體弧度、氣隙間距、定子單元繞芯形狀及其排布等參數(shù)相關(guān)的值，有多種理論模型，具體設(shè)計(jì)應(yīng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)。電源調(diào)制器相應(yīng)輸出驅(qū)動或制動電流的工作邏輯可由常規(guī)開關(guān)控制線路實(shí)現(xiàn)，也可采用CPU編程結(jié)合功率模塊組電路實(shí)現(xiàn)，或采用大規(guī)模集成電路技術(shù)制造的專用芯片實(shí)現(xiàn)。
[0076]圖7a是一個定子單元組合8個轉(zhuǎn)子單元的局部結(jié)構(gòu)示意圖，定子單元在轉(zhuǎn)體一個旋轉(zhuǎn)周期π分別與8個轉(zhuǎn)子單元發(fā)生磁作用，電源調(diào)制器對應(yīng)的理論時序電流劃分為8個(WTtl)周期，圖7b標(biāo)示了一種設(shè)定T為/8、與轉(zhuǎn)體逆時針旋轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)的10TjP Ttl示意時域，圖7c為其中一個周期T的通電邏輯示意圖。轉(zhuǎn)子單元并非設(shè)置越多越好，其在轉(zhuǎn)體上的數(shù)目η受限于所受定子單元電磁力有效作用區(qū)間相應(yīng)的空間占位，否則電源調(diào)制器對應(yīng)輸出的時序電流周期會重疊。
[0077]電源調(diào)制器啟動供電的時刻和所設(shè)定的電流時序直接定義了轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向，當(dāng)時序電流對應(yīng)所述轉(zhuǎn)子單元位于Θ為一 90度至Θ為一 30度的狀態(tài)區(qū)間設(shè)置(此處一值區(qū)間以Θ為0、相對前述供電時域?qū)?yīng)轉(zhuǎn)子單元位于Θ為90度至Θ為30度的設(shè)置區(qū)間而相對定義)，則轉(zhuǎn)體相應(yīng)順時針方向旋轉(zhuǎn)，圖7d標(biāo)示了一種結(jié)構(gòu)與圖7b類同、與轉(zhuǎn)體順時針旋轉(zhuǎn)方向相對應(yīng)的！\、TjP T C1時序的示意區(qū)域。
[0078]如圖8a所示，轉(zhuǎn)體內(nèi)設(shè)置兩個定子單元，轉(zhuǎn)體上設(shè)置8個轉(zhuǎn)子單元，在轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)周期中，電源調(diào)制器要為兩個定子單元分別提供8個周期為(T^T2+!;)的時序電流，這類組合設(shè)置方式一般適用于車輪的輪圈；對于轉(zhuǎn)子單元設(shè)置在輪轂內(nèi)轉(zhuǎn)體的設(shè)計(jì)，可優(yōu)選8個定子單元組合10個轉(zhuǎn)子單元、12個定子單元組合12個轉(zhuǎn)子單元(如圖8b所示)，等等。理論上當(dāng)H個定子單元與η個轉(zhuǎn)子單元組合設(shè)計(jì)時，如果電源調(diào)制器對H個定子單元繞組分立供電，需對應(yīng)設(shè)計(jì)η*Η個電流時序，即η*Η個(T^T2+!;)電流時序，編程將十分復(fù)雜；因此在多個定子單元的實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，優(yōu)選H個定子單元繞組電串聯(lián)組合，或H個定子單元繞組分為若干組外接電源調(diào)制器；例如12個定子單元的繞組串聯(lián)，每4個繞組中間引出抽頭共三根線對外電連接電源調(diào)制器，技術(shù)上還可利用該三根線兩兩比較的微分電位的不同，作為一種判別轉(zhuǎn)子單元與定子單元相對位置的信號源，替代獨(dú)立設(shè)置的傳感單元。
[0079]電源調(diào)制器可用常規(guī)開關(guān)電路設(shè)計(jì)或脈沖數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)，后者的基礎(chǔ)功能模塊一般包括電源變換電路、內(nèi)存貯有工作程序的微處理器和信號輸入輸出電路，能通過傳感單元3c反饋信號相應(yīng)地控制驅(qū)動模塊輸出的時序電流；電源調(diào)制器的基本工作邏輯如圖5a簡示，圖5b是一種實(shí)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)邏輯的模塊組合示意圖。
