用于電動踏板車的電力推動單元和扭矩傳動組以及踏板車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一個用于電動踏板車的電力推動單元和扭矩傳動組以及在其上安裝有所述推進裝置的相應(yīng)的踏板車。
[0002]更具體地，本發(fā)明涉及一個用于操作具有跨型的本體和直立的坐位部分的電動踏板車的后輪的電力推動單元和扭矩傳動組，所述電力推動單元包括至少一個同步電機。
【背景技術(shù)】
[0003]近些年來，人們對環(huán)境問題越來越重視，已經(jīng)開發(fā)出所謂的“零排放車輛(ZEV) ”并且使其變得越來越普及。事實上，這些車輛的特征在于:它們將幾乎零污染的排放物釋放到大氣中。
[0004]特別是，最常見的零排放車輛為電力推進運輸工具或電動車輛。
[0005]這些電動車輛的性能特征為:它們具有用作存儲在一個或者多個可充電的電池內(nèi)的能源的電機。眾所周知，阻礙電動推進車輛廣泛使用的一個主要問題是:較差的能量儲存效率和電池充電循環(huán)。
[0006]所有電動車輛中，那些受電池的使用的相關(guān)聯(lián)的缺點的影響較小，并且因此具有自主性的電動車輛為踏板車，這是因為它們用于相對短的距離，通常只在城市環(huán)境中，它們有平衡重量/功率比，并且能夠傳輸電池組或電池包，適于使用和踏板車必須具有的自主性。
[0007]電動踏板車是非常安靜的，不產(chǎn)生任何污染排放物并且確保幾十千米的自主性，在最先進的模型的情況下甚至長達60-80千米，特別是裝備有鋰電池的那些電動踏板車。
[0008]目前這些電動踏板車設(shè)計用于特定的市場領(lǐng)域。例如，為數(shù)眾多的三輪電動踏板車或四輪電動踏板車，以較低或非常低的速度運行并且主要設(shè)計為滿足老人和殘疾人的移動性需要，目前在市場上可以購買到。
[0009]另一個不同類型的踏板車由類似于摩托車(而不是踏板車)構(gòu)成，雖然其能夠達到高速，但相當(dāng)昂貴和復(fù)雜，并且專門用于用戶精英，該用戶精英對生態(tài)問題特別敏感，但并不因為高價購買和維修費用而擔(dān)心。
[0010]中間范圍的較輕的和更易控制的兩輪踏板車已被替代開發(fā)并且已經(jīng)變得非常普遍，用于公共領(lǐng)域中進行日常任務(wù)，例如郵件分發(fā)。
[0011]雖然滿足如以上所簡要描述的用戶的各種不同的要求，但這些電動踏板車還沒有變得普及，主要是因為它們的生產(chǎn)仍然受阻于尚未被解決的技術(shù)問題。除了與電池包相關(guān)聯(lián)的上述問題之外，還有電機驅(qū)動踏板車的問題和以可競爭性的成本生產(chǎn)用于踏板車的電機和傳動裝置的困難，該踏板車能夠確保良好的響應(yīng)于在所有駕駛條件中沿著彎曲或起伏道路的操作命令。
[0012]目前，由于個人消費者對生態(tài)問題日益敏感，因此獲取電動踏板車的最大障礙是相對于可實現(xiàn)的性能特征和自主性的購買成本。
[0013]因此，阻礙電動踏板車大規(guī)模分布的主要因素是潛在目標(biāo)用戶的實質(zhì)性限制。
[0014]阻礙電動踏板車發(fā)展的另一個因素是它們的典型的較差的操作性，較差的斜坡上的初始加速以及需要頻繁地對電池充電。
[0015]鑒于這些問題，基本的需要是開發(fā)電機和傳動組以試圖使其效率更高、初始加速期間實現(xiàn)較低的能量消耗和整體獲得更大的使用自主性，而所有這些都是在低成本的情況下。
[0016]迄今為止，通過例如試圖優(yōu)化電動踏板車的每個部件部分，即通過使用可能最佳的電機，最好的傳動裝置以及最好的電池，已知技術(shù)已試圖對這些問題提供解決方案。結(jié)果已經(jīng)確切，提供了成本很高并且基本沒有市場的踏板車。
[0017]此外，最近已注意到:該技術(shù)可能似乎轉(zhuǎn)向使用永磁同步電機作為這種類型的踏板車的推進裝置，但矛盾的是由于通常被用于生產(chǎn)這些電機的稀土金屬的成本的顯著增加，因此對這種電機的使用已經(jīng)減少。
