一种轮圈控制的电动车的制作方法_2

文档序号:8743792阅读:来源:国知局
t; Θ < 30度相应的时间段,所述Θ为转子单元在轮圈上绕轴所受定子单元电磁场吸引力与其法向分力的方向所形成的动态夹角。
[0031]优选的,所述方法还包括校正步骤,所述校正步骤将Θ为O作为基准座标和基准时间,通过传感装置获知转子单元趋近/相对/远离定子单元的位置状态。
[0032]所述电源调制器I输出驱动电流/制动电流的逻辑关系设置为或。
[0033]优选的,所述输出电流控制步骤可包括:
[0034]I)驱动操控装置9a对电源调制器I无输入指令时,电源调制器休眠;
[0035]2)驱动操控装置9a给出加速指令时,电源调制器I相应输出时序电流;
[0036]3)当车速或通电频率达到设定的阈值时,所述的电源调制器断电。
[0037]本实用新型还公开了所述电动车配置二次电池组的一种增程方法,该方法在电动装置运行中需要为二次电池组8b持续补充电能,或当二次电池组的实时电压或残存容量值低于所设定的阀值时,启用电能补充装置18为二次电池组补充电能。
[0038]本实用新型针对电动轮圈的设计特点,对动力电源植入优化的数控编程技术,明确了供电时序周期及其工作逻辑构成,使之实现高效节电。所述电动装置的定子单元在车架上固连可类比于传统电动机的定子,所述转子单元与轮圈组合可类比于传统电动机的转子;所述电动车可使用一次电池、二次电池或两类电池组合,所述的一次电池包括所有一次性放电的电池和各种燃料电池,例如锌空气电池、铝空气电池以及氢转换电能等可提供一次性电能的装置;所述的二次电池包括所有放电后可反复充电的电池,例如锂电池、铅电池、金属储氢电池等。鉴于目前电动车市场所配用二次电池的储能密度较低,本实用新型针对这一技术现状设计了旨在对二次电池补充电能的增程系统,有效解决电动车续行里程短的公知主要问题。
[0039]本实用新型的优点在于:电动轮圈具有时序供电控制带来的明显节能效果,增程系统可有效克服电动车续行里程短的主要问题,以此方案设计的电动车结构简单、组合多样化、成本低,有效适应高端节能电动车的设计要求。
【附图说明】
[0040]图1a是转子单元设置于电动车轮圈外缘的一种结构示意图。
[0041]图1b是转子单元设置于电动车轮圈内缘的一种结构示意图。
[0042]图2a是转子单元在轮圈上的一种磁极方向设置示意图。
[0043]图2b是转子单元在轮圈上的另一种磁极方向设置示意图。
[0044]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。
[0045]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。
[0046]图3c是定子单元凹型绕芯上部正对轮圈内缘的结构示意图。
[0047]图4a是转子单元所受电磁力的方向分解及动态夹角Θ示意图。
[0048]图4b是转子单元与定子单元处于同轴法线的状态示意图。
[0049]图5a是电源调制器的基本工作逻辑关系示意图。
[0050]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。
[0051]图5c是电源调制器增设刹车信号输入端的工作逻辑关系示意图。
[0052]图6是电源调制器输出电流呈周期性通断的时序示意图。
[0053]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。
[0054]图7b是轮圈逆时针旋转对应的一种通断电时域示意图。
[0055]图7c是一个定子单元组合8个转子单元的一种通电逻辑示意图。
[0056]图7d是轮圈顺时针旋转对应的一种通断电时域示意图。
[0057]图8a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。
[0058]图Sb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。
[0059]图Sc是12个定子单元组合12个转子单元的一种局部结构示意图。
[0060]图9a是增程系统对二次电池组充电的一种逻辑控制结构示意图。
[0061]图9b是增程系统对二次电池组充电的另一种逻辑控制结构示意图。
[0062]图1Oa是电动两轮车加装增程系统的一种局部结构示意图。
[0063]图1Ob是电动四轮车加装增程系统的一种局部结构示意图。
[0064]附图标识:
