一种电动装置、电动车及其驱动和制动、增程方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电动装置和电动车，所述电动装置包括电源调制器、驱动操控装置、定子单元、永磁体转子单元和转体；所述转体为一个具有转动轴的环形机械圈，其上间隔设置至少4个磁极方向相同的转子单元；定子单元至少设置一个在靠近转体的固定部位且与转子单元的周期相对气隙不大于70mm；定子单元的电磁极方向与所述转子单元运动相向的磁极相反；电源调制器通过驱动操控装置/电磁制动装置获取用户的指令并相应输出时序电流，使电动装置实现驱动/制动；所述电动车包括车架、电池组和至少一个车轮，至少设置一套所述电动装置，增程系统在设定逻辑状态为二次电池组补充电能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动车及其电源动力设计领域，特别涉及一种电动装置的机械结构及其驱动和制动的时序电流设计方法以及电动车的增程方法。
技术介绍
国内电动自行车市场目前主流是配用电动轮，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。电动汽车的行业热点是开发乘用车轮毂电机，又称车轮内装电机，其最大特点就是将动力、传动和制动装置整合到轮毂内；行业专家普遍认为，由于目前轮毂电机的部件重量远远超出轮毂本体(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)，其技术意义很有限，现有电动机远远达不到轮毂电机的设计要求。近年获得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，永磁体一般设置在转体上、N/S磁极交替相距一定间隙排布，若干绕组设置在靠近转体的固定部位，位置检测器和逆变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体旋转。这种永磁无刷直流电机的主要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受限于电动机内部旋转磁场的传统设计。近年来国内外同行还试图开发在轮缘设置原动机构的电动轮，例如市场上一种在车圈外缘设齿并安装输出轴带齿电动机的电动自行车，通过齿轮传递电动机的轴输出动力，这类设计虽有新意，但由于采用传统设计的电动机和常规方式的动力供电，其电能转换效率与轮毂式电机类同，并且在车圈外缘设置电动机会受到功率的限制。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：燃料箱给内燃发动机系统提供燃料输出动力；在此传统设计基础上并行增加一套电连接电池组的电动机系统，电动机由电池组提供电能输出动力；两路动力通过油、电动力转换装置共用机械传动系统，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，其明显缺点为制造成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于克服现有电动车用直流电动机的内部结构的缺陷，提供一种内部结构有别于传统的设计，同时通过电源调制器将直流电改变为一种非通电方向交替变换的时序电流供电方案，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电动装置，所述电动装置包括电源调制器1、驱动操控装置9a、定子单元3a、永磁体转子单元3b和转体6；所述转体为一个具有转动轴的环形机械圈，其上间隔设置至少4个转子单元3b，且所有转子单元环绕转体设置的磁极方向相同；所述定子单元3a至少设置一个在靠近转体的固定部位，其与转子单元形成的周期性相对气隙3d不大于70mm；所述电源调制器1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，电源输入端电连接电池组8的正负极，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9a；所述电源调制器对定子单元3a内部绕组供电使定子单元所形成的电磁极方向，与所述转子单元3b运动相向的磁极相反；电源调制器通过驱动操控装置获取用户的指令并相应输出时序电流，使电动装置实现驱动。优选的，所述电源调制器的额定功率不超过30kW。优选的，所述转体6包括车轮5的轮圈、轮毂15以及通过机械构件同轴7分别固连轮圈/轮毂内缘和车轮转动轴的环形机械圈；所述车轮5的轮圈具有一个机械圆环；所述轮毂15具有两个以上机械圆环，若干机械圆环通过机械构件同轴固连；所述分别固连轮圈/轮毂内缘和轮毂内环形机械圈的机械构件，包括外置辐条或与轮圈/轮毂一体化设计制造的机械筋条。更优选的，所述的机械构件还包括若干齿轮组合的减速/变矩装置2；减速/变矩装置的传动输入端与转体6机械固连，其传动输出端与轮圈、轮毂的内缘机械固连；减速/变矩装置独立设置，或与转体或轮毂一体化设置。所述转子单元3b设置于转体6上的安装位置包括嵌合于转体的外缘、内缘、转体内部或与转体一体化设计制造，在不影响安装于转体的前提下不限形状；所述转子单元在转体上的间隔设置优选均匀排布。所述转子单元在转体6上同极向设置，包括N/S两极连线与转体6同轴法线10重合/垂直的4种典型组合状态，以及在4种典型组合状态基础上N/S两极连线偏转不超过17度。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，所述靠近转体6设置定子单元3a的固定部位，包括转体外部的车架、转体内与车轮固定轴固连的机械装置；若干定子单元绕组通电组合的电磁极方向设置，遵循与转子单元3b运动相向磁极相反的原则，以其组合电磁场穿过气隙3d的磁通量获得最大值为优选。