量再生方法原理是先将电动自行车制动或减速时的部分机械能转化为电能存储在电池中，同时产生定的负荷阻力使电动自行车速度降低当电动车再次起动或加速时再生系统又将存储的能量再次转化为电动自行车行驶时所需要的动能。这样就可以提高次充电的续行距离，避免了不必要的能量损失。有关电动自行车的概念什么是电动自行车电动自行车是以电池作为辅助能源，具有两个车轮，能实现人力骑行电动或电助动功能的特种自行车。它虽然具有普通自行车的外表特征，但更主要的是，它是在普通自行车的基础上，安装电动机控制器电池转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电体化的个人交通工具。电动自行车的种类电动自行车以其驱动力性质整车结构及电动机驱动方式的不同，可以分成以下三种类型按驱动力性质分有电动型和助力型两种。按整车结构分有两轮三轮电动轮椅三种。按电动机形式及驱动方式分有直驱车轮的轮毂式直流电动机中轴链式驱动的柱式直流电动机电动箱式驱动的柱式和盘式直流电动机。电机由于电动自行车要求的功率较小，所带有的能源有限，故希望电机的驱动系统的体积小功率高，而其中以直流电机最为合适。目前，电动自行车所使用的电机大多数为有刷直流电动机，但是随着技术的进步与电子元件成本的不断下降，无刷直流电机将成为今后电动自行车的发展主流。有刷直流电机电动自行车上使用的有刷直流电机主要有两种是印制绕组电机，二是绕线盘式电机。前者的应用较后者多点。有刷直流电机的优点是控制系统简单，成本较低，过载能力强，但需要换向器整流子，影响电机的效率。有刷直流电机又可以分为有齿和无齿两种。有刷有齿电机是种高速电机，所谓有齿就是通过齿轮减速机构，将电机转速降低国家标准规定电动自行车的转速不超过。由于高速电机通过齿轮减速，其特点是骑车者的感觉动力较强，而且爬坡的能力较强。但是电动轮毂是封闭的，只是在出厂前加注了润滑脂，用户很难进行日常保养。而且齿轮本身就有机械磨损，年左右因为润滑不足导致齿轮磨损加剧，噪音增大，影响电机和电池的寿命。另种是有刷无齿电机，这是种外转子式电动机，没有齿轮减速机构，直接采用低速输出，消除了齿轮噪音，其电机输出转矩较有刷有齿电机要小，故动力性能和爬坡性能相对要弱些。但运行安全，电刷磨损小噪音小这是他的优点。无刷直流电机无刷直流电机由于没有电刷，不需要齿轮减速，从根本上消除了电刷磨损和齿轮磨损，不存在定期更换电刷，而且噪音很小。因此，他无干扰寿命长效率高运行可靠维护简单，且转速由于不受机械换向的限制，可在宽广的范围内平滑调速，与有刷直流电机相比成本低，但是控制系统复杂成本高。无刷直流电机就起结构而言，是由电动机本体转子位置传感器以及电子电路换向组成。电动自行车上采用的是无刷电动轮毂电动机般制成多相，如采用三相，它的电枢放在定子上，永磁磁极位于转子上。反映电动机定转子位置传感器输出信号，通过定子换向电路去驱动与电枢绕组联接的相应的功率器件，使电枢绕组依次馈电，从而在定子上产生个跳跃式旋转磁场，拖动永磁转子旋转。随着转子位置的旋转，位置传感器通过电子换向线路不断的送出信号，以改变电枢绕组的通电状态，保证在定的范围内定子磁场与转子磁场成正交关系，保持转矩连续不断的产生，输出机械功率，从而实现了无接触式电磁换向。我国电动自行车用无刷直流电机的研制和生产厂家有上海微电机研究所浙江卧龙集团等。今后二合轮毂式无刷直流电机和无位置传感器无刷直流电机是电动自行车车用电机的发展方向。电池电池是电动车的动力源，电池质量直接影响电动自行车的行驶里程和寿命。