专利名称：智能变速中置电机电动自行车的制作方法
技术领域：
本发明涉及的一种智能变速换挡的中置电机电动自行车，特别涉及一种根据速度和电机功率的变化来自动变换档位的方法。
背景技术：
电动自行车在中国发展了十几年，以其高度的灵活性、方便性、安全性、经济性、赢得了广大人民群众的青睐，用户迅速上升，全国用户达3亿，年产量达I亿，以其高度的节能环保性能赢得了政府的关注，是节能减排，方便出行的好产品。但是受技术条件限制，我国的电动自行车主要采用铅酸电池，铅酸电池有I大优点，2大缺点，优点是耐起步大冲击电流性能好，缺点是:①能量密度小，比同容量的锂电池重4-5倍，②制造过程和遗弃的对环境污染严重；2011年国家六部位联合发文淘汰铅酸电池电动自行车，推行强制电动车标准，到目前为止，锂电池的电动车产量有了大幅提升，约占到市场份额10-15%左右，但是，离预期目标还是有比较大的差距，其主要问题还是一个技术问题。首先铅酸电池的环保问题，生产环节重污染，不是每个厂家可以控制住的，所以国家淘汰取缔，不符合环保要求的生产厂家；其次铅酸电池的能量密度比锂电池小好多倍，安装在电动车上使电动车的自重大几倍，等于自行车还没有做功就多拉了几十公斤的货，造成电能的浪费，降低了电动车的效率，不符合绿色节能环保的节能趋势。锂电池就没有铅酸电池的缺点，并且兼备铅酸电池的优点，但是国内锂电池的生产厂家工艺技术良莠不齐，大部分厂家的锂电池没有大电流放电的性能，加上市场恶性竞争，传统轮毂电机的锂电池电动车故障率反而比铅酸的高，老百姓对锂电池电动车的信心受到打击，目前采用轮毂电机的锂电池电动自行车，只有采用限流法和非零起步法，来降低车子的起步冲击电流，以达到保护电池的目的，这样导致锂电池单车没有劲，在农村人们要用电动自行车长距离，大负荷的拉货，显然只有选择铅酸电池的车子了，这样的话大大限制了广大城乡市场的锂电池电动自行车的发展普及速度。所以怎样在不增加电流的情况下获得一个大力矩和爬坡能力的电单车？显然轮毂电机不现实，只有机械变速才可以获得大力矩、小电流，只有中置电机才可以在不增加结构和重量的情况下轻松的实现机械变速。
发明内容
本发明的目的是制造一种智能机械换挡变速的中置电机电动自行车，以解决目前现有的轮毂电机电动自行车的大力矩需要大电流的矛盾，大电流会降低车子的续航里程和电池的使用寿命的弊端。为了达到上述目的，本发明完整保留了山地自行车的机械变速装置，该装置结构简单轻巧，节能高效，技术成熟可靠，外加中置电机与山地车链条变速系统有机的结合起来，再加上智能换挡变速系统，达到小电流大力矩的行车目的，大大延长电池的单次续航里程和电池的使用寿命，不管铅酸电池和锂电池都可以使用，可以广泛应用在两轮电动自行车和三轮电动自行车上。
下面结合附图来对本发明的具体实施方法做出详细的说明，附图中，图1、中置电机与链条变速装置的结合示意图，图2、智能换挡变速装置的结构示意图，图3、智能换挡变速系统的工作方法流程示意图。
具体实施例方式图1为本发明的中置电机与链条变速装置的结合示意图，图2、为智能换挡变速装置的结构示意图，如图1、2所示，本发明包括中置电机与链条变速装置和智能换挡变速装置。中置电机与链条变速装置包含①电机②小飞轮(单相棘轮)③链条④中轴⑤大链盘⑥中轴飞轮(单向棘轮)组成；小飞轮②的作用是，在人力骑行时电机不会跟着脚蹬链盘转，减小人力骑行时电机发电带来的额外无用功阻力，中轴飞轮⑥的作用是，在用电骑行时，脚蹬不会跟着电机链盘转，造成电能的浪费，还有避免脚蹬打脚的危险；智能变速器包含单片机软件组成的控制器显示器①，电压、电流、速度传感器②，步进电机执行器③等等组成；智能换挡变速器可以根据电流变化的大小，在设定的范围之内选择维持原来档位行驶，如果电流超出设定上限，步进马达执行器执行降档操作，反之当电流低于设定值下线时CPU给出指令，步进马达执行加档操作，否则，当电机功率在设定的范围之内的话，CPU给出指令维持原来的档位运行，当减速至停车时，CUP给出指令，档位自动回复到起步时的状态。
