[实用新型]一种电动车的轮毂系统及其电动车

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动自行车的电源动力设计领域，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。

背景技术

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，把转子延伸设计为通过机械装置把转矩传递至车圈。严格而言，狭义轮毂是指与传动轴连接的法兰、轴承座等部分，目前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。

轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，其最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，其并非新生事物，早在1900年，保时捷就首先制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车。目前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，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。

目前电动车市场普遍认为电动机技术已发展成熟，为电动车设计专用的电机微乎其微，竞争主要集中在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。

实用新型内容

本实用新型的目的，在于克服现有电动车所配用轮毂电动机的缺陷，提供一种结构有别于传统设计、通过时序电流控制的电动轮毂装置，同时提供一种基于电动车在行驶中补充电能的增程技术方案，结构简单，转矩大，工艺容易实现。

本实用新型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和若干转子单元3b；所述同轴转体为一个具有转动轴的环形机械圈；所述转子单元包括至少一个永磁体转子单元3b1和至少一个导磁体转子单元3b2，其相间设置于同轴转体上，且伴随同轴转体旋转；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40mm；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，轮毂内至少设置一套电动装置；

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，本实用新型所述电动轮毂装置的额定功率不超过25KW。

优选的，所述电动轮毂装置的轮毂内部至少设置一套电动装置。

所述转子单元3b(包括永磁体转子单元3b1和导磁体转子单元3b2)相间设置于同轴转体上包括嵌合在其外缘、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。