本實用新型專利技術公開了一種電動裝置和電動車，所述電動裝置包括電源調制器、驅動操控裝置、定子單元、永磁體轉子單元和轉體；所述轉體為一個具有轉動軸的環形機械圈，其上間隔設置至少4個磁極方向相同的轉子單元；定子單元至少設置一個在靠近轉體的固定部位且與轉子單元的周期相對氣隙不大于70mm；所述電動車包括車架、電池組和至少一個車輪，至少設置一套所述電動裝置；所述電動車配置二次電池組時可加裝電能補充裝置。本實用新型專利技術結構簡單、組合多樣化、成本低，適應高端節能電動車的設計要求。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及電動車及其電源動力設計領域，特別涉及一種電動裝置的機械結構及其驅動和制動的時序電流設計方法以及電動車的增程方法。
技術介紹
國內電動自行車市場目前主流是配用電動輪，這類電動輪實際是將傳統設置在軸上的電動機變形在輪轂內。電動汽車的行業熱點是開發乘用車輪轂電機，又稱車輪內裝電機，其最大特點就是將動力、傳動和制動裝置整合到輪轂內；行業專家普遍認為，由于目前輪轂電機的部件重量遠遠超出輪轂本體(一般包括輪轂電機、剎車盤、剎車卡鉗、主動懸掛電機、懸架、減震彈簧等)，其技術意義很有限，現有電動機遠遠達不到輪轂電機的設計要求。近年獲得迅猛發展的永磁無刷直流電機，主要由電機本體、位置檢測器和電源逆變控制器組成，永磁體一般設置在轉體上、N/S磁極交替相距一定間隙排布，若干繞組設置在靠近轉體的固定部位，位置檢測器和逆變器一起構成電子換向器取代機械接觸式換向裝置，繞組通電形成旋轉磁場而使轉體旋轉。這種永磁無刷直流電機的主要問題是正弦波變形的近似度控制，其動力供電雖然采用PWQ技術調制，但在控制思想方法上受限于電動機內部旋轉磁場的傳統設計。近年來國內外同行還試圖開發在輪緣設置原動機構的電動輪，例如市場上一種在車圈外緣設齒并安裝輸出軸帶齒電動機的電動自行車，通過齒輪傳遞電動機的軸輸出動力，這類設計雖有新意，但由于采用傳統設計的電動機和常規方式的動力供電，其電能轉換效率與輪轂式電機類同，并且在車圈外緣設置電動機會受到功率的限制。續行里程短是現階段電動車的軟肋，行業普遍認為在高能量電池進入商用前，靠增加電池數量提升電動車的續行里程不現實，因此目前汽車市場主流是發展油、電雙源混合車，其設計思想為:當汽車起步或低速時使用電動機的動力，汽車達到某個速度閥值時變換為使用內燃機的動力，從而降低汽車在起步或低速時因燃油在內燃機燃燒不完全引起的排氣污染；其技術基礎結構特征為:燃料箱給內燃發動機系統提供燃料輸出動力；在此傳統設計基礎上并行增加一套電連接電池組的電動機系統，電動機由電池組提供電能輸出動力；兩路動力通過油、電動力轉換裝置共用機械傳動系統，將內燃機或電動機的動力傳遞到輪轂上，這類雙源動力的設計可稱之為油、電動力并行系統，其明顯缺點為制造成本高。
技術實現思路
本技術的目的，在于克服現有電動車用直流電動機的內部結構的缺陷，提供一種內部結構有別于傳統的設計，同時通過電源調制器將直流電改變為一種非通電方向交替變換的時序電流供電方案，結構簡單，轉矩大，工藝容易實現。本技術提供的一種電動車的電動裝置，所述電動裝置包括電源調制器1、驅動操控裝置9a、定子單元3a、永磁體轉子單元3b和轉體6 ;所述轉體為一個具有轉動軸的環形機械圈，其上間隔設置至少4個轉子單元3b，且所有轉子單元環繞轉體設置的磁極方向相同；所述定子單元3a至少設置一個在靠近轉體的固定部位，其與轉子單元形成的周期性相對氣隙3d不大于70mm ；所述電源調制器I包括電源輸入端la、時序電流輸出端Ib和驅動信號輸入端ld，電源輸入端電連接電池組8的正負極，時序電流輸出端電連接定子單元的內部繞組，驅動信號輸入端電連接驅動操控裝置9a ;所述電源調制器對定子單元3a內部繞組供電使定子單元所形成的電磁極方向，與所述轉子單元3b運動相向的磁極相反；電源調制器通過驅動操控裝置獲取用戶的指令并相應輸出時序電流，使電動裝置實現驅動。優選的，所述電源調制器的額定功率不超過30kW。優選的，所述轉體6包括車輪5的輪圈、輪轂15以及通過機械構件同軸7分別固連輪圈/輪轂內緣和車輪轉動軸的環形機械圈；所述車輪5的輪圈具有一個機械圓環；所述輪轂15具有兩個以上機械圓環，若干機械圓環通過機械構件同軸固連；所述分別固連輪圈/輪轂內緣和輪轂內環形機械圈的機械構件，包括外置輻條或與輪圈/輪轂一體化設計制造的機械筋條。