权利要求
1.一种智能变速中置电机电动自行车，包含中置电机传动链接机械装置，单片机智能换挡变速装置，其特征在于: 中置电机传动链轮机械装置包含:中置电机、小飞轮(单向棘轮)、前链条、大链盘、中轴飞轮(单向棘轮)； 单片机智能换挡变速装置包含:智能模块CPU、显示器、电压、电流、速度传感器、步进马达执行器、前变速器拨叉、前步进马达拨叉、后变速器、和后变速器拨叉、后步进马达变速器拨叉。
2.如权利要求1所述的智能变速中置电机电动自行车，其特征在于中置电机链轮传动机械装置中小飞轮(单向棘轮)是加装在电机的输出传动轴上图1。
3.如权利要求1所述的智能变速中置电机电动自行车，其特征在于中置电机链轮传动机械装置中的中轴飞轮(单向棘轮)是加装在自行车的脚蹬中轴之上、大链盘安装在中轴飞轮之上图1。
4.如权利要求1所述的智能变速中置电机电动自行车，其特征在于中置电机链轮传动机械装置中小飞轮(单向棘轮)和大链盘是通过链条或者皮带，链接传动的，或者齿轮啮合传动的。
5.如权利要求1所述的智能变速中置电机电动自行车，其特征在于单片机智能换挡变速装置中的智能模块CPU是根据电压、电流、速度的变化来决定档位的变化。
6.如权利要求1所述的智能变速中置电机电动自行车，其特征在于单片机智能换挡变速装置中的前后步进马达变速器拨叉安装在，前后变速器拨叉的位置如图2。
7.一种智能变速中置电机电动自行车，其实现智能换挡变速的方法步骤如下: a、起步、档位降到最低； b、检测速度、检测电压、电流、计算出电机输出功率； C、当电机功率连续I秒低于设定功率，加档；当电机功率连续I秒超出设定功率，降档； d、当电机功率一直维持在设定功率的上限和下限之间的话，维持原来档位； e、减速，根据速度降低档位； f、停车降低档位至起步时的档位。
8.一种智能变速中置电机电动自行车其实现智能换挡变速装置，能够计算出最佳速度和档位的能效比，让电动车行驶在最节能的档位。
9.如权利要求7所述的智能变速中置电机电动自行车的能效比的计算方法为:速度值除以电机功率值，哪个档位的比值最大就常用哪个档位。
全文摘要
本发明公开了一种智能变速中置电机电动自行车的变速装置。装置包含1、在电动自行车中轴位置安装的电机和链轮机械传动装置，2、智能自动换挡变速的智能变速器装置；机械传动装置包含，安装在中轴位置的电动机①，电动机输出轴上有单向小飞轮②，小飞轮通过皮带或者链条③和中轴脚蹬上的大链盘④链接传动，大链盘在中轴⑤之间安装有单向飞轮⑥；智能变速器包含单片机软件组成的控制器显示器(1)，电压、电流、速度传感器(2)，步进电机执行器(3)等等组成；本发明(1)结构简单轻巧，性能可靠，成本低廉，可实现5-27速连续变速，(2)相对于轮毂电机电动自行车，起步、爬坡力矩、续航里程、电池寿命大大增强。
文档编号B62M6/50GK103144732SQ20131006509
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者郭小华 申请人:郭小华