIANTL-960助力車有三重騎行模式:Sport（強力）模式啟動性能好，速度快；normal（標準）模式兼具速度及行駛里程；eco（省電）模式行駛里程長。

2.人機助力比的設定、助力時機設定。

3.關閉VPC，在PAP狀態旋手柄控制“人機助力比”自由助力。

4.手柄開度與動力輸出關係函式的設定。手柄開度與“人機助力比”數值 關係函式的設定。

5.旋轉控制手柄到某個速度並保持幾秒，放手，系統要保持這一速度。這個功能可以解放用戶雙手甚至雙腳，僅用腿夾坐著行駛，用於雜技行業。

6.日照條件下單節鋰電池之間溫度差與行駛速度關係函式的設定。由這函式可知最佳行駛速度，用來散熱。

取捨 2011年出售的GIANTlafree700TDN05Z型電動腳踏車行駛過程中有時電機抖動。這是速度多變時因感測器誤差產生的計算錯誤在輸出上的體現。所以簡單調速的電動車是主流。GIANTL-960助力車更是限量版。 使用磁感測器的電機過分依賴感測器!啟動後它們也可以直接測量電機反電動勢而知道轉子的位置，進行換相。象無感電機那樣工作可避免誤差。

GIANT lafree 700 控速原理

TDN05Z型電動腳踏車在牙盤上安裝磁鐵來尋求真踩信息。這可簡化軟體，因為有飛輪，下坡時牙盤不動，電機就不開。路面不平時，也沒有加速度混亂問題。它只要根據牙盤速度和整車速度的對比，就可自動判斷是否真踩。

問題1. 進入VPC狀態行駛時，真踩只是取消20km/h的限制，牙盤基本不受力，真踩成了空踩。這問題出在牙盤與飛輪的轉速比上。如果使用腳踏車變速器，重量和成本都會增加，還不如取消速度限制。許多用戶拔限速(有的用可變電阻)，這其實取消了VPC功能，PAP和DD狀態不變。TDN05Z型電動腳踏車牙盤轉一周車體至少前進4米8，這轉速比已經很高了。

問題1.

要助力時不給力，不需要助力時亂給力。

問題2.

PAP狀態真踩速度不能慢，太慢電機就不開。當踩到電機開時，只要空踩，電機就保持那個速度(路況不變)。如果旋控制手柄，就進入VPC狀態。

特別是電池將盡時，冬夜為了開燈只得推行，因為真踩會開動電機。它缺少一個關閉PAP的按鈕。