[0080]電源調(diào)制器的工作邏輯變換指令信號通常是從固連在轉(zhuǎn)體內(nèi)部或外部的傳感單元3c獲得，傳感單元不限于使用磁電感應(yīng)繞組或霍爾元件，也可使用光電編碼器等，當(dāng)轉(zhuǎn)子單元繞軸周期性運(yùn)動時，傳感單元可獲得電流(電壓)的變化率反饋給電源調(diào)制器，電源調(diào)制器依據(jù)其傳感信號相應(yīng)發(fā)出電流時序。根據(jù)對傳感單元的工作精度及可靠性要求，傳感單元可在轉(zhuǎn)體內(nèi)部或外部設(shè)置一個或若干個，甚至變形為從上述多個定子單元繞組串聯(lián)成多線回路反饋的方式、以及運(yùn)用定子單元3a雙線環(huán)繞的繞組反饋方式獲得工作邏輯變換指令信號，此時電源調(diào)制器的傳感信號輸入端Ic相應(yīng)內(nèi)置，其響應(yīng)處理對電源調(diào)制器的工作程序邏輯提出了較高要求。
[0081]綜上，所述的電源調(diào)制器是一個邏輯電源開關(guān)系統(tǒng)，時序通電周期/頻率反映了單位時間內(nèi)定子單元3a對轉(zhuǎn)子單元3b的通電作用次數(shù)，該時序頻率間接定義了轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速及定子單元所需的通電幅值或電磁力(源于電源調(diào)制器向定子單元的繞組通電)，通電幅值越大，單位時間內(nèi)定子單元通電對轉(zhuǎn)子單元的作用力越大、作用次數(shù)越多，其結(jié)果是轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速越快。電源調(diào)制器所輸出電流的時序頻率，與轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)一個周期隱含的(T1+!^+!;)時序作用次數(shù)、通電平均強(qiáng)度以及轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速是相互對應(yīng)的諸物理量關(guān)系，當(dāng)電源調(diào)制器的諸多設(shè)定條件進(jìn)入邏輯工作狀態(tài)后，控制了時序通電的頻率也就是控制了電動裝置的轉(zhuǎn)速。該人工控制電動裝置的轉(zhuǎn)速是通過驅(qū)動操控裝置9a電連接電源調(diào)制器的輸入端Id來實(shí)現(xiàn)。
[0082]驅(qū)動操控裝置9a的傳統(tǒng)產(chǎn)品為一個變形設(shè)計(jì)的變阻器或電位器，一般設(shè)計(jì)為常規(guī)旋轉(zhuǎn)把手式，近年不少建立在光敏、霍爾控制技術(shù)基礎(chǔ)的專用操控裝置日趨成熟，亦可設(shè)計(jì)為推拉式操縱桿或若干定速檔位的控制方式，包括遙控。
[0083]當(dāng)電動裝置增設(shè)電磁力制動功能時，電源調(diào)制器相應(yīng)增設(shè)的制動信號輸入端Ie與電磁制動裝置9b電連接，如圖5c所示；電磁制動裝置的功能為可控制電源調(diào)制器所輸出的制動通電強(qiáng)度，制動通電電流越大，電磁制動效果越好。
[0084]本實(shí)用新型電動裝置啟動時有一種特殊狀態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)子單元剛好處于與定子單元隔氣隙處于同一法線10、θ為O時，容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)。如非配合電動車設(shè)計(jì)為助動起步，可對電源調(diào)制器相應(yīng)設(shè)計(jì)電動裝置的靜態(tài)啟動程序；所述電動裝置靜態(tài)啟動程序的一個簡單例，是電源調(diào)制器在設(shè)定時間最大值得不到傳感裝置反饋信號的情況下，實(shí)時發(fā)出與正常驅(qū)動電流方向相反的啟動電流，使轉(zhuǎn)體上至少一個轉(zhuǎn)子單元受到同極性相斥而偏離Θ為O的狀態(tài)，避免電動裝置啟動不暢順。
[0085]定子單元在轉(zhuǎn)體內(nèi)的設(shè)置要點(diǎn)，是要使轉(zhuǎn)子單元在周期性旋轉(zhuǎn)中與其形成有效發(fā)生磁作用的相對氣隙3d，該氣隙是定子單元向轉(zhuǎn)子單元傳遞電磁力作用的能量通道，氣隙越小越有利于磁能量作用傳遞，但氣隙過小易發(fā)生機(jī)械接觸，設(shè)計(jì)時需綜合把握材料的剛性和機(jī)械加工精度。圖la、圖1b和圖1c是定子單元設(shè)置在轉(zhuǎn)體內(nèi)緣的一種示例，定子單元也可改變?yōu)樵O(shè)置在轉(zhuǎn)體外緣固定部位的結(jié)構(gòu)。
