[实用新型]一种轮圈控制的电动车

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动车及其电源动力设计领域，具体涉及一种电动装置设置于轮圈的电动车及其驱动、制动与增程方法。

背景技术

目前我国电动自行车的市场保有量已达到1.5亿辆以上，电动三轮车保有量逾1000万台，区域用电动四轮车发展迅猛。

市场电动车普遍配用的是永磁无刷电动机，配件产业链成熟，目前正从通用型向专业设计方向发展。电动自行车市场主流配用的是轮毂式电机，行业普遍认为轮毂式电机技术已发展成熟，主要竞争集中在材料和人力成本的控制。对于电机控制，近年市场己普遍应用PWQ技术来控制电机的转速，即占空比可变的脉冲波形，通过其对半导体电力器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相同而宽度不相同的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需的波形。

近年来，国内外同行还试图开发在轮沿设置电动装置的电动车，这一思想方法古来有之，中国古代已普遍使用水车，其工作原理并非在水车的轮轴设置旋转动力机，而是沿水车轮页的切线方向在合适的时间给予一杯水(一份势能)，该杯水的下落势能转变成水车环绕轴心旋转的动力。但是，当这一水车模型被平移到电动车领域时，并未获得预期的开发成功。例如市场上一种在轮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，并且在轮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，其明显缺陷为造价高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有电动车局限于配用单元式电动机和电流调制方式的设计缺陷，提供一种电动装置设置于轮圈的结构，并将供电方式改变为时序通断控制的技术方案，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轮圈控制的电动车，所述电动车包括电源调制器1、驱动操控装置9a、车架4、电池组8和至少一个车轮5；所述电动车至少一个车轮设置至少一套的电动装置；所述的电动装置包括定子单元3a和永磁体转子单元3b；所述转子单元3b至少设置一个于车轮的轮圈6上；当轮圈上设置多个转子单元时，多个转子单元环绕轮圈间隔设置且磁极方向相同；所述定子单元3a至少设置一个在车架4的固定部位，其与转子单元所形成的周期性相对气隙3d不大于90mm；

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；所述电池组8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；所述电源调制器对定子单元内部绕组供电使定子单元形成电磁极的方向，设置为与所述转子单元运动相向的磁极相反；电源调制器1通过驱动操控装置9a获取用户的指令并相应输出时序电流，使电动车实现驱动。

优选的，所述电源调制器的额定功率不超过20KW。

优选的，所述转子单元设置于轮圈6上包括设置于轮圈的内缘、外缘或轮圈内部；所述的轮圈6采用合金、塑钢或其他固体成形材料制造，其结构包括一个圆环或多个圆环组合；所述多个圆环组合的轮圈以同轴7的方式通过构件将多个圆环固连为一体，包括一体化设计制造；所述转子单元在不影响安装于轮圈的前提下不限形状；多个转子单元在轮圈间隔安装时优选均匀排布。

优选的，所述转子单元3b的材料为磁钢、钕铁硼等一类本领域技术人员公知的永磁体，其自身固有磁性且磁极方向不因外部磁场而改变；所述转子单元在轮圈6上的设置方式，包括N/S两极连线与轮圈的同轴法线10重合/垂直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18度角。