专利名称：电动车的驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动车尤其是电动两轮车的驱动装置，以驱动至少一个转动轮。
欧洲专利EP 0 561 268 B1公开了一种摩托车发动机驱动装置，其包括一个盘式外壳，该外壳有一个旋转部分和一个固定部分，其中旋转部分与转动轮联接。固定部分与自行车架相连，用作由电池驱动的齿轮传动马达的支架，以及转速减速器的支架，该转速减速器将马达在固定部分与旋转部分相连。最后该固定部分还有一个控制电路元件，其通过脚蹬驱动器根据输入的转矩控制马达转矩。
电能由蓄电池供给，蓄电池尤其在车辆起动时载荷达到最高，因为电动机特别是低转速时发出的转矩较高。目前在制造耐高电流蓄电池领域已取得很大发展，因而可以用例如镍镉蓄电池(NiCa-Batterien)提供至少短时间的高电流强度。其缺点是，这种蓄电池不仅贵，而且可持久性有限。此外再充电性要服从一定的规律，而电动机驱动的自行车的使用者却不是总能服从该规律。因此，例如部分放电的蓄电池的再充电比较困难，因为由于记忆效应而不能利用全容量。另外如果比较镍镉蓄电池和具有相同储能能力的铅电池，则铅蓄电池的成本大约是镍镉蓄电池成本的五分之一。铅蓄电池的优点还在于其清除废料可广泛调整并且不再使用有毒的镉。
所提出的电动车驱动装置涉及一种驱动方案，其目标在于，首先与作为蓄电池的通用铅蓄电池马达共同起作用。因为通过驱动装置的电流强度过量会损坏蓄电池，因而建议，设置两个电动机驱动转动轮，这些电动机被一个电子控制单元或者可选择地串联或并联接合，或者在并联电路时通过脉冲宽度调制控制周期性地加载。对于车辆起动，建议，两个电动机串联，在达到与较低车速相应的一定转速时，将电动机电路转换到并联驱动。
由于电能分配给两个电动机，避免了与馈电有关的损失功率的一半，并使电压降和峰值电流减半，从而导致以下优点·蓄电池不再加载高峰值电流，使得可以用便宜的铅蓄电池替代昂贵的镍镉蓄电池。
·由于电压降减半，因而可以在较低电池电压下工作，由此可以使用标准蓄电池。
·由于能量消耗较少，因而可以降低蓄电池容量从而减少重量。
另外还有一个优点，即带有两个电动机的电动车驱动装置的构造比带有一个电动机的更容易实现。此外，所建议的构造的目标在于，使电动机的制造成本很低，这可以通过使用在市场上为其它用途可大量买到的小型电动机实现。
最后，有利的是，为单个电动机的调制供电的大功率晶体管可以很便宜地获得，并且其热反应比起用于大型电动机的单个功率晶体管可更好地控制。
为自行车的平均速度直到占空因数(Tasthltnis)达到50％，采用对两个电动机的脉冲宽度控制，其中一个电动机的供电相位和另一个电动机的空转相位恰好相合，反过来也是。为了保护蓄电池，占空因数不超过50％指数。只有当电动机的运转电流很小时的高转速阶段，可以采用50％到100％之间的占空因数，其中100％对应于车辆的最高速状态。
另一个优点是，电子控制单元的所有调节都可根据转速完成。为此要求持续比较脚蹬转速和转动轮转速，其中在建议的实施例情况下，驱动装置只有在脚蹬转速与速度成比例时才释放电能。由此以很简单的方式保证了一直用人力驱动自行车。
上述两个转速可在驱动装置中被询问。为获得转动轮转速，在轮毂周边安置多个磁铁，该磁铁通过一个舌簧被询问。
为获得脚蹬转速，在整体多档轮毂的行星轮支架上安置一个多极磁环。两个转动角度偏置的霍尔传感器通过铝制外壳检测磁环的转速和转向。为了控制，只使用磁铁在南北极之间的转换。该转换代表了确定的周向角度，从而可实现精确的控制。
比较转动轮和脚蹬支架的角速度以实现控制。当差值超过一个规定的系数时，关闭驱动装置。通过给定一个系数而不是一个固定值，可以在速度越高时越快地关闭，从而提高安全性。
因此本发明的任务是，提供一种电动车的驱动装置，其可由通常的铅蓄电池驱动，并在与脚蹬时的人力结合过程中具有电流计量，借此更好地利用蓄电池，以在尽可能小的蓄电池重量下实现尽可能长的行程。
为解决该任务，在一个普通的轮毂体中设置一个与人力匹配的电路，至少两个可分开控制的电动机以及一个控制电子和一个空档离合器的销止离合器(Kupplung als berbrückung einer Freilauf-kupplung)。
下面借助原理图详述驱动装置的一个实施例。图示为
图1是用于安装到自行车转动轮内的驱动装置的轮毂体，图示中包括一个变速器支架，该变速器支架带有至少一个电动机，一个电子控制单元，一个变速器和一个空档离合器的销止离合器；图2是变速器在变速器支架上的布置，带有两个电动机和一个内齿轮以将作用于其上的转矩传递到转动轮上。
