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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:杜冠澔
研究生(外文):Guan-hao Tu
論文名稱:電動輔助自行車之動力測試平台之研製
論文名稱(外文):Design and Implementation of Measurement Platform for Pedelec
指導教授:楊銘基楊銘基引用關係
口試委員:蕭名宏尚立人
口試日期:2012-07-13
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:車輛工程系所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:電動自行車電動輔助自行車動力測試平台性能規格量測
外文關鍵詞:Electric bikepedelecperformance measurementtest platform
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環保意識的抬頭,促使電動自行車迅速的發展,但是目前國內並沒有一套專為電動自行車所設計的量測平台系統,能夠滿足電動自行車與電動輔助自行車在開發過程中收集性能規格數據的需要,以及針對法規規範的部分進行量測。因此本文提出一套電動輔助自行車性能規格的量測平台,以因應大部分電動自行車與電動輔助自行車的量測需求。本平台採用前、後輪同動之路面模擬設計,力求符合實際騎乘之狀況。且無論車載動力裝置是前驅式、中置式或後驅式,皆可於本量測平台進行量測。此外,本平台設計一個模擬踩踏裝置,利用馬達動力取代人力踩踏來進行量測,可以減少人力疲乏、施力不均等影響量測之因素。本量測平台利用LabVIEW與DAQ資料擷取裝置,進行性能數據收集與監控。量測結束後,會產成一份性能規格量測報告,紀錄量測過程中所收集到的性能數據與波形圖。此份量測報告之格式相容於Excel軟體,方便平台的使用者對於數據進行分析與比較,達到本平台協助使用者掌握性能規格之目的。

Although Taiwan’s electronic bicycles and pedelec industries grow prosperous, there does not have a specially made measure platform for electronic bike designers to control the details of performance specification. The purpose of this paper is to propose a measure platform for different types of electronic bicycles. An in-house, fixed location platform has been made to simulate on-road driving conditions. The data measured by the platform includes front wheel hub motor drive, back wheel hub motor drive and mid-drive motor drive. More specifically, the platform has three main characters: First, the front and rear wheel rotates in the same speed in order to match real situations. Second, a pedal simulator powered by motor instead of man power is implemented in the platform in order to eliminate possible confounding factors. These confounding factors may decrease the accuracy of measurement, such as human fatigue and the force of uneven. Third, the platform is equipped with monitoring and recording settlements which could help users to monitor the changes during the measurement. Moreover, the data and waveform records can also help users to analysis after measurement. In conclusion, the performance data recorded by the platform could help designers to handle the performance specification.


中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iv
目 錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 4
1.3 內容大綱 5
第二章 電動輔助自行車法規與概況 6
2.1 前言 6
2.2 電動自行車結構與系統 6
2.2.1 電動自行車本體 7
2.2.2 儲能系統 8
2.2.3 動力裝置 10
2.2.4 控制系統 13
2.3 電動輔助自行車發展概況 13
2.3.1 國內電動自行車法規 13
2.3.2 國內電動自行車發展概況 15
2.3.3 國際電動自行車法規 17
2.3.4 國際電動自行車發展概況 21
2.4 自行車之運動方程式 24
2.5 踩踏力分析 27
第三章 動力測試平台設計與實現 30
3.1 系統架構 30
3.2 路面與踩踏模擬系統 31
3.2.1 路面模擬 32
3.2.2 踩踏模擬系統 35
3.3 感知與資料擷取系統 38
3.3.1 感知與資料擷取系統架構 38
3.3.2 電源處理 39
3.3.3 電壓感知器 39
3.3.4 電流感知器 41
3.3.5 速度感知器 42
3.3.6 微控制器 43
3.4 電腦人機介面 45
3.4.1 LabVIEW圖控式程式語言 45
3.4.2 DAQ 資料擷取與訊號輸出 46
3.5 動力測試平台實現 49
第四章 實驗結果 51
4.1 監控系統 51
4.2 動力測試平台操作流程 53
4.3 實驗用電動輔助腳踏車規格 54
4.4 動力測試平台功能驗證 55
4.4.1 電動自行車行駛速度量測驗證 55
4.4.2 車載電池電壓與電流量測驗證 58
4.4.3 踩踏模擬系統功率量測驗證 60
4.5 電動自行車量測實驗 62
4.5.1 煞車安全性驗證 62
4.5.2 電動自行車輔助力測試 65
4.6 固定條件量測實驗 71
4.6.1 定時間量測模式 71
4.6.2 定距離量測模式 74
第五章 結論與未來展望 77
5.1 結論 77
5.2 未來展望 78
參考文獻 79
符號彙編 83
作者簡介 85


