一种电动车的轮毂系统及其驱动、制动、电能补充方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动车的轮毂系统，包括电动轮毂装置、电池组和增程系统；所述电动轮毂装置包括电源调制器、减速/变矩装置、轮毂、驱动操控装置和至少一套的电动装置；所述的电动装置包括同轴转体、至少一个定子单元以及至少一个导磁体转子单元；所述同轴转体为一个具有转动轴的环形机械圈；所述转子单元设置于同轴转体上；所述定子单元安装在同轴转体内部且与其相对气隙不大于60mm；所述同轴转体与轮毂同轴设置，电动装置和减速/变矩装置均设置在轮毂内；电源调制器通过驱动操控装置/电磁制动装置获取指令并相应输出时序电流，实现电动轮毂装置的驱动/制动；所述轮毂系统的增程系统为电池组补充电能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动车的动力设计领域，特别涉及一种时序电流控制的电动装置的驱动、制动方法及其配套电动车的增程设计方法。
技术介绍
国内电动自行车市场主流是配用电动轮，这类电动轮实际是将传统设置在轴上的电动机变形在轮毂内，通过机械装置把转矩传递至车圈，使转子绕轴的转臂延长，有利于同功耗增大转矩。狭义轮毂是指与传动轴连接的法兰、轴承座等部分，国内用户更多指的是轮圈，本说明书所述的轮毂涵盖狭义的轮毂和轮圈两部分。电动汽车市场主流使用的电动轮，其结构除轮毂本体外，主要部件一般包括轮毂电机、刹车盘、刹车卡钳、主动悬挂电机、悬架、减震弹簧等，重量远远超出传统的轮毂本体设计；电动汽车对轮毂电机的自重要求较高，电动机如果不能呈倍数减磅，变形为轮毂的技术意义很有限，仅以单位体积的功率密度一项指标衡量，现有运用传统技术设计制造轮毂电动机还有较长的路要走。目前电动车市场在技术发展思路上受到了思想方法的较大局限；例如市场普遍认为电动机技术已发展成熟，为电动车专用设计的电机微乎其微，竞争主要集中在通用材料和人力成本的控制；近年迅猛发展的永磁无刷直流电机，主要由电机本体、位置检测器和电源逆变控制器组成，一般结构为永磁体设置在转子、磁极N/S交替相间排布，若干绕组设置在定子，位置检测器和逆变控制器一起构成电子换向器取代机械接触式换向装置，绕组通电形成旋转磁场而使转子旋转；这种常规设计的明显问题是正弦波变形的近似度控制，其动力供电虽然采用PWQ技术调制，但在控制思想方法上仍受限于电动机内部旋转磁场的传统设计。续行里程短是现阶段电动车的软肋，行业普遍认为在高能量电池进入商用前，靠增加电池数量提升电动车的续行里程不现实，因此目前汽车市场主流是发展油、电双源混合车，其设计思想为：当汽车起步或低速时使用电动机的动力，汽车达到某个速度阀值时变换为使用内燃机的动力，从而降低汽车在起步或低速时因燃油在内燃机燃烧不完全引起的排气污染；其技术基础结构特征为：燃料箱19给内燃发动机系统20提供燃料输出动力；在此传统设计基础上并行增加一套电连接电池组8的电动机系统21，电动机由电池组提供电能输出动力；两路动力通过油、电动力转换装置22共用机械传动系统23，将内燃机或电动机的动力传递到轮毂上，这类双源动力的设计可称之为油、电动力并行系统，其基础结构示意如图1所示。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于克服现有电动车配用轮毂电动机的缺陷，提供一种时序电流控制、机械结构有别于传统设计的电动轮毂装置，同时提供一种基于电动车补充电能的增程技术方案，结构简单，转矩大，工艺容易实现。