一种时序供电控制的电动车及其驱动、制动方法_5

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施例因采用多个定子单元组合,动力效果更好。
[0133] 实施例11、
[0134] 在实施例9的基础上,电动装置同时安装在电动自行车的两个车轮上,即前轮和 后轮对应的车架4部位均设置有2个定子单元3a、前轮和后轮的车圈6均安装有8个与车 圈实行一体化设计制造的转子单元3b (3bl/3b2),在前轮和后轮车圈6内缘的车架4位置各 设置一个传感单元3c,电源调制器1相应设置为两路电流输出并分别电连接前轮和后轮定 子单元3a的线圈绕组,可取得倍增的电动效果。
[0135] 本实施例中,驱动供电时域定义为CP从CRT到CpT/&位置相应的时间段。
[0136] 实施例12
[0137] 一种准单轮结构的电动车,所述准单轮结构是同轴紧凑安装两个车轮,电动装置3 的定子单元设在两个车轮中间,两个车轮的车圈6均内置一体化设计制造的8个转子单元 3b (3bl/3b2),两个电串联的定子单元3a设置在两个车圈6中间部位的车架4上,电源调制 器1和电池组8安装在车架4任意位置。
[0138] 本实施例中,驱动供电时域定义为tp从CRT到坤T/B位置相应的时间段。
[0139] 本实施例所述同轴紧凑安装两个轮的准单轮结构可进一步在前后两轮电动车的 前轮、后轮甚至前后两个轮加W变形实施,使电动车行驶效果更稳定。
[0140] 实施例13、
[0141] 将实施例11电动装置同时安装在前后两轮的设计,变形为两个电动轮同轴并行 安装,两个电动轮对应的车架4部位均设置有2个定子单元3a、车圈6均安装有8个与车圈 实行一体化设计制造的转子单元3b (3bl/3b2),两个电动轮车圈6内缘的车架上各设置一 个传感单元3c,电源调制器1相应设置为两路电流输出并分别电连接同轴并行两轮的定子 单元3a,同样可取得倍增的电动效果。本实施例因两个电动轮同轴并行安装,转弯行驶时两 个电动轮存在差速,因此应特别设计限速,或通过对电源调制器1内置转弯行驶的差速程 序,使转弯行驶更稳定。
[0142] 实施例14、
[0143] 对实施例1定子单元3a凹形绕芯的安装方法改变为;凹形绕芯的上部逆车轮旋转 方向偏转5度角,其余类同。本实施例因定子单元内部线圈绕组通电后形成电磁场的偏转 角,更符合转子单元3b (3bl/3b2)伴随车轮5在绕轴旋转中被周期性相吸的动态模型,所取 得的实施效果比实施例1要好。
[0144] 本实施例还可进一步改变绕组面数W及凹形绕芯上部正对车圈6的空间占位,例 如改变为凹形绕芯两端对应车圈占位25度机械角,此时电源调制器相应发出时序电流的 时域,应根据凹形绕芯两端对应车圈的空间占位而调整。
[0145] 实施例15、
[0146] 实施例1的传感单元3c是固连在靠近后轮5车圈6内缘的车架4部位,本实施例 将传感单元固连在靠近后轮外缘的车架部位,取得的效果与实施例1类似;此外还可W进 一步变形为传感单元3c设置在前轮车圈内缘的车架上,在前轮周期面对传感单元的环形 区域任意部位,专口设置一块永磁体,使传感单元的感应绕组伴随车轮5旋转而周期性感 应,从而获得周期性传感应信号。
[0147] 实施例16、
[014引实施例8的两个定子单元的绕组是电串联连接,单相外接,电源调制器1的电连接 回路相应设计为两线;本实施例将两个定子单元3a绕组电串联连接口引出一个抽头,绕组 电连接回路改变为外接的H根线,电源调制器的电连接输出端相应设计为H线回路,其输 出的时序脉冲电流在H线构成的各个回路中平均分配;本实施例可W利用定子单元3a绕 组外接两相反馈的两两比较微分电位差,作为转子单元伴随车轮5旋转相对位置判别的信 号源,替代独立设置的传感单元。
[0149] 实施例17、
[0150] 将实施例1单线环绕磁芯的定子单元绕组,改变为双线环绕磁芯,两个绕组由两 根直径0. 60mm的铜线并行环绕磁芯50圈而成,其中一个绕组回路用于动力供电,电连接电 源调制器1的时序电流输出端,另一个绕组回路用作替代独立设置的传感单元,作为转子 单元伴随车轮5旋转相对位置的判别信号源。
[0151] 本实施例还可W将定子单元的绕组设计进一步优化为;动力供电绕组由一根直径 0. 60mm的铜线环绕凹形磁芯50圈而成,传感绕组由一根直径0. 20mm的铜线环绕凹形磁芯 18圈而成,可可更节省铜材。
[0152] 实施例18、
[0153] 将前述任一实施例的电动装置,在常规四轮电动车或更多轮设置的电动车上,对 应至少一个轮加装本发明电动车所述的电动装置,使本发明电动车所述的电动装置成为主 要电动系统或辅助电动系统,多途径有效节省电能。
[0154] W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实施例对本发明进 行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同 替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种时序供电控制的电动车,其特征在于,所述电动车包括电源调制器(1)、驱动操 控装置(9a)、车架(4)和至少一个车轮(5);所述电动车至少一个车轮设置电动装置(3); 所述电动装置至少包括一个定子单元(3a)和若干转子单元(3b);所述定子单元安装在靠 近车圈(6)的车架上;所述若干转子单元包括至少一个永磁体转子单元(3bl)和至少一个 导磁体转子单元(3b2),并相间设置于车圈上,且伴随车轮旋转,其与定子单元形成的周期 性相对气隙(3d)不大于70mm;所述的永磁体转子单元多个在车圈上设置时,其磁极方向相 同; 所述电动车的电源调制器包括电源输入端(la)、时序电流输出端(lb)和驱动信号输 入端(ld),其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;所述电源调制器通过驱动操控装置获取 用户的指令,并对定子单元的内部绕组输出电流。