[1]宋德,美、歐、日純電動車輛市場概況,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網, 2008。
[2]甘文瑞、魏依玲,綠色環境趨勢下車輛產業轉型之研究,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心, 2001。
[3]呂學隆,“電動二輪車電池供需特性與市場前景”,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網, 2011。
[4]全國法規資料庫,http://law.moj.gov.tw/index.aspx
[5]譚小金,近年來全球電動自行車/機車用電池主流產品為鉛酸電池,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網, 2006。
[6]林維林,電動二輪車用鋰電池市場機會分析,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網, 2009。
[7]捷安特股份有限公司,http://www.giantcyclingworld.com/web/index.php.
[8]戴志朋,摺疊式電動自行車之研究,南台科技大學機械工程研究所, 2007。
[9]林素琴,全球二次電池發展概況,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網, 2009。
[10]王志方,磷酸鋰鐵電池之產業概況,IBT台灣工業銀行, 2008。
[11]蔡伯章,電動機車之無刷直流馬達控制與設計,逢甲大學積體電路與通訊產業研發碩士班,2008。
[12]W. Chlebosz and G. Ombach, J. Junak, “Comparison of permanent magnet brushless motor with outer and inner rotor used in e-bike,” XIX International Conference on Electrical Machines - ICEM, Rome, 2010.
[13] 電動輔助自行車及電動自行車安全檢測基準,http://ebike.runride.com/Documents/電動輔助自行車及電動自行車安全檢測基準.pdf.
[14]國家標準(CNS)檢索系統,http://www.cnsonline.com.tw/.
[15]張惠冠,台灣電動自行車產業現況分析,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2004。
[16]蕭瑞聖,台灣電動自行車市場現況與發展機會,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2004。
[17]台灣區自行車輸出業同業公會,http://www.tbea.org/.
[18]TES電動機車產業網,http://proj.moeaidb.gov.tw/lev/default.asp.
[19]陳忠雄,台灣電動自行車產業未來發展機會,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2004。
[20]陳忠雄,全球電動自行車市場分析,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2004。
[21]EN 15194,https://www.astandis.at/shopV5/Preview.action%3Bjsessionid=2BAF5C90BA67AC5879B8B7B350F15BCE?preview=&dokkey=334158&selectedLocale=en.
[22]道路交通法施行規則,http://law.e-gov.go.jp/htmldata/S35/S35F03101000060.html.
[23]張惠冠,歐洲電動自行車市場分析,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2004。
[24]林維林,歐洲電動二輪車市場分析(上),工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2009。
[25]林維林,歐洲電動二輪車市場分析(下),工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2009。
[26]張惠冠,中國大陸電動自行車銷售一路發,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2004。
[27]陳忠雄,由中國大陸電動自行車發展趨勢對台灣廠商建議,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2004。
[28]戴玉珍,中國大陸電動自行車市場概況,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2004。
[29]戴熒美,中國大陸輕型電動車市場分析,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2011。
[30]蕭瑞聖,中國大陸電動自行車市場分析,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2004。
[31]張惠冠,日本電動自行車產銷概況,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2004。
[32]陳立臻,印度電動二輪車市場成長驅動因素與市場規模預估,工業技術研究院產業經濟與資訊服務中心、ITIS產業資訊服務網,2009。
[33]陳守信,電動輔助自行車之智慧型馬達控制器研製,國立中央大學電機工程學系碩士學位論文,2010。
[34]C. Stone, M. L. Hull, “The effect of rider weight on rider-induced loads during common cycling situations,” Journal of Biomechanics, vol4, NO 28, pp. 365-375, 1994.
[35]M.O. Ericson, R. Nisell, “Efficiency of pedal forces during ergometer cycling,” vol 4, NO 9, pp. 118-122, 1998.
[36]Timing Belts, http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Drive/Timing_belts.html.
[37]Tacx offical website,http://www.tacx.com/.
[38]東煒庭電機有限公司, http://www.twtmotor.com.tw/
[39]Current Transducer HX series datasheet,http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/lem/HX15-P_SP2.pdf.
[40]Current Transducers HY series datacheet,http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/lem/HY15-P.pdf.
[41] dsPIC30F2010資料手冊,http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/70118e.pdf.
[42]R. H. Bishop,LabVIEW 8 實用教程,電子工業出版社, 2009。
[43]P. A. Blume, LabVIEW編程樣式,電子工業出版社, 2009。
[44]NI USB 6009,http://www.ni.com/pdf/manuals/371303m.pdf.
[45]National Instruments 美商國家儀器股份有限公司台灣分公司,http://taiwan.ni.com/.
[46]林俊宏、韓威如、莊智元,LabVIEW硬體介面-DAQ感測器篇(含生理感測),高立圖書股份有限公司,2006。
[47]英仕奇能源科技股份有限公司,http://www.inskey.com.tw/.
[48]輪胎公稱尺寸表,http://www.geocities.jp/jitensha_tanken/tire_size.html.


QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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