[發明專利]一種控制電動自行車電機功率的方法

在審

• 申請號: 201811576056.6
• 申請日: 2018-12-22
• 公開（公告）號: CN109660182A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 胡恒芳;譚承林
• 申請（專利權）人: 蘇州鋰智車業科技有限公司
• 主分類號: H02P29/00
• 分類號: H02P29/00;B60L15/20
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 韓飛

本發明公開了一種控制電動自行車電機功率的方法，包括電動自行車，所述電動自行車包括硬件結構、控制結構和蓄電池，所述硬件結構包括車身、輪轂、轉把和手剎，所述控制結構包括助力傳感器、控制器和電動機，所述電動機設為高效稀土永磁電機，所述電動機是蓄電池電能轉換機械能，驅動電動車輪轂的部件。通過采用電磁轉矩與電機功率相結合的方式進行綜合控制，通過控制定子和轉子的磁場進行有效控制電機的轉速，并且能實時根據電池的電量狀態和實際電機需求功率狀況，逐步限制電機的驅動功率和制動功率，整體控制方法較為科學，且更加節能高效。

技術領域

本發明涉及電動車電機功率技術領域，尤其是一種控制電動自行車電機功率的方法。

背景技術

電動自行車的初級階段也被稱作是電動自行車的早期實驗性生產階段，從時間上講，也就是1995年到1999年。這個階段主要是對電動自行車的四大件，電機、電池、充電器和控制器的關鍵技術摸索研究。在研發生產方面主要是以生產企業自發的匯集信息、跟蹤技術、組織市場觀察、小批量的市場試用投放，也使得電動自行車開始進入了消費者的視野，并被他們逐步的認可到接受。從技術層面上來講，早期的電動自行車，新電池充電一次只能行駛大約30公里，電池壽命短，爬坡能力差，容易磨損，而且電機也都是有刷無齒電機，電動自行車已經是節能環保的一種代步工具。

電動自行車最重要的配件是電機，一輛電動自行車的電機基本決定了這輛車的性能和檔次。電動自行車所使用的電機大都是高效稀土永磁電機，其中主要又分高速有刷齒+輪減速電機、低速有刷電機和低速無刷電機三種。電機是將電池電能轉換機械能，驅動電動車輪旋轉的部件。在電動車上使用的電機，其機械結構、轉速范圍與通電形式上有許多種。常見的有：有刷有齒輪轂電機、有刷無齒輪轂電機、無刷無齒輪轂電機、無刷有齒輪轂電機、高磁盤電機、側掛電機等，然而目前電動車對電機功率的控制方法效率低，耗能較多，不夠環保，針對以上，在這里提出一種控制電動自行車電機功率的方法。

發明內容

本發明為解決上述現象，采用以下改性的技術方案，一種控制電動自行車電機功率的方法，包括電動自行車，所述電動自行車包括硬件結構、控制結構和蓄電池，所述硬件結構包括車身、輪轂、轉把和手剎，所述控制結構包括助力傳感器、控制器和電動機，所述電動機設為高效稀土永磁電機，所述電動機是蓄電池電能轉換機械能，驅動電動車輪轂的部件。

作為本發明的進一步優選方式，所述電動機的軸功率與電磁轉矩機械轉速的關系為：PM＝MΩ或Ω＝PM/M，公式中除了給出了電機轉速與軸功率和電磁轉矩間的量值關系以外，電機轉速最終只能通過軸功率或電磁轉矩兩種控制獲得調節，前者簡稱功率控制，后者簡稱轉矩控制。

作為本發明的進一步優選方式，還包括功率控制，功率控制是以軸功率PM為調速主控量，作用對象必然是電樞或偽電樞，電磁轉矩在調速穩態時，取決于負載轉矩的大小，即M＝Mfz，當負載轉矩一經為客觀工況所確定之后，電磁轉矩就唯一地被決定，因此電磁轉矩與調速控制無關，不改變其量值。

作為本發明的進一步優選方式，還包括電磁轉矩控制，電磁轉矩對轉速的作用表現在調速的過渡過程，轉矩的變化是轉速響應滯后的結果，功率控制造成電磁轉矩響應，設電機調速錢的穩態轉速為Ω1，軸功率為PM1,調速后的穩態轉速為Ω2，相應的軸功率變為PM2，由于電磁轉矩M＝PM/Ω,故調速時，電磁轉矩變為，M＝PM2/Ω,由于受慣性作用，在t＝0的調速瞬時Ω＝Ω1，故M＝PM2/Ω1,t＝0時，此時的電磁轉矩將與原來的電磁轉矩M1＝PM12/Ω1不等，轉矩平衡破壞并產生動態轉矩，電機轉速在動態轉矩作用下開始由Ω1向Ω2過渡，其變化規律為，Ω1＝(Ω1-Ω2)e-t/T+Ω2，電磁轉矩則為M＝PM2/(Ω1-Ω2)e-t/T+Ω2,隨著時間增大，動態轉矩減小，直至電磁轉矩與新的負載轉矩平衡,即M＝PM2/Ω2＝Mfz，轉速穩定在Ω2不便，電機調速結束。