所述定子单元3a或若干定子单元组合在靠近转体6固定部位的设置，包括内部绕组通电形成的电磁极两极连线12与车轮5的法线10垂直/重合的4种典型状态，以及包括偏转不超过17度角；优选的，所述电动装置还包括传感装置，所述传感装置包括若干能感应所述转子单元与定子单元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，所述电动装置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；所述电源调制器通过电磁制动装置获取用户的制动指令并相应输出时序电流，使电动装置实现制动。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人工控制方式，以及设定若干定速档位的控制方式，包括外置为遥控。本专利技术中，所述电源调制器将直流电源转换为时序电流，使电动装置中的定子单元被限定在电源调制器设定的时域周期性地通电和断电。本专利技术中，所述含有上述任一电动装置的电动车包括车架4、电池组8和至少一个车轮5，所述电动车至少设置一套所述的电动装置；所述电池组包括一次性使用的一次电池8a或可重复多次充电使用的二次电池8b，或两者组合设置。所述电动车的车架任意；所述电动车的车轮包括单轮毂以及同轴紧凑安装两个轮毂的准单轮结构。优选的，所述一次电池8a和二次电池8b两者组合设置包括电并联连接。更优选的，所述电动车配置二次电池组8b时加装电能补充装置18，所述电能补充装置包括材料任意的一次电池8a与控制装置组合，或为内燃发电机与系统控制装置组合，或两者组合设置；电能补充装置通过逻辑充电装置17电连接二次电池组；所述的逻辑充电装置独立设置，或将其部分逻辑功能或全部逻辑功能集成于电源调制器1内。所述的增程系统包括电能补充装置和逻辑充电装置。所述一次电池8a的控制装置至少包括一次电池启动装置；所述内燃发电机包括内燃机和发电机，所述系统控制装置至少包括内燃机启动及停止装置；所述内燃机的燃料任意；所述电能补充装置的组合设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动车的电动装置，其特征在于，所述电动装置包括电源调制器(1)、驱动操控装置(9a)、定子单元(3a)、永磁体转子单元(3b)和转体(6)；所述转体为一个具有转动轴的环形机械圈，其上间隔设置至少4个转子单元(3b)，且所有转子单元环绕转体设置的磁极方向相同；所述定子单元(3a)至少设置一个在靠近转体的固定部位，其与转子单元形成的周期性相对气隙(3d)不大于70mm；所述电源调制器(1)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)，电源输入端电连接电池组(8)的正负极，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(9a)；所述电源调制器对定子单元(3a)内部绕组供电使定子单元所形成的电磁极方向，设置为与所述转子单元(3b)运动相向的磁极相反；电源调制器通过驱动操控装置获取用户的指令并相应输出时序电流，使电动装置实现驱动。

【技术特征摘要】
1.一种电动车的电动装置，其特征在于，所述电动装置包括电源调制器(1)、驱动操控装置(9a)、定子单元(3a)、永磁体转子单元(3b)和转体(6)；所述转体为一个具有转动轴的环形机械圈，其上间隔设置至少4个转子单元(3b)，且所有转子单元环绕转体设置的磁极方向相同；所述定子单元(3a)至少设置一个在靠近转体的固定部位，其与转子单元形成的周期性相对气隙(3d)不大于70mm；所述电源调制器(1)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)，电源输入端电连接电池组(8)的正负极，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(9a)；所述电源调制器对定子单元(3a)内部绕组供电使定子单元所形成的电磁极方向，设置为与所述转子单元(3b)运动相向的磁极相反；电源调制器通过驱动操控装置获取用户的指令并相应输出时序电流，使电动装置实现驱动。2.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述转体(6)包括车轮(5)的轮圈、轮毂(15)以及通过机械构件同轴(7)分别固连轮圈/轮毂内缘和车轮转动轴的环形机械圈。3.根据权利要求2所述的电动装置，其特征在于，所述的机械构件包括若干齿轮组合的减速/变矩装置(2)；减速/变矩装置的传动输入端与转体(6)机械固连，其传动输出端与轮圈、轮毂的内缘机械固连；减速/变矩装置独立设置，或与转体或轮毂一体化设置。4.根据权利要求1所述的电动装置，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。5.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述电动装置还包括传感装置，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转体的内部或外部设置一传感单元。6.根据权利要求5所述的电动装置，其特征在于，所述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。7.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述电动装置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)，其电连接所述电磁制动装置；所述电源调制器通过电磁制动装置获取用户的制动指令并相应输出时
\t序电流，使电动装置实现制动。8.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘粤荣，李德伦，
申请(专利权)人：刘粤荣，
类型：发明
国别省市：浙江;33