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研究生: 謝易修
Xie, Yi-Xiu
論文名稱: 具舒適度之再生剎車策略應用於電動滑板車
Regenerative braking system considering braking comfortability improvement for electric scooters
指導教授: 蔡明祺
Tsai, Mi-Ching
共同指導: 陳盛基
Chen, Seng-Chi
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2021
畢業學年度: 109
語文別: 中文
論文頁數: 89
中文關鍵詞: 具舒適度之再生剎車分段函數電動滑板車減速曲線急動度
外文關鍵詞: Regenerative braking with comfortability, Piecewise function, Electric scooters, Deceleration curve, Jerk
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  • 再生剎車廣泛被應用在車輛系統,一般兩輪電動車所採用的再生剎車命令為一固定電流,此方法容易造成剎車開始及停止瞬間產生較大的頓挫感,使騎乘者感受到不舒適。因此為改善傳統再生剎車的缺點,本文基於分段函數概念提出具舒適度之再生剎車策略,並將其應用於電動滑板車系統。文中首先說明磁場導向控制驅動法的原理,並進一步分析馬達驅動、再生剎車、反接剎車三種模式的等效電路,透過等效電路推得再生剎車電流命令限制曲線。為了將再生剎車應用於電動滑板車系統,本文將其電流命令限制曲線與剎車拉桿結合,利用拉桿按壓得知所需再生剎車命令,並輸入至馬達驅動器中執行提出策略,實現比傳統更為平滑的減速曲線。最後利用HIL硬體在環迴路與電動滑板車馬達測試平台,驗證本文提出具舒適度之再生剎車策略,相較傳統方法可使急動度變化更為平穩,且根據不同斜率值調整,可產生多種效果的減速曲線。

    Regenerative braking is widely used in electric vehicles. The regenerative braking commands used in two-wheel electric vehicles usually are fixed current commands, which would cause a greater sense of jerk at the start and stop of the brake and that bring uncomfortableness to riders. In order to improve the drawbacks of the traditional regenerative braking, this paper proposes a regenerative braking strategy with the consideration of comfortability based on the concept of piecewise function and then further develops its application on electric scooters. In addition, the current command limit is combined with the brake lever for adopting regenerative braking to the vehicle system. By pressing the lever, the required regenerative braking command can be obtained and transmitted to piecewise function to achieve smoother deceleration curves. Finally, the experimental results show that the proposed regenerative braking strategy can indeed improve the braking comfortability during the scooter speed deceleration. Compared with the traditional method, the proposed design can have steadier jerk changes by adjusting slope values in accordance with different deceleration curves.

    中文摘要 II ABSTRACT III 誌謝 XI 目錄 XIII 表目錄 XVII 圖目錄 XVIII 符號表 XXIII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機及目的 3 1.3 文獻回顧 5 1.3.1 電磁剎車分類 5 1.3.2 六步方波的馬達驅動及再生剎車模式 7 1.3.3 考量舒適性之再生剎車方法 11 1.4 論文架構 14 第二章 磁場導向控制之馬達驅動及剎車模式原理 16 2.1 三相永磁同步馬達等效模型 16 2.2 磁場導向控制原理分析 19 2.2.1 磁場導向控制簡介 19 2.2.2 磁場導向控制公式推導 20 2.2.3 三種模式之馬達等效電路分析 22 2.2.4 再生剎車電流命令限制推導 25 2.3 空間電壓向量調變應用於三相變頻器分析 27 2.3.1 空間電壓向量調變 27 2.3.2 馬達變頻器等效電路分析 28 第三章 具舒適度之再生剎車策略 36 3.1 滑板車之動態系統建模 36 3.1.1 滑板車受力分析 36 3.1.2 滑板車車體動態模型分析 38 3.1.3 電動滑板車系統等效方塊圖分析 40 3.2 具舒適度之再生剎車系統配置 43 3.2.1 剎車拉桿配置與磁場導向控制 43 3.2.2 分段函數應用於再生剎車電流命令 45 3.2.3 加入拉桿按壓調變 48 第四章 實驗平台設計與配置 51 4.1 電動滑板車馬達參數規格 51 4.2 線性插值法實現霍爾角度補償技術 52 4.2.1 馬達反電動勢波形與霍爾訊號 53 4.2.2 三相電流特徵表示對應霍爾角度資訊 55 4.2.3 角度補償結果驗證 59 4.3 驗證能量回收的系統設計與配置 60 4.3.1 自製驅動器設計與配置 60 4.3.2 電動滑板車馬達測試平台設計與配置 69 4.3.3 驗證能量回收的系統實驗流程 72 第五章 實驗成果分析及討論 75 5.1 HIL硬體在環迴路實驗流程 75 5.2 HIL與電動滑板車馬達測試平台實驗結果 77 5.3 具舒適度之再生剎車策略應用於四種用車動作 81 5.3.1 四種用車動作操作流程 81 5.3.2 四種用車動作於HIL實驗結果 83 第六章 結論與未來建議 85 6.1 結論 85 6.2 未來建議 86 參考文獻 87

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    下載圖示
    2026-08-23公開
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