本专利技术提供的一种电动车的轮毂系统，所述轮毂系统包括电动轮毂装置13、电池组8和增程系统16；所述电动轮毂装置13包括电源调制器1、减速/变矩装置2、轮毂6、驱动操控装置9a和至少设置一套的电动装置3；所述电源调制器包括电源输入端1a、时序电流输出端1b和驱动信号输入端1d，所述的电源输入端电连接电池组8的正负极；所述的电动装置包括同轴转体3e、至少一个定子单元3a以及至少一个导磁体转子单元3b；所述同轴转体为一个具有转动轴的环形机械圈，所述转子单元设置于同轴转体上；所述定子单元安装在靠近同轴转体内缘的固定部位，且定子单元与同轴转体形成的相对气隙3d不大于60mm；所述同轴转体与轮毂同轴设置，电动装置和减速/变矩装置均设置在轮毂内；所述电池组8为可重复多次充电使用的二次电池；所述电源调制器的时序电流输出端电连接定子单元的内部绕组，驱动信号输入端电连接驱动操控装置；所述电源调制器通过驱动操控装置获取用户的行车指令，并于相应时序对定子单元的内部绕组输出电流，使电动装置通过减速/变矩装置对轮毂实现驱动/制动。所述电动装置3的定子单元3a/转子单元3b可在相对同轴转体的部位互为置换设计，配合相关装置设计也可取得电动效果。优选的，本专利技术所述电动轮毂装置的额定功率不超过20KW。优选的，所述电动轮毂装置的电动装置在轮毂内部至少设置一套。所述转子单元3b设置于同轴转体上包括嵌合在同轴转体外缘、内缘或内部以及与同轴转体实行一体化设计制造；转子单元在不影响安装于同轴转体的前提下不限形状；若干个转子单元在同轴转体安装时相间设置，优选均匀排布。优选的，所述电动轮毂装置13的减速/变矩装置2为若干齿轮组合而成，其传动输入端与同轴转体3e机械固连，其传动输出端与轮毂6机械固连；减速/变矩装置可独立设置，或与同轴转体或轮毂一体化设置。优选的，所述电动轮毂装置13的减速/变矩装置2设置于同轴转体与轮毂之间，并与同轴转体3e同轴设置。优选的，所述定子单元3a由至少一组良导线环绕磁介质材料的磁芯而成，其内部线圈绕组可任意串联、并联连接，或通过不同绕组之间引出中间抽头组成多线外接回路；对外电连接的方式可以为两线或多线构成的回路；优选的，所述定子单元的绕芯排布或若干个组合，以其内部绕组通电穿过气隙3d的磁通量获得最大值为优选。优选的，所述电动装置3还包括传感装置，所述传感装置包括若干能感应所述转子单元3b与定子单元3a相对位置的传感单元3c；所述传感单元与所述电源调制器的传感信号输入端1c电连接；所述电动轮毂装置至少在同轴转体的内部或外部设置一传感单元；优选的，所述传感装置还包括定子单元的内部绕组，所述内部绕组包括环绕定子单元磁芯的绕组以及由若干定子单元绕组之间串联而成的多线外接回路。优选的，所述电动轮毂装置13还包括电磁制动装置9b，所述电源调制器1还包括制动信号输入端1e，其电连接电磁制动装置，通过电磁制动装置获取用户的刹车指令并于相应时序对电动装置的定子单元的绕组输出电流。所述驱动操控装置9a可设置为常规旋转把手式、推拉式操纵杆或其他任意手动控制方式，包括外置为遥控。本专利技术所述轮毂系统的增程系统16包括逻辑充电装置17和电能补充装置18；所述逻辑充电装置的输入端17a电连接电能补充装置，其输出端17b电连接电池组8的正负极；所述增程系统在设定的逻辑工作状态为电池组补充电能。优选的，所述增程系统16的电能补充装置18为材料任意的一次电池与控制装置组合而成，所述的控制装置至少包括一次电池启动装置；优选的，所述增程系统16的电能补充装置18为内燃发电机与控制系统装置组合而成；所述的内燃发电机至少包括内燃机和发电机，所述的控制系统装置至少包括燃料箱19和内燃机启动装置；所述内燃机的燃料任意；更优选的，所述增程系统16的电能补充装置18由一次电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动车的电动轮毂系统，其特征在于，所述电动轮毂系统包括电动轮毂装置(13)、电池组(8)和增程系统(16)；所述电动轮毂装置包括电源调制器(1)、减速/变矩装置(2)、轮毂(6)、驱动操控装置(9a)和至少设置一套的电动装置(3)；所述电源调制器包括电源输入端(1a)、时序电流输出端(1b)和驱动信号输入端(1d)，所述的电源