并提供了通过在车圈部位设置电动装置以及电源调制器将直流电源改变为时序电流的方法。本发明的优点在于:具有时序供电控制带来的明显节能效果，以此方案进行匹配设计的电动装置结构简单、可在车轮多样化组合、成本低，有效适应高端节能电动车的设计要求。
【附图说明】
[0041]图1是本发明应用于电动两轮车的一种整体结构示意图。
[0042]图2是一种电动装置的基础结构及作用力方向分解示意图。
[0043]图3a是定子单元绕组两端连线设置为与车轮法线垂直的示意图。
[0044]图3b是定子单元绕组两端连线设置为与车轮法线重合的示意图。
[0045]图3c是定子单元凹型绕芯上部正对车圈内缘的结构示意图。
[0046]图4a是转子单元与定子单元处于同一法线的状态示意图。
[0047]图4b是转子单元绕轴切线与定子单元在车轮相应切线的动态夹角示意图。
[0048]图5a是电源调制器的基本工作逻辑示意图。
[0049]图5b是一种实现电源调制器的数字技术逻辑的模块组合示意图。
[0050]图5c是电源调制器增设电磁制动装置输入端的工作逻辑示意图。
[0051]图6a是电源调制器输出电流呈周期性通断的时序示意图。
[0052]图6b是一种两阶恒流呈递减关系的电流时序TJK意图。
[0053]图6c是一种首阶电流恒定、二阶电流呈曲线递减关系的时序示意图。
[0054]图6d是一种多阶电流呈连续递减关系的时序TJK意图。
[0055]图6e是一种幅值呈曲线递减关系的脉冲子集包络示意图。
[0056]图6f是对应一个定子单元组合一个转子单元的通电逻辑示意图。
[0057]图7a是一个定子单元组合8个转子单元的一种局部结构示意图。
[0058]图7b是车轮旋转周期对应的电源调制器的通断电时域示意图。
[0059]图7c是对应一个定子单元组合8个转子单元的一种通电逻辑示意图。
[0060]图8是一个定子单元组合12个转子单元的一种局部结构示意图。
[0061]图9是两个定子单元组合8个转子单元的一种局部结构示意图。
[0062]附图标识:
[0063]1、电源调制器；la、直流电源输入端；lb、时序电流输出端；lc、感应信号输入端；Id、行车信号输入端；le、刹车信号输入端；2、控制单元；3、电动装置；3a、定子单元；3b、转子单元；3c、传感单元；3d、气隙；4、车架；5、车轮；6、车圈；7、轮轴；8、电池组；9a、驱动操控装置；％、电磁制动装置；10、同轴法线；11、车轮切线；12、绕组两极方向连线13、转子单元绕轴切线定子单元在车轮相应切线的动态夹角；Θ、定子单元电磁力与其法向分力的夹角。
【具体实施方式】
[0064]下面结合附图和实施例进一步对本发明进行详细说明。
[0065]参见图1，本发明应用于一种电动两轮车，与普通电动两轮车相比，该电动车没有单元结构的电动机。
[0066]本发明所述电动装置的基础结构包括定子单元3a和转子单元3b，定子单元由一组或若干组良导线环绕磁芯而成，良导线通常使用铜线或镀铜铝芯线，磁芯通常使用磁介质材料中的导磁体，该类导磁体为本领域技术人员公知的一种在磁场作用下内部状态发生变化、并反过来影响磁场存在或分布的物质。在定子单元内部绕组通电的磁场作用范围内，导磁体转子单元会感应生磁而受到其电磁场的吸引力作用，该吸引作用与定子单元绕组的通电方向无关；定子单元内部绕组越多，导磁材料的磁导率越高，对转子单元的电磁作用越强。
[0067]如图2所示，当一个转子单元3b设置在车圈6外缘，一个定子单元3a设置在靠近车圈内缘的车架4上，两者运动相对的气隙3d足够小，则转子单元绕轴趋近通电的定子单元时，会受到电磁吸力使车轮加速运动；转子单元所受到的电磁力F可分解为同轴法线10方向Fw与切线11方向F11,其中对转子单元绕轴有贡献的是切向作用力Fn，F与F1id的方向形成了动态夹角Θ。转子单元绕轴受力与定子单元电磁场作用于车圈的区间相关，单个柱状绕芯的定子单元电磁力线穿越气隙所对应车圈区间的最大值，对应于电磁极的两极连线12与其在车圈所处的法线10垂直(与车圈的对应切线方向11平行)，如图3a所示；柱状绕芯的定子单元亦可设置为电磁极的两极连线12与其所处法线10重合，如图3b所示，该设置方式通常为多个定子单元组合排布时选用；对于凹型绕芯的定子单元，其电磁力对转子单元的有效作用区间，位于凹型绕芯上部两端正对车圈6内缘的两端范围内，如图3c所
