电动自行车刹车历史演变和个人最近调试成果

只看该作者 · 2023-1-31 10:36

本帖最后由小泥鳅的成长于 2023-1-31 10:50 编辑

#申请原创# 电动自行车刹车历史演变和个人最近调试成果
电动两轮车上的刹车功能，经过长时间的发展已经由单纯的刹车断电演变成断电的同时还需要把动能转换成电能反冲回电池，以增加续航里程。随着滑板车的兴起，刹车被赋予更多的功能。在滑板车上目前一些制造商把机械刹车逐渐改为电子刹车。这就要求电子刹车需要做到在速度高惯量大的情况下实现短距离迅速刹停。这对电子刹车提出了更高的控制要求。
笔者最近在调试相关的软件功能，在此也记录一下每种刹车方式的区别和历史演进以及目前个人最新的调试成果。也希望有更多的技术大拿一起讨论，给小弟一些新的技术灵感。
1：硬件开发平台：凌鸥088MCU12管控制器

2：原理图设计

3：测试结果展示
紫色波形代表相线电流
黄色波形是刹车信号（低电平有效）
接下来我就从最初始的功能开始展示测试结果：

上图是最原始的刹车功能，控制器接收到刹车信号后，经过处理直接关闭驱动管，让车子自由滑行。随着更多需求的提出，开始出现反充电功能，于是出现了短下管的刹车方式。

上图为短下管方式，实现了动能转换成电能的功能，但是此方法有比较明显的弊端，容易损坏驱动管，随着技术的发展，反推的方式孕育而生。

上图为Q轴负电流闭环反推方式波形，此方式可以有效解决短下管烧管子的问题，但是如果处理不好，在空载刹车快停下时可能会发生电机反转的情况，PI参数不合适的情况下也会有刹车力度上升慢的情况。为了解决这些问题可以适当改变一点思路。Q轴电流不进行闭环处理且Q轴的电压给与最小幅值限制，已解决反转和力度上升慢的问题。

上图即为Q轴开环且Q轴电压给与最小幅值限制的刹车波形，从图中可以看出，电机被迅速刹停，而且实际观察电机不会出现反转的情况。这种方法基本可以满足所以两轮车的刹车需求。但是随着滑板车的兴起，对刹车距离提出了更高的要求，再用此方法就有点力不从心。我目前的做法是把D轴的电流控制也加入进来。实现更短的刹车距离。

上图是我目前最新调试的刹车性能，加入了D轴电流控制的刹车波形，从图中可以看出刹车的反充电流比没有加入的要大，由于是空载测试，刹停时间上看不出什么区别，实际上车测试中本人亲测刹车距离有比较好的提升，原先25公里时速的刹车距离在9米左右，优化后可以刹车距离可以做到6米甚至更短，满足客户要求的7米之内。
总结，最初简单的一个刹车功能在不断赋予新的功能后变得越来越复杂丰满，相信在以后的发展中还会有新的要求提出，后续有新的进展笔者也会持续更新。