Elcykel – Regenerering med BLDC-motor och DC/DC-omriktare

7 SLUTSATS OCH FÖRSLAG PÅ FORTSATT ARBETE
I arbetet har det visats att en återladdningskrets i form av en DC/DC-omriktare tillsammans
med de befintliga komponenterna på elcykeln kan möjliggöra regenerering under färd. För att
möta uppsatta krav om användarvänlighet kan en 2-polig strömbrytare användas för att
cyklisten smidigt ska kunna växla mellan regenerering och drift. Detta genom att den ena
polen på strömbrytaren styr signalen till styrboxens ingång för elcykelns bromshandtag
samtidigt som den andra polen styr enable-signalen till kontrollkretsen.
Att verkningsgraden som visas i kapitel 6.1 för kretsen med intern styrning ligger 5-10% lägre
än den som visas i kapitel 6.2 för kretsen med extern styrning, beror delvis på att
kontrollkretsen förbrukar effekt. Men troligtvis också på att olika transistorer användes. De
transistorer som från början köptes in till kretsen gick sönder och var därför tvungna att
ersättas. När mätningarna på kretsen med extern styrning genomfördes fanns transistorerna
åter tillgängliga. Beslut togs då om att använda dessa transistorer, eftersom syftet med
mätningarna var att visa hur återladdningskretsen med intern styrning skulle ha kunnat
fungera med de avsedda komponenterna.
För att få en mer komplett bild av vad regenereringen innebär för cyklisten måste hela
systemet, elcykelns komponenter och återladdningskretsen, kopplas ihop och testas
tillsammans. I arbetet visas att verkningsgraden för återladdningskretsen i bästa fall kan hållas
över 90% för regenerering i större delen av intervallet 10-50 km/h. Detta betraktas av
författarna som en tillfredställande hög verkningsgrad. För att lösa problemet med
värmeutvecklingen i återladdningskretsen vid lägre hastigheter kan underspänningsskyddet
höjas så att kontrollkretsen startas först vid till exempel U in =15 V, det vill säga vid ca 15
km/h. Alternativt kan strömmen, I utmax , sänkas så att batteriet laddas med mindre effekt, vilket
också är en lösning ifall cyklisten anser att regenereringen orsakar en allt för stor
inbromsning. I det kompletta systemet tillkommer förutom förlusterna i återladdningskretsen
förluster i motorn, trefaslikriktaren (i styrboxen) och batteriet. Först när hela systemet har
satts ihop kan momentet som krävs på cykelns hjul för att ladda batteriet vid de olika
hastigheterna bestämmas. Då kan även verkningsgraden för hela systemet bestämmas, det vill
säga hur stor del av den rörelseenergin som tas upp på hjulet som kan omvandlas och lagras
som elektrisk energi i batteriet. Vad som kan vara ännu mer intressant att undersöka är hur
mycket av rörelseenergin som tas upp under regenereringen, lagras i batteriet och sedan
genom drivsystemet kan återföras i form av rörelseenergi till hjulet.
Innan systemet kan kopplas ihop och ovan nämnda undersökningar genomföras, återstår ett
fortsatt utvecklingsarbete av återladdningskretsen. Det kan vara intressant att fortsätta med
utveckling av både kretsen med intern styrning och den med extern styrning.
När det gäller utvecklingen av den första kretsen finns troligtvis de största möjligheterna till
förbättring i designen av kretskortet. Kretsen fungerade trots allt tillfredställande i buckmode
och även om inte kretsen kunde lastas nämnvärt i buckboostmode reglerades spänningen
korrekt vid mycket liten last. Layouten bör göras om med högre krav på minskade avstånd
mellan effektkomponenterna. Även positioneringen av strömlooparna och jordledarna på
kortet måste göras bättre. Kanske är switchfrekvensen på 300 kHz onödigt hög med tanke på
förlusterna som följer. Det är möjligt att en lägre switchfrekvens kan väljas och ripplet ändå
kan hållas nere med större utgångskondensatorer. Nämnas bör också att den övre gränsen av
U in som under konstruktionen sattes till 50 V inte innebär att återladdningskretsen går sönder
25