目前电池选用的是铅酸电池镍镉电池镍氢电池等。镍镉电池属碱性电池，我国产量较大，主要生产厂家有深圳比迪亚有限公司和上海电池厂等。镍镉电池可以快速充电，其过充过放电性能均好，循环寿命较长，达次。但它的价格是铅酸电池的倍，而且旧电池得不到很好的回收，会因重金属镉造成严重的污染。常用的是，重量，次充电续行里程，按标准的放电，寿命约次。控制器控制器是电动自行车的驱动系统，它是电动自行车的大脑。其主要的作用是提高电机和蓄电池的效率节省能源保护电机及蓄电池以及降低电动自行车在受到破坏时的损伤程度。电动自行车常用的无刷直流电机的控制器的目的是有两种类型是采用专用集成电路制作的控制器另种是采用单片机为控制器件的控制器。前者针对无刷电机的控制要求，将控制逻辑集成在芯片内，般该类控制器称为模拟控制器后者采用单片机，用编程的方法来模拟无刷电机的控制逻辑，其特点是使用灵活，通过修改程序可以适应不同规格的无刷电动机，增加功能方便，如果电机缺相保护，堵转保护，添加力矩传感器，可以根据不同的电机进行结构的优化以达到良好的匹配等，通常将此类控制器称为数字式控制器。但无论是数字式还是模拟式控制器，其工作原理大致相同用电子控制代替电刷控制线圈电流换向，根据电机内的位置传感器信号，决定换向的顺序和时间，从而决定电机的转向和转速。电动自行车整车参数的设计在设计前先将文章中计算需要的数据假定如下整车质量重力加速度滚动阻力系数人重减少旋转磁场的频率，则同步磁场的转速也会降低，则抓差率的下降速度不致很快，从而使充电电流的下降趋势变缓。永磁无刷直流电机能量回馈制动原理从制动的角度来说，只要使电机的电枢电流反向就可以实现。实现电流反向最简单的方法是使电源极性反接，也就是在电机正转过程中，控制逆变器的开关管，通入和电势反相的方波电流。虽然这种方式可以产生制动性质的电磁转矩，但并不能将能量回馈到电源，如果控制不好，还可能使电机反转在低速时。电动自行车电气制动显然不能这样简单地采用电源极性反接的方式。电动自行车电气制动具有特殊的要求由于电池能量有限，因而要求将制动的能量回馈到电池，且要求回馈的效率尽量高能够有效地控制充电电流的大小，以满足电池特性的要求能够有效地控制制动转矩的大小，使电动自行车能够很好地控制制动速度的快慢。电磁制动，同时这里采用了种称为低速能量回馈制动的电气制动方式。低速能量回馈制动在电机转速低于额定转速时可实现向电源回馈能量，这种控制方式制动效果较好，能量回馈效率高，控制方便安全，是种良好的电气制动方式。电动自行车在运行中回馈有两种方式。下坡时为防止速度过高的制动控制方式。当自行车下坡时带动电机作发电运行，电机三相线电压经各二极管整流后对电池充电，同时电机的力矩对自行车起制动作用。设蓄电池的空载额定电压，取电动状态下理想空载每相电势为式当转速进步提高时电机过渡到发电状态。近似的认为相电压为正弦波，其最大值为，经整流后电压为向电池充电必须，即具体分析电动自行车在平地或上坡时行驶，负载转矩起阻碍作用下坡时，负载转矩相反，变成帮助电动车往下行驶。在制动转矩和负载转矩的共同作用下，转速加快。到达理想空载转速时，制动转矩为零，但负载转矩小于零，即其与转速方向相同，在负载转矩作用下，电机继续加速，越过理想空载转速继续加速。这时制动转矩反向并逐渐增大，最终达到等于负载转矩数值，电动车恒速下移。从转数大于理想空载转速后，电机过渡到发电状态。近似地认为相电压为正弦波。经过整流后电压，再生制动力矩的产生需要电机转速高于理想空载转速。故增加励磁可控制制动力矩，降低车速。