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[0068]在上述定子单元电磁场作用于车圈的区间内，存在一个F与F11重合的状态特殊点，该特殊点表现为F与转子单元绕轴切线方向重合，以电磁力作用状态描述转子单元的有效受力区间，对应于转子单元与定子单元隔气隙处于同轴法线10为基准(Θ为O状态)、Z Θ为±90度的位置区间内(所述土根据车圈的旋转方向而相对定义)；当0为O时，F1。为最大值，F11为0，该状态对转子单元绕轴无贡献，如图4a所示；当转子单元因车轮转动惯量冲过法线，倘若定子单元3a继续通电，则给予转子单元的仍然是吸力，车轮将从之前的加速运动变为减速运动。对该实时状态，常规技术是通过控制电流倒相继续运行，但以上模型不适合倒相(转子单元所受电磁吸引力与定子单元绕组的通电方向无关)。F11和Fiq为一对此消彼长的运动变量，其理论强弱变换以Z Θ为45度为分界点，当电源调制器对应在Θ >45度的状态区间通电，以表现为驱动力的F11为主；在Θ <45度的状态区间通电，以表现为制动力的Fw为主，因此本发明电动车的电动装置驱动方法与常规控制方式完全不同。
[0069]本发明电动车驱动的理论优选方案为:电源调制器对应45度< Θ <90度的1\时域通电，其余时域断电；考虑到车轮运动惯量的利用，实际设计时T1可适当扩展至对应10度< θ <90度状态的时域，由于Z Θ在<45度状态相伴有可观的F1。，在Θ <10度状态继续通电对电动车驱动而言已失去优化设计意义；该优选驱动电流的通断时域如图6a所示，其中T1为通电时间，T2和T。均为断电时间，(Ti+L+T。)构成了时序驱动电流周期T。当本发明电动车需要电磁力制动/刹车时，制动电流的理论优选方案为:电源调制器对应T2和T。的部分时域或全部时域设置为通电，所述T2为转子单元绕轴趋近定子单元运动对应O度< θ <45度的时域，T。为转子单元绕轴远离定子单元的相应时域，包括Z Θ为O的状态；同理，由于Z Θ在<45度状态时仍存在可观的切向电磁力F11,对电动车的优化制动设计无益，制动时域T2应优选O度< Θ <30度的对应时域。所述的驱动电流和制动电流在其相应通电时域内，不限波形、频率以及占空比，其时序工作逻辑关系设置为或。
[0070]上述电源调制器对应根据Z Θ状态对通、断电的控制，在具体设计中可以等价变换为相对时间控制，因为Z Θ为O状态和Z Θ为90度状态均为显态，电源调制器通过时序校准可判知Ζ θ从90度到O度、S卩(?\+Τ2)的时间段，只要设定T1与T2的相对时间，即等价于对Z Θ相应状态的通、断电控制；例如控制Z Θ对应90度至45度的时域通电，可简要设定为:在(VT2)的时间段起始1/2时域通电，之后1/2时域断电；同理，当控制Z Θ对应30度至O度的时域通电，可简要设定为:在(T^T2)的时间段起始2/3时域断电，之后1/3时域通电；因(?\+Τ2)的时间段是一个与转速相关的量，以周期时间确定Z Θ为90度的状态判定在变速时会出现偏差，由于电源调制器对应Z Θ为O度状态设置有时间校准，得予在下一周期及时校正。所述对Z Θ状态的通、断电控制和时间段控制，是两种等价表述。
[0071]Z Θ为一个关联定子单元及车圈转子单元设置方案的磁作用隐变量，由于气隙和磁作用回路影响，其在车圈上的对应状态并非简单三角函数关系，当车架上定子单元设置(包括组合设置)方案确定后，对应Z Θ为90度的显态位置同时被确定；同时，转子单元绕轴切线与Θ为O时对应切线所形成的动态夹角Z 13，与Z Θ为90度显态位置存在变化趋势对应关系，如图4b所示，其数值关系依具体设计方案而定，其精确位置也较容易根据实验测定；实际设计时，通常是运用Z Θ为90度显态位置作为传感装置判断电源调制器工作逻辑的一种依据；Θ为90度的精确位置是一个与车圈弧度、气隙间距、定子单元绕芯形状及其排布等参数相关的值，有多种理论模型，具体设计时应经实验校准。电源调制器相应输出驱动或制动电流的工作逻辑可由常规开关控制线路实现，也可采用CPU编程结合功率模块组电路实现，或采用大规模集成电路技术制造的专用芯片实现。
[0072]电源调制器的工作逻辑变换指令信号通常是从固连在车架上的传感单元获得，常见的传感单元为磁电感应绕组、霍尔元件或光电编码器等，当转子单元绕轴作周期性运动时，传感单元可获得电流(电压)的变化率反馈给电源调制器，电源调制器依据该感应信号判知转子单元的相对位置而相应发出时序电流。根据传感单元的工作精度及可靠性要求，可在车架上设置一个或若干个传感单元，甚至变形为从上述定子单元多绕组反馈的方式、以及运用定子单元双线环绕磁芯的绕组反馈方式获得工作逻辑变换指令信号，此时电源调制器的感应信号输入端相应内置，其响应处理对电源调制器的工作程序逻辑提出了较高要求。由于大规模集成电路技术的发展，实现上述工作逻辑变换的编程技术为行业专业人士所公知，所需了解的是时序脉冲周期、通电子集时域和幅值变化以及其间中断时间等基础设计参数。
[0073]对转子单元绕轴而言，T2取值小则T1时域大，T1大对转子单元绕轴运动的贡献越大；但!\时域伴随有表现为制动力的F1。，存在一个驱动与制动、有用功与耗电/散热的优选问题。由于F1id对电动装置驱动是潜在积热来源，而在时序驱动电流中又无法将F1id彻底分离，一种削弱Fw对潜在积热影响的优选方案为:在T1时域内将通电强度/幅值设置为随时序递减，该优选方案包括设置m >