[0018]為了保持具有競爭力的價格，制造商已經(jīng)不得不采取可選擇的更重和更大體積的解決方案，例如異步電機或激勵轉(zhuǎn)子同步電機，其不利于電機裝置的緊湊性和電力消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:設(shè)計一個用于具有結(jié)構(gòu)和功能特征的電動踏板車的發(fā)動機裝置和傳動組，以便能夠克服現(xiàn)有技術(shù)所提出的解決方案的限制和缺點，并且保證特別緊湊的結(jié)構(gòu)，令人滿意的傳動比以及較低電功率消耗，同時減少了用于制造所述組的生產(chǎn)成本。
[0020]所提出的形成本發(fā)明的基礎(chǔ)的技術(shù)方案已經(jīng)在協(xié)同電機裝置和扭矩傳動組中開發(fā)，以便提供一個用于電動踏板車的牽引的特別設(shè)計的新穎的技術(shù)方案，即雖然避免使用已經(jīng)證明的技術(shù)方案，但是著重于該類型的電動車輛必須具有移動性、自主性以及可靠性的需要。
[0021]用于操作具有跨型的本體和直立的坐位部分的電動踏板車的后輪的電力推動單元和扭矩傳動組，已經(jīng)解決了該技術(shù)問題，所述電力推動單元包括至少一個同步電機，其特征在于，所述同步電機的類型為包括內(nèi)定子和具有杯狀形狀的外轉(zhuǎn)子的類型，外轉(zhuǎn)子在剛性地連接到定子的固定軸上轉(zhuǎn)動，所述電機安裝在基本上在直立的坐位部分的底部的重心位置，且固定軸橫向于踏板車的縱向軸線(X-X)，并且所述傳動組包括至少一個第一減速級和一個第二減速級。
[0022]有利地，所述至少一個第一減速級和第二減速級是由帶-輪傳動裝置形成。進一步地，傳動裝置是由齒形輪和帶形成。
[0023]可設(shè)想提供包含所述傳動組的殼體，殼體也包含在所述殼體內(nèi)滑動的支撐件，用于在所述第一減速級和第二減速級之間插入中間軸，以允許傳動帶的相對張緊。
[0024]形成固定驅(qū)動軸的軸向延伸的散熱器與電機的定子相關(guān)聯(lián)。
[0025]同步電機的類型是無刷型，并借助于逆變器驅(qū)動。
[0026]在直立的坐位部分還提供了用于容納電池的隔室。由充電電池組成的至少兩個結(jié)構(gòu)上獨立的電池包容納在所述隔室的內(nèi)部。
[0027]電池是可拆卸的并且設(shè)置有用于快速連接電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的電池充電器和電力供應(yīng)插頭連接器。
[0028]此外，每個電池包是獨立地可拆卸的，以便允許獨立的外部充電。
[0029]在實施例的一個變型中，推進裝置包括第二同步電機，第二同步電機可以通過自由輪機構(gòu)選擇性地聯(lián)接到所述傳動組。
【附圖說明】
[0030]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明提供的電動踏板車的立體側(cè)視圖；
[0031]圖2示出了根據(jù)圖1的電動踏板車的透視圖，其中顯示出座位下面用于容納電池的隔室；
[0032]圖3顯示了根據(jù)圖1的踏板車的透視圖，沒有車體以便可看到圖2所示的隔室的內(nèi)部；
[0033]圖4示出了根據(jù)圖3從另一個觀側(cè)面觀測到的踏板車的另一透視圖；
[0034]圖5和圖6為根據(jù)本發(fā)明的無整流罩的踏板車的中央部分的細節(jié)的相對的側(cè)面圖和相反的側(cè)面圖；
[0035]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的踏板車的扭矩傳動組的部分的分解透視圖；
[0036]圖8示出了連接到電動電力推動單元的根據(jù)圖7的傳動組的部分的前視圖；
[0037]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的踏板車的扭矩傳動組的根據(jù)圖7的部分在裝配結(jié)構(gòu)中的透視圖；
[0038]圖10示出了沿圖8中的線A-A的水平截面圖；
[0039]圖11示出了扭矩傳動組作為一個整體的前視圖；
[0040]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的用于踏板車的電力推動單元和扭矩傳動組的俯視圖；
[0041]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的電力推動單元和扭矩傳動組的實施例的變型的透視圖；