驱动电机不超过最高转速时的减速制动控制方式。即低速回馈制动，其目的在于在电机转速低于空载转速时，把自行车的动能转化为磁能存储在电感中，再通过逆变器作用，自行车的动能及前期存储在电感中的磁能起转化为电能，通过电感升压作用，向蓄电池回馈能量。同时由于电机电流方向在整个周期内与电动运行时相反，故可得到制动性电磁转矩，实现自行车的电气制动。低速能量回馈制动只对处于相同半桥上的个元件如有开关动作，而另半个桥上的个元件则总是截至的。以对下半桥进行控制为例，当相反电势处于正向最大的度的区间内，对该相的下桥臂开关元件进行控制，则可以产生可调的制动电磁转矩。本控制原理是升压斩波器原理。以为正，为负的度电角度区间段为例，也就是电动状态时的的导通区间，此时对进行控制。当导通时，反电势通过，将能量存储到电机绕组中，其等效电路如图所示，此时，绕组内的电流方向与反电势方向相同，因而是制动性质的。关断时，其等效电路如图所示，电机绕组中的电流经及电池续流，向电池充电，电机绕组中的能量回馈到电池。图是将图和图合并起来的完整的等效升压变换电路，图是图的简化。由升压斩波器的原理可知，充电电流越大，占空比越大充电电流也越大。因此，在反电势定的条件下，调节功率开关器件的占空比，就可以控制充电电流的大小。导通时的等效电路关断时的等效电路斩波时的等效电路斩波时的简化等效电路图低速能量回馈制动原理图从低速能量回馈制动的原理可以看出，电机仍然工作在两相导通状态，只是电流方向和原来相反，因而工作在制动状态。同时，低速能量回馈还具有下列特点可以实现能量的回馈可以调节占空比，可以控制充电电流以及制动转矩的大小制动转矩和反电势成比例，当电机转速下降时，制动的作用将减弱采用这种控制方式产生的转矩只可能为制动性质，也就是说，反电势的方向决定了制动转矩的方向，电机在这种情况下不可能反转。因此，这种低速能量回馈制动的方式适合于电动自行车制动。具体分析逆变桥个功率开关元件中只有处于相同半桥上的个元件有开关动作，另半桥上的个元件则处于截止状态。通过在管脉宽调制时，分析个周期内电流与能量关系图电机控制原理图如上图由,所示导通时，从如下等效图得回路电压方程图回馈制动导通时的等效电路式式中为个开关周期内包含，绕组的回路电流。忽略电阻消耗则存储在电感中的能量为式在期间由动能转化得到磁场能量。在时，截止，从如下等效图得图回馈制动截止的等效电路回路电压方程为式截止期间，蓄电池吸收能量为式上式等式右边第项是经电机电磁功率作用而转化为电能的自行车动能，第二项为电感在同时间释放的磁场能量，故电磁释放的磁能式设稳定运行，吸收的能量等于内释放的能量，即式由上式是有可能的，故选择好定的需求，可实现能量回馈。结论随着世界能源与环境问题的日益突出，人们对节能环保电动自行车的研发不断深入。电动自行车在这样的背景下逐步展现活力。本文研究了电动自行车的发展状况，电动自行车驱动系统动力电池充放电性能电动自行车动力性能及续驶里程。通过本文的研究得到以下经验与结论对电动自行车传动系统的数学模型进行了研究，主要介绍了电动自行车整车行驶的数学模型直流电动机的性能蓄电池的模型并进行了较为深入的研究。通过研究我们可以知道电驱动车型设计是可行的。动力性好并且通过控制优化可以得到明显改善动力系统，总效率也有提高。蓄电池成本低，技术成熟，在现阶段更为使用。在我国有将近亿人口以自行车代步，自行车的市场非常大，随着我国城市规模的迅速扩大及农村道路的日益改善，长期依靠脚踏自行车的人们将会把目标转向电动自行车，再加上燃料电池太阳能电池的日益完善，将使得电动自行车行业蓬勃发展。