[0065]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、驱动信号输入端;le、刹车信号输入端;3a、定子单元;3b、永磁体转子单元;3c、传感单元;3d、气隙;4、车架;5、车轮;6、轮圈;7、轮轴;8、电池组;8b、二次电池组;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;17、逻辑充电装置;18、电能补充装置;Θ、电磁力与其法向分力的夹角。
【具体实施方式】
[0066]下面结合附图和实施例进一步对本实用新型进行详细说明。
[0067]参见图1a和图lb,本实用新型应用于电动两轮车,图1a示例是转子单元设置在轮圈的外缘,图1b示例是转子单元设置在轮圈(轮毂)的内缘部位;定子单元由良导线环绕磁芯而成,良导线通常使用铜线或镀铜铝芯线,磁芯为本领域技术人员公知的一种在外磁场作用下内部状态发生变化、可产生更强附加磁场的磁介质。
[0068]参见图2a,轮圈6外缘设置一个转子单元3b,S极面向轮圈内;一个定子单元3a设置在靠近轮圈内缘的车架固定部位,其绕组通电的N极面向轮圈,两者运动相对的气隙3d足够小,则转子单元趋近定子单元时,两者磁作用为相吸而使车轮加速运动;在另一个实施例中,转子单元的S极运动相向定子单元,定子单元绕组通电的N极逆车轮旋转方向与其相对,两者磁作用同样为相吸,如图2b所示;该定子单元电磁极与转子单元相吸关系设置是本实用新型所述电动轮圈的基础模型。
[0069]上述运动模型中,转子单元通过气隙所受到的电磁力F可分解为对应轮圈的法线10方向Fltl与相应切线11方向F n,Fltl方向与F η方向形成动态夹角Θ,如图4a所示,其中对转子单元绕轴有贡献的是Fn。转子单元3b所受电磁力的作用区间与定子单元的设置方案相关,例如单个柱状或工字形绕芯的定子单元电磁力线穿越气隙的最大值,对应于电磁极的两极连线12与其在轮圈所处的法线10垂直(与相应切线11平行),如图3a所示;柱状或工字形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轮圈6内缘的两端范围内,如图3c所示。
[0070]在上述定子单元电磁场作用于轮圈的区间内,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)、Θ为±90度的位置区间内(所述土根据轮圈的旋转方向而相对定义);当Θ为O时,Fltl为最大值,F11为O,对转子单元绕轴无贡献,如图4b所示。F ^和F 1(|为一对此消彼长的运动变量,其理论强弱变换以Θ为45度为分界点,在Θ >45度的状态表现为以驱动力F11为主,在Θ < 45度的状态表现为以制动力Fltl为主。
[0071]本实用新型电动车的轮圈驱动技术方案为:电源调制器对应30度< Θ <90度的时域供电,其余时域断电;在该供电时域,以节电为主的设计应选择在60度< Θ < 90度甚至75度< Θ <90度的时域供电;需要利用车轮转动惯量的设计可选择在45度< Θ ^90度甚至30度彡Θ彡90度的时域供电;由于Θ在<30度状态以制动力Fltl为主,电源调制器在Θ < 30度状态通电对驱动已失去节电设计意义;该优选驱动的电流通断时域如图6所示,其中T1为通电时间,T 2和T C1均为断电时间,(T !+T^T0)构成了时序驱动电流周期T。本实用新型电动车的轮圈制动技术方案为:电源调制器对应TjPTtl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对应O度< Θ <30度的时域,所述为转子单元绕轴远离定子单元的相应时域;同理,由于Θ在>30度状态存在可观的切向电磁力Fn,对制动无益。
[0072]上述电源调制器对Θ状态的通、断电控制,可近似变换为相对时间控制,因电源调制器通过时序校准可判知Θ从90度到O度、8卩(?\+Τ2)的时间段,只要设定!\与T2的相对时间,即等价于对Θ相应状态的通、断电控制;例如控制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Θ对应30度至O度的时域通电,可简要设定为:在(?\+Τ2)的时间段起始2/3时域断电,之后1/3时域通电。(?\+Τ2)的时间段是一个与车轮转速相关的量,以周期时间确定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Θ为O度状态设置有时间校准,得予在下一周期及时校正。
[0073]Z Θ为一个关联定子单元及转子单元设置方案的磁作用隐变量,
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