臺灣博碩士論文加值系統

前能源危機與溫室效應影響下，替代能源-電能更是明星替代方案。發展電動車是世界各國重點產業，電動車的發展隨著電子元件與材料科技的進步越來越發達，效率與體積逐漸符合現代要求。本文探討助動車之動力模組設計，利用自行設計的扭力感知器、專用無刷馬達與電子控制電路板、整合於一個專用設計的機殼，放置於自行車下方，以期達到高續航力、省力、保持腳踏騎乘的樂趣，實驗則是研究可撓曲扭力感知片的線性關係、專用無刷馬達與一般工業用無刷馬達的比較、模組踏力與張力的比對實驗，驗證動力模組設計的可行性。

Currently under the influence of the energy crisis and global warming, alternative energy – electric power is the best replace methods. Development of electric cars is the focus of the industrial countries in the world, With the development of electric cars, more and more developed electronic components and advanced materials technology, efficiency and volume gradually to meet modern requirements. The modular design of scooters, the use of self-designed torque sensors, special brushless motor and electronic control circuit board, integrated into a purpose-built chassis, placed on the bike below, in order to achieve high endurance, effort, keep feet Riding riding fun.Experimental research on flexible pressure is a linear relationship between perception of film, special brushless motors and brushless motors for general industrial use of the comparison, the module power and tension than riding on the experiment to test the feasibility of modules.

目 錄

中 文 摘 要.........I
英 文 摘 要........II
誌 謝 .......III
目 錄 ........IV
圖目錄 .......VII
表目錄 .........X
第一章 緒論................1
1.1 前言 ................1
1.2 文獻回顧 .............2
1.3 研究動機 .............4
1.4 內容大綱 .............5
第二章 動力模組零件介紹......6
2.1電動自行車定義與特性......6
2.2 無刷直流馬達............8
2.2.1無刷馬達構造要素........8
2.2.2無刷馬達作動簡介.......10
2.2.3馬達動態方程式.........12
2.2.4無刷馬達之特性曲線與選用.....14
2.3 電動助行車控制器........15
2.3.1控制器構造介紹.........15
2.3.2無刷馬達驅動電路.......16
2.3.3電動助動車功能區與電池輸入區..21
2.4 電池 .................24
2.5 扭力感知器.............25
2.5.1接觸式感知器..........26
2.5.2 非接觸式感知器.......27
第三章 模組設計與控制流程規畫....28
3.1 模組設計.............28
3.1.1 助動車專用無刷馬達設計.....30
3.1.2 助動車專用控制板設計.......32
3.1.3 扭力感知器選用設計.........36
3.1.4 鋰電池選用設計說明.........38
3.2 模組內部設計...............40
3.2.1 扭力感知器設計說明.........43
3.3 控制流程設計...............44
第四章 實驗規畫與驗證...........50
4.1 可撓曲扭力感知器的壓力-電壓的實驗..........50
4.2 助動車專用無刷直流馬達正反轉的轉速-扭力實驗.52
4.3模組實際負載力-電壓、踏力-電壓實驗..........56
第五章 結論與未來展望.........................61
參考文獻.....................................64


圖目錄

圖1.1 使用於助力型電動車之曲柄扭力感應器......3
圖1.2 PANASONIC助動車實體圖...............4
圖2.1 無刷馬達結構圖.......................9
圖2.2 兩相無刷直流馬達電路圖...............11
圖2.3 無刷馬達特性曲線圖...................14
圖2.4 PWM電路比較訊號.....................16
圖2.5 延遲電路............................17
圖2.6 驅動IC與電力開關元件.................17
圖2.7 開關在六個步驟的切換圖................18
圖2.8 馬達控制流程.........................19
圖2.9 霍爾元件輸出訊號與驅動訊號的關係圖......20
圖2.10 120°矩形波驅動通電方式與轉換順序圖.....21
圖2.11 助動車1:1之比例控制曲線圖.............22
圖2.12 接觸式感知器設計.....................26
圖2.13 非接觸式感知器設計...................27
圖3.1 電動助動車架構圖.....................30
圖3.2 助動車專用無刷直流馬達爆炸圖..........31
圖3.3 馬達實體圖..........................32
圖3.4 控制板正面圖........................33
圖3.5 控制板背面圖........................33
圖3.6 AVR單晶片控制流程圖 .................35
圖3.7 可撓曲扭力感知片實體圖................36
圖3.8 FLEXIFORCE電路圖....................37
圖3.9 鋰電池實體圖.........................39
圖3.10 助動車動力模組3D圖面..................41
圖3.11 助動車動力模組內部零件圖..............42
圖3.12 扭力感測器設計圖.....................42
圖3.13 扭力感知器內部放大圖 ..................43
圖3.14 助動車控制流程.......................44
圖3.15 控制與驅動法則的軟體功能流程圖.........45
圖3.16 程式控制方塊圖.......................46
圖3.17 斜坡道路控制方塊圖...................46
圖3.18 動力修正係數與速度關係................47
圖3.19 陡斜坡動力修正係數與速度關係...........48
圖3.20 緩斜坡動力修正係數與速度關係...........48
圖3.21 道路改變與驅動力改變關係圖............49
圖3.22 車輛速率與人工動力判定輔助動力之定時圖..49
圖4.1 扭力感知器做動說明...................52
圖4.2 馬達正轉T-N曲線圖.....................53
圖4.3 馬達反轉T-N曲線圖.....................54
圖4.4 禁錮端扭力計放置圖....................56
圖4.5 踏力端扭力計放置圖....................57
圖4.6 壓力感測片與三用電表連接圖.............57
圖4.7 負載力對扭力數列......................58
圖4.8 負載力對電壓數列......................59
圖4.9 踏力對電壓數列........................59
圖5.1 助動自行車模擬圖片....................61
圖5.2 助動車模組鍊輪側圖片..................62
圖5.3 助動車模組馬達側圖片..................63

表目錄

表2.1 歐美規車與日規車特性....................6
表2.2 電動自行車國家標準......................7
表2.3各種電池性能比較........................25
表3.1 輪毂式馬達與中置式馬達比較表.............29
表3.2 可撓曲扭力感知片規格....................37
表3.3 鋰聚合電池規格一.......................39
表3.4 鋰聚合電池規格二.......................40
表4.1 壓力-電壓數據..........................50
表4.2 壓力-電壓圖表..........................51
表4.3 馬達正轉數據 ..........................53
表4.4 馬達反轉數據 ..........................54
表4.5 工業馬達特性規格.......................55
表4.6 負載力、踏力與電壓相對實驗數據..........58

參考文獻:
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