摘要 20世纪汽车产业高速发展，资源无节制消耗，污染物的过量排放，还有受油价上涨和环保意识等因素的影响，电动自行车已成为大部分人的选择。但是，电动自行车的动力性能由驱动系统决定且续驶里程（即能量供给）受限于蓄电池的存储电量，为提高动力性能和续航里程，须对电动自行车驱动电机的特性及能量回收控制策略进行分析研究。 本文研究了电动自行车在制动过程中的能量回馈，设计了永磁无刷直流电动机在电动自行车制动过程中的能量再生反馈控制系统。从理论上分析了永磁无刷直流电动机利用位置传感器检测转子位置的方法,并对换相过程做较详细的介绍。 本文首先系统的对电动自行车的运行状态进行了分析，分别对电动自行车的运行阻力、惯性力、再生制动力以及所需要的牵引力进行了计算。根据所需要的牵引力，在本设计中也对无刷直流电动机和电池进行了选型计算。再其次，本文对电动自行车的能量反馈控制方案进行了研究，内容包括轮毂电机的调速、电动车再生制动的控制。本文着重研究并设计了永磁无刷直流轮毂电机的能量的回收。 关键词：电动自行车；动力性能；再生制动；电机控制；永磁无刷直流轮毂电机 Abstract Automobile i
ndustries have developme
nt of high speed i
n 20 ce
ntury. However, Dy
namical performa
nces of electric vehicle are decided by drive systems a
nd exte
nsio
n of drivi
ng ra
nge(e
nergy supply) restricts developme
nt, prevale
nce a
nd is limit to electricity capacity of storage battery. I
n order to improve dy
namical performa
nces a
nd exte
nsio
n of drivi
ng ra
nge, we must a
nalyze a
nd research traits of drive motor a
nd co
ntrol tactic of e
nergy recycle i
n electric vehicle. I
n this paper, the electric bike i
n the braki
ng e
nergy i
n the process of feedback, the desig
n of the perma
ne
nt mag
net brushless DC motor i
n the electric bicycle brake re
newable e
nergy i
n the process of feedback co
ntrol system. I
n theory a
nalysis of the use of perma
ne
nt mag
net brushless DC motor positio
n rotor positio
n se
nsor detectio
n method, a
nd for the process of doi
ng a more detailed briefi
ng. Firstly, the paper a
nalyzes the composi
ng of i
n-wheel motor i
n detail. Seco
ndly, Its subsystem of carried o
n a
nalysis to the moveme
nt appeara
nce of the dy
namoelectric bicycle, to the moveme
nt resista
nce, i
nertial di
nt, braki
ng force a
nd
need of led di
nt to carry o
n a calculatio
n. Accordi
ng to
need of lead di
nt, i
n this desig
n also to do PMBLDCM a
nd battery to carry o
n to choose a calculatio
n. Thirdly, the paper prese
nts research work o
n EB E
nergy feedback co
ntrol strategy, which i
nvolves i
n-wheel motor PWM modulatio
n, The rege
nerative braki
ng of EB close-loop co
ntrol. The dual polar drivi
ng method for perma
ne
nt mag
net brushless DC i
n-wheel motor is emphasized. Keywords Perma
ne
nt Mag
net Brushless DC Motor (PMBLDCM) E
nergy feedback Motor co
ntrol rege
nerative braki
ng perma
ne
nt mag
net brushless DC 目录 摘要I Abstract II 1绪论1 1.1课题来源，目的，意义与该课题的市场前景1 1.2有关电动自行车的概念1 1.2.1什么是电动自行车1 1.2.2电动自行车的种类1 1.2.3电机2 1.2.4电池2 1.2.5控制器3 1.3电动自行车整车参数的设计3 1.4设计任务3 1.5研究意义4 2电动自行车动力性能分析5 2.1电动车运行方程5 2.2电动自行车的行驶力学6 2.2.1车辆模型6 2.2.2电动车阻力计算7 2.2.3空气阻力8 2.2.4电动车惯性力的计算8 2.2.5电动车的牵引力计算9 2.3电动自行车的动力性能10 2.3.1自行车基本参数介绍11 2.4制动系统11 2.4.1电动自行车刹车分类11 2.4.2制动力的分析与求解11 2.4.3手动制动器的设计12 2.5蓄电池的种类和结构14 2.6动力传动系统设计15 2.6.1驱动方式对两轮电动车性能的影响15 2.6.2电动自行车驱动系统的构成16 2.6.3无刷直流电动机驱动系统16 3电动自行车的运行控制18 3.1电动机的选择18 3.1.1直流电动机的特点18 3.1.2电动机容量选择的原则19 3.1.3电动机的发热与冷却19 3.1.4选择步骤： 20 3.1.5无刷直流电动轮毂的选型计算20 3.1.6电动自行车的续行距离21 3.2无刷电动机的调速控制系统22 3.2.1直流电动机的机械特性22 3.2.2脉宽调制（PWM） 23 3.2.3传感器23 3.3电动车控制系统设计24 3.3.1控制系统的组成24 3.3.2控制系统设计方案24 4电动自行车的能量回收28 4.1制动模式与能量的分析28 4.2能量回馈的控制策略29 4.3电动自行车能量的消耗评价方法29 4.3.1能量流分配关系及能量测量30 4.3.2能耗影响因素分析30 4.4制动效能及制动能量回收的约束条件30 4.4.1自行车的制动效能30 4.5制动能量回收控制算法31 4.5.1制动能量回收的约束条件31 4.6永磁无刷直流电机相关性能及其能量回馈制动原理32 4.6.1永磁无刷直流电机及其基本工作原理32 4.6.2直流电动机的制动方式33 4.6.3永磁无刷直流电机能量回馈制动原理35 结论39 致谢40 参考文献41