输入端电连接电池组的正负极；所述的电动装置(3)包括同轴转体(3e)、至少一个定子单元(3a)以及至少一个导磁体转子单元(3b)；所述同轴转体为一个具有转动轴的环形机械圈，所述转子单元设置于同轴转体上；所述定子单元安装在靠近同轴转体内缘的固定部位，且定子单元与同轴转体形成的相对气隙(3d)不大于60mm；所述同轴转体与轮毂同轴设置，电动装置和减速/变矩装置均设置在轮毂内；所述电池组(8)为可重复多次充电使用的二次电池；所述电源调制器的时序电流输出端电连接定子单元的内部绕组，驱动信号输入端电连接驱动操控装置；所述电源调制器通过驱动操控装置获取用户的行车指令，并于相应时序对定子单元的内部绕组输出电流，使电动装置通过减速/变矩装置对轮毂实现驱动/制动。

【技术特征摘要】
1.一种电动车的电动轮毂系统，其特征在于，所述电动轮毂系统包括电动轮毂
装置(13)、电池组(8)和增程系统(16)；所述电动轮毂装置包括电源调制器(1)、
减速/变矩装置(2)、轮毂(6)、驱动操控装置(9a)和至少设置一套的电动装置(3)；
所述电源调制器包括电源输入端(1a)、时序电流输出端(1b)和驱动信号输入端(1d)，
所述的电源输入端电连接电池组的正负极；所述的电动装置(3)包括同轴转体(3e)、
至少一个定子单元(3a)以及至少一个导磁体转子单元(3b)；所述同轴转体为一个
具有转动轴的环形机械圈，所述转子单元设置于同轴转体上；所述定子单元安装在
靠近同轴转体内缘的固定部位，且定子单元与同轴转体形成的相对气隙(3d)不大
于60mm；所述同轴转体与轮毂同轴设置，电动装置和减速/变矩装置均设置在轮毂
内；所述电池组(8)为可重复多次充电使用的二次电池；
所述电源调制器的时序电流输出端电连接定子单元的内部绕组，驱动信号输入
端电连接驱动操控装置；所述电源调制器通过驱动操控装置获取用户的行车指令，
并于相应时序对定子单元的内部绕组输出电流，使电动装置通过减速/变矩装置对轮
毂实现驱动/制动。
2.根据权利要求1所述的轮毂系统，其特征在于，所述减速/变矩装置(2)包
括若干齿轮组合，其传动输入端与同轴转体(3e)机械固连，其传动输出端与轮毂
(6)机械固连；减速/变矩装置独立设置，或与同轴转体或轮毂一体化设置。
3.根据权利要求1所述的轮毂系统，其特征在于，所述定子单元(3a)由至少
一组良导线环绕磁介质材料的磁芯而成，其若干个组合得到的绕组之间通过串联或
并联连接，或通过不同绕组之间引出中间抽头组成多线外接回路。
4.根据权利要求1所述的轮毂系统，其特征在于，所述电动装置(3)还包括
传感装置，所述传感装置包括若干能感应所述转子单元(3b)与定子单元(3a)相
对位置的传感单元(3c)；所述传感单元与所述电源调制器的传感信号输入端(1c)
电连接；所述电动装置至少在同轴转体的内部或外部设置一传感单元。
5.根据权利要求4所述的轮毂系统，其特征在于，所述电动装置(3)的传感
装置还包括定子单元(3a)的内部绕组，所述内部绕组包括环绕定子单元磁芯的绕
组以及由若干定子单元绕组之间串联而成的多线外接回路。
6.根据权利要求1所述的轮毂系统，其特征在于，所述电动轮毂装置(13)还
包括电磁制动装置(9b)，所述电源调制器(1)还包括制动信号输入端(1e)，其电
连接电磁制动装置(9b)，通过电磁制动装置获取用户的制动指令并于相应时序对电
动装置的定子单元(3a)的内部绕组输出电流。
7.根据权利要求1所述的轮毂系统，其特征在于，所述增程系统(16)包括逻
辑充电装置(17)和电能补充装置(18)；所述逻辑充电装置的输入端(17a)电连
接电能补充装置(18)，其输出端(17b)电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘粤荣，刘通，
申请(专利权)人：南京蒙奇智能科技有限公司，刘粤荣，
类型：发明
国别省市：江苏;32