[0042]圖14示出了根據(jù)圖13的實施例的變型的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0043]根據(jù)本發(fā)明的電力推動單元和扭矩傳動組的特征和優(yōu)點將從下文通過非限制性示例并參照附圖提供的實施例的優(yōu)選示例的描述中變得清楚。
[0044]參考這些附圖，特別是圖1的示例，附圖標(biāo)記I表示整體和以圖解形式根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的電動推進車輛，并且這些電動推進車輛在下面將被稱為踏板車或電動踏板車。
[0045]通過非限制性示例的方式在這里所述的優(yōu)選實施例中，電動推進車輛是具有與傳統(tǒng)的電動踏板車保持一致的重量、功率和最大速度的兩輪踏板車。通過引導(dǎo)的方式，根據(jù)本發(fā)明的電動踏板車的重量可小于60kg，功率高達2kW以及最大速度小于45km/h，例如根據(jù)意大利法律相當(dāng)于電動踏板車或輕型摩托車。
[0046]本文所公開的車輛包括跨型的框架或本體2，即騎車者通過跨過本體2的較低的中央部分5騎上或坐上踏板車，坐在包括坐位3的直立的坐位部分6上，并且抓住前操縱把手4o
[0047]踏板車I具有支撐架20，具有中央跨步部分5的本體2安裝在支撐架20上。
[0048]保護騎車者的腿的前防護罩7設(shè)置在車把4與本體2的中央較低部分5之間。也設(shè)有將防護罩7連續(xù)地連接到座位3的直立的部分6的腳踏部分9。
[0049]直立的部分6設(shè)置有整流罩并且隱藏了座位下面用于容納電池的寬敞隔室15，這將參考圖2至圖6在下文進行詳細描述。
[0050]電動踏板車I包括沿車輛的縱向軸線X-X成一條直線的兩個車輪12、13。
[0051]前輪12通?？辙D(zhuǎn)安裝在前叉14、16上，同時后輪13為驅(qū)動輪。車輪的頂部由各自的擋泥板17和27保護。
[0052]踏板車由具有設(shè)計用于連接到后輪13的相關(guān)聯(lián)的扭矩傳動組11的電力推動單元10操作。
[0053]有利地，電力推動單元10包括具有內(nèi)定子32和外轉(zhuǎn)子29的類型的至少一個無刷同步電機30。電機30由與電子板28相關(guān)聯(lián)的用于調(diào)節(jié)和控制電機的操作的逆變器驅(qū)動。
[0054]如上所述，電機30的類型為所謂的內(nèi)定子和外定子的類型，即轉(zhuǎn)子29安裝在筐狀的支撐殼體上相應(yīng)定子32的外側(cè)上的那種類型。例如以同一申請人的名義申請的歐洲專利N0.EPl, 691，470描述了電機30的結(jié)構(gòu)。
[0055]為了說明書的完整起見，要指出的是，電機30的定子32具有基本上圓柱形結(jié)構(gòu)并且包括本身已知的多個極靴，例如通過一個疊一個并且彼此接觸設(shè)置成包，并且固定安裝在中心軸線上的多個疊片形成。
[0056]內(nèi)定子32具有多個磁極，多個磁極圍繞由電繞組圍繞的大量徑向疊片被限定。燒結(jié)端元件由形成極靴的軟磁性復(fù)合材料(SMC)制成，位于每個疊片包外側(cè)。
[0057]外轉(zhuǎn)子29包括主杯形體；外轉(zhuǎn)子29的邊緣的內(nèi)表面，面向定子的氣隙或合成材料，支撐使用熱塑性成型(注塑成型)技術(shù)注入的塑料磁鐵制成的磁環(huán)。
[0058]內(nèi)定子32被鎖合到對應(yīng)的固定軸33上。
[0059]外轉(zhuǎn)子29的主杯形體，圍繞該內(nèi)定子32，具有一個連接到管狀部分25的底面，該管狀部分25遠離內(nèi)定子32的方向延伸，并且通過軸承可轉(zhuǎn)動地支撐在固定軸33上。
[0060]徑向膨脹離心式離合器38可設(shè)置為剛性連接到管狀部分25所在的一側(cè)上的外轉(zhuǎn)子29。
[0061]離合器38的存在是可選擇的，并且它是完全可以將轉(zhuǎn)子29的管狀部分直接連接到第一傳動輪21，第一傳動輪21形成傳動組11的一部分，其將在下文描述。
[0062]同步電機30還包括電連接到該電機上的電子控制板28，和與電子管理和控制電路板28