本发明涉及一种驱动装置，带有一个位于固定轴线1上的普通轮毂体，该轴线1属于带有驱动棘轮3的多档轮毂2，该多档轮毂2将此处的转矩传递到轮毂体的轮毂外壳5内的轮毂套筒4上。该轮毂外壳5有轮辐法兰6，法兰与车辆转动轮通过轮辐相连。属于同一轮毂体的还有一个变速器支架10，该支架10旋转固定于轴线1上，并用作两个电动机E1和E2的安装支架，和变速器8、离合器13以及电子控制单元15的支架。
图2示出了电动机E1和E2如何通过变速器8与齿轮11共同作用。齿轮11与一个公共轴18相连，由此该轴可驱动两个电动机E1和E2。从电动机1和2发出的转矩流接着从该公共轴18经空档离合器16传递到驱动齿轮9，该驱动齿轮与内齿轮7共同作用，该内齿轮又与两个外壳5从而与齿轮转动轮直接相连。
根据图1所示，力流从各电动机E1和E2上的电动机齿轮12经变速器8、齿轮11、轴18、空档离合器16、驱动齿轮9传到内齿轮7，而反方向的力流被空档离合器16中断。除非空档离合器16在空转转向上被固定，这可通过具有爪17的离合器13实现，爪17可通过致动器14实现啮合。当电流源不能再供给车用电源N时则要求空档离合器16的这种断开。对这种情况规定，轮毂体的两个外壳5从转动轮起被驱动，两个电动机E1和E2中的至少一个通过变速器8反向驱动。然后电动机E1和/或E2以发电机模式工作，供给车用电源N以及与之相连的车用照明。通过脚蹬经驱动棘轮3将该驱动传递到两个外壳5上。采用两个或更多个电动机的优点不只限于两轮车的转动轮驱动装置。相反，其原理可用于所有电池供能的、应顾及蓄电池的耐电流性和实现行驶操作效率特别有利的车辆驱动。
权利要求
1．电动车的驱动装置，尤其用于电动两轮车以驱动至少一个转动轮，其特征在于，驱动装置至少有两个电动机(E1，E2)，该驱动装置可以同时、交替或者单个地驱动转动轮。
2．如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，电动机(E1，E2)通过变速器(8)作用于公共轴(18)，该轴用于转动轮的驱动轴。
3．如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，驱动装置的电动机(E1，E2)的电流供给通过一个电子控制单元(15)计量。
4．如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，电动机(E1，E2)是直流电动机。
5．如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，电动机(E1，E2)有永磁体。
6．如权利要求1或3所述的驱动装置，其特征在于，电动机(E1，E2)通过电子控制单元(15)可选择地并联或串联接通电路。
7．如权利要求1至6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，电动机(E1，E2)可由脉冲宽度调制电流控制，其中电子控制单元(15)调节脉冲宽度。
8．如权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，脉冲宽度调制控制是这样设计的，即在电动机(E1，E2)并联电路中，一个电动机(E1)的供电相位与另一个电动机(E2)的空档相位恰好相合。
9．如权利要求7或8所述的驱动装置，其特征在于，为两个电动机(E1，E2)交替控制的供电相位直到规定的电动机(E1，E2)转速都不超过整个相位的50％。
10．如权利要求1至9中的任一项所述的驱动装置，其特征在于，对能量计量中断的情况，两个电动机(E1，E2)中的至少一个(E1)作为发电机工作，以产生车用电源能量。
11．如权利要求10所述的驱动装置，其特征在于，设有空档离合器(16)的销止离合器(13)，当转动轮单独传动时，该销止离合器(13)保证通过变速器(8)驱动作为发电机的电动机(E1和/或E2)。
全文摘要
本发明涉及一种电动车的驱动装置,其中为了获得高效率和蓄电池的高过载安全性,采用了两个电动机,其电连接可选择地并联或串联。此外通过电子控制装置可以脉冲宽度调谐地控制电动机,由此使蓄电池的电流载荷保持在规定的极限内。其它优点是其空间的充分利用、制造成本的经济和价格便宜的材料的应用。
文档编号B62M23/02GK1295522SQ99804588
公开日2001年5月16日 申请日期1999年12月14日 优先权日1999年1月29日
发明者R·法伊 申请人:Sram德国有限公司