2. 根据权利要求1所述的电动车,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,其在车架(4)上组合排布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,其通电形成的电磁极与所述永 磁体转子单元3bl运动相向的极性相反。3. 根据权利要求1所述的电动车,其特征在于,所述电动车还包括传感装置,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(lc)电连接;所述电动车至少在车架(4)上 的前轮或后轮、车轮(5)的内缘或外缘设置一传感单元。4. 根据权利要求3所述的电动车,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。5. 根据权利要求1所述的电动车,其特征在于,所述电动车还包括电磁制动装置(9b), 所述电源调制器还包括制动信号输入端(le),其电连接电磁刹车装置(9b),通过电磁制动 装置获取用户的刹车指令,并于相应时序对电动装置(3)的定子单元(3a)的内部绕组输出 电流。6. 根据权利要求1所述的电动车,其特征在于,所述电动车包括一个车轮或多个车轮 的电动车以及电动、脚踏两用车;所述设置电动装置的车轮(5),包括单轮以及同轴紧凑安 装两个轮的准单轮结构。7. 权利要求1~6任一电动车的驱动方法,该方法通过电源调制器(1)根据所述转子 单元(3a)和所述定子单元(3b)的位置关系输出时序电流控制车轮转动; 所述时序根据车轮旋转方向而定义,所述时序电流根据定子单元电磁场在车圈上的有 效作用区间结合车圈上的转子单元个数而设置若干个通断周期,每个通断周期包括供电时 域和断电时域;所述供电时域位于φτ/6<φ<φΤ相应的时间段,所述φ为转子单元绕轴并 与轴确定的法线与定子单元和轴所确定法线所形成的动态夹角,所述fT为转子单元绕轴 切线方向与其所受电磁力方向重合状态所确定的Φ值; 所述断电时域内电源调制器(1)不输出电流。8. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述的电源调制器在供电时域内至少包 括两段不同电流幅值,且按时序呈幅值依次变小,供电时域或其子时域的幅值随时序呈线 性递减关系; 或呈2K递减关系,所述的指数K取值0. 2至0. 99 ; 或为如下关系:lt/A= (lQ-lg) Sin(p*90/cpT,其中I。为起始通电强度,Ig为通电终止时 刻的电流强度。9. 根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述通电时域内初始的电流、电压或 定子单元(3a)的磁通强度由传感装置获取行车速度实时值结合驱动操控装置(9a)给出的 指令而调整。10. 根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括校正步骤;所述校 正步骤为将转子单元和定子单元处同轴法线相对、Φ为〇的状态作为基准座标和基准时 间,当转子单元每次前转至基准座标时,电源调制器(1)进行一次时间归〇校准并记录本次 周期时间,通过与上次转子单元前转至基准座标的周期时间比较,从而获知车轮旋转周期 时间和车速,并控制输出电流。11. 基于权利要求1~6任一装置的制动方法,该方法在所述转子单元趋近定子单元、 转子单元和定子单元处同轴法线相对以及转子单元和定子单元处于远离状态的至少一个 时域中,输出时序电流控制车轮制动; 所述转子单元趋近定子单元的时域为〇$φ<φτ/3状态的相应时间段,所述φ为转子单 元绕轴并与轴确定的法线与定子单元和轴所确定法线所形成的动态夹角,所述ΦΤ为转子 单元绕轴切线方向与其所受电磁力方向重合状态所确定的Φ值。
【专利摘要】本发明公开了一种时序供电控制的电动车,包括电源调制器(1)、驱动操控装置(9a)、车架(4)和至少一个车轮(5);所述电动车至少一个车轮对应设置电动装置(3);所述电动装置至少包括至少一个定子单元(3a)和若干个转子单元(3b);所述若干个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),其组合设置于车圈上;所述永磁体转子单元多个在车圈上设置的磁极方向相同;所述定子单元安装在靠近车圈的车架上;所述电源调制器时序电流输出端(1b)连接定子单元的内部绕组,驱动信号输入端(1d)连接驱动操控装置获取用户的指令。本发明的电动装置结构简单、组合多样化、成本低,节能效果明显。
【IPC分类】H02P3/06, H02P29/00
【公开号】CN105634377
【申请号】CN201410619959
【发明人】刘粤荣, 姚飞
【申请人】南京蒙奇智能科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月6日
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