更優選的，所述的機械構件還包括若干齒輪組合的減速/變矩裝置2 ;減速/變矩裝置的傳動輸入端與轉體6機械固連，其傳動輸出端與輪圈、輪轂的內緣機械固連；減速/變矩裝置獨立設置，或與轉體或輪轂一體化設置。所述轉子單元3b設置于轉體6上的安裝位置包括嵌合于轉體的外緣、內緣、轉體內部或與轉體一體化設計制造，在不影響安裝于轉體的前提下不限形狀；所述轉子單元在轉體上的間隔設置優選均勻排布。所述轉子單元在轉體6上同極向設置，包括N/S兩極連線與轉體6同軸法線10重合/垂直的4種典型組合狀態，以及在4種典型組合狀態基礎上N/S兩極連線偏轉不超過17度。優選的，所述定子單元3a由至少一組良導線環繞磁介質材料的磁芯而成，其內部線圈繞組可任意串聯、并聯連接，或通過不同繞組之間引出中間抽頭組成多線外接回路；對外電連接的方式可以為兩線或多線構成的回路。優選的，所述靠近轉體6設置定子單元3a的固定部位，包括轉體外部的車架、轉體內與車輪固定軸固連的機械裝置；若干定子單元繞組通電組合的電磁極方向設置，遵循與轉子單元3b運動相向磁極相反的原則，以其組合電磁場穿過氣隙3d的磁通量獲得最大值為優選。所述定子單元3a或若干定子單元組合在靠近轉體6固定部位的設置，包括內部繞組通電形成的電磁極兩極連線12與車輪5的法線10垂直/重合的4種典型狀態，以及包括偏轉不超過17度角；優選的，所述電動裝置還包括傳感裝置，所述傳感裝置包括若干能感應所述轉子單元與定子單元相對位置的傳感單元3c ;所述傳感單元與所述電源調制器的傳感信號輸入端Ic電連接；所述電動裝置至少在轉體的內部或外部設置一傳感單元；優選的，所述傳感裝置還包括定子單元的內部繞組，所述內部繞組包括環繞定子單元磁芯的繞組以及由若干定子單元繞組之間串聯而成的多線外接回路。優選的，所述電動裝置還包括電磁制動裝置％，所述電源調制器I還包括制動信號輸入端le，其電連接所述的電磁制動裝置；所述電源調制器通過電磁制動裝置獲取用戶的制動指令并相應輸出時序電流，使電動裝置實現制動。所述驅動操控裝置9a可設置為常規旋轉把手式、推拉式操縱桿或其他任意人工控制方式，以及設定若干定速檔位的控制方式，包括外置為遙控。本技術中，所述電源調制器將直流電源轉換為時序電流，使電動裝置中的定子單元被限定在電源調制器設定的時域周期性地通電和斷電。本技術中，所述含有上述任一電動裝置的電動車包括車架4、電池組8和至少一個車輪5，所述電動車至少設置一套所述的電動裝置；所述電池組包括一次性使用的一次電池8a或可重復多次充電使用的二次電池8b，或兩者組合設置。所述電動車的車架任意；所述電動車的車輪包括單輪轂以及同軸緊湊安裝兩個輪轂的準單輪結構。優選的，所述一次電池8a和二次電池Sb兩者組合設置包括電并聯連接。更優選的，所述電動車配置二次電池組8b時加裝電能補充裝置18，所述電能補充裝置包括材料任意的一次電池8a與控制裝置組合，或為內燃發電機與系統控制裝置組合，或兩者組合設置；電能補充裝置通過邏輯充電裝置17電連接二次電池組；所述的邏輯充電裝置獨立設置，或將其部分邏輯功能或全部邏輯功能集成于電源調制器I內。所述的增程系統包括電能補充裝置和邏輯充電裝置。所述一次電池8a的控制裝置至少包括一次電池啟動裝置；所述內燃發電機包括內燃機和發電機，所述系統控制裝置至少包括內燃機啟動及停止裝置；所述內燃機的燃料任意本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種電動車的電動裝置，其特征在于，所述電動裝置包括電源調制器(1)、驅動操控裝置(9a)、定子單元(3a)、永磁體轉子單元(3b)和轉體(6)；所述轉體為一個具有轉動軸的環形機械圈，其上間隔設置至少4個轉子單元(3b)，且所有轉子單元環繞轉體設置的磁極方向相同；所述定子單元(3a)至少設置一個在靠近轉體的固定部位，其與轉子單元形成的周期性相對氣隙(3d)不大于70mm；所述電源調制器(1)包括電源輸入端(1a)、時序電流輸出端(1b)和驅動信號輸入端(1d)，電源輸入端電連接電池組(8)的正負極，時序電流輸出端電連接定子單元的內部繞組，驅動信號輸入端電連接驅動操控裝置(9a)。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉粵榮，李德倫，
申請(專利權)人：劉粵榮，
類型：新型
國別省市：浙江;33
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