[0086]當(dāng)電動裝置的最佳速度/轉(zhuǎn)矩需要外加機(jī)械裝置調(diào)整時，可加入減速/變矩裝置2，通過若干齒輪的組合達(dá)到改變機(jī)械傳動輸入端的轉(zhuǎn)速或改變轉(zhuǎn)矩的技術(shù)目標(biāo)，減速/變矩裝置的設(shè)計(jì)方案較多，既可獨(dú)立設(shè)置，也可以在轉(zhuǎn)體外部實(shí)行一體化整體設(shè)計(jì)，甚至變形為與外部旋轉(zhuǎn)裝置連體設(shè)計(jì)；但在轉(zhuǎn)體外部非同軸設(shè)置減速/變矩裝置時，通常需配置懸架、減震彈簧等調(diào)整重心，非優(yōu)選方案。
[0087]目前市場主流電動車是配置二次電池，由于二次電池的比能量低，鉛電池一般僅為40VAh/Kg，鋰電池一般為120VAh/Kg，配車的續(xù)航里程欠理想；一次電池的優(yōu)點(diǎn)是自放電小、比能量高，近期實(shí)驗(yàn)室制作的鋁空氣電池的比能量已達(dá)到8000VAh/Kg以上，但這類金屬電極一次電池普遍伴隨內(nèi)阻大的缺陷，其比能量雖高但大電流放電能力卻不強(qiáng)，雖然其未來應(yīng)用前景被業(yè)界看好，但現(xiàn)階段仍難滿足電動車電動裝置對放電性能的需求，較穩(wěn)健的技術(shù)方案是作為輔助電能使用。
[0088]本實(shí)用新型所述電動車優(yōu)選在配置二次電池的技術(shù)基礎(chǔ)上，增加設(shè)置電能補(bǔ)充裝置18和邏輯充電裝置17，行業(yè)習(xí)慣統(tǒng)稱為增程系統(tǒng)；所述邏輯充電裝置的主要功能是監(jiān)測二次電池組Sb的實(shí)時狀態(tài)，并在設(shè)定的工作邏輯下為二次電池組補(bǔ)充電能，如圖9a所示；所述二次電池組的實(shí)時狀態(tài)至少包括實(shí)時電壓或殘存容量，例如某電動車的鉛電池組的標(biāo)稱工作電壓為48V，其正常工作電壓區(qū)間為42.0V至53.2V，當(dāng)設(shè)定鉛電池組補(bǔ)充電的電壓閥值為47V時，只要邏輯充電裝置監(jiān)測到電池組的實(shí)時電壓下降至47V，即啟動電能補(bǔ)充裝置為二次電池組補(bǔ)充電。所述的邏輯充電監(jiān)測和直流充電控制的功能，也可以部分或全部移植至電源調(diào)制器實(shí)現(xiàn)，圖9b所示的是一種由電源調(diào)制器監(jiān)測二次電池組實(shí)時電壓并控制充電邏輯、直流充電功能由邏輯充電裝置完成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖。所述增程系統(tǒng)的電能補(bǔ)充裝置，可以為材料任意的一次電池與直流充電控制裝置組合而成，例如采用鋁空氣電池。
[0089]電能補(bǔ)充裝置也可以為燃料箱、內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)和整流裝置組合而成，該類裝置組合均為相對成熟技術(shù)，所述的燃料包括但不限于甲醇、乙醇、汽油、柴油、天燃?xì)?、氣態(tài)或液態(tài)氫等；業(yè)內(nèi)公知，內(nèi)燃機(jī)的一個重要特點(diǎn)是在低速或變速時的狀態(tài)燃燒不充分，但在定速尤其是高速的恒功率狀態(tài)下工況一般都較理想，由于本實(shí)用新型電動車的增程系統(tǒng)功能僅是為二次電池組補(bǔ)充電能，內(nèi)燃機(jī)可設(shè)置在恒功率工況，即使電能補(bǔ)充裝置的電能來源是采用內(nèi)燃機(jī)燃料，燃料的燃燒排放也十分低。
[0090]所述增程系統(tǒng)的兩類電能補(bǔ)充裝置，在電動車設(shè)計(jì)可組合并用。
[0091]本說明書所述的優(yōu)選例僅為推薦，若干技術(shù)方案可部分使用，也可加入或組合并用其他成熟技術(shù)。只要根據(jù)電動裝置的磁流能量特點(diǎn)，通過對電源調(diào)制器設(shè)計(jì)可精確控制的時序電流，即可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型方案的基本技術(shù)目標(biāo)。
[0092]對電動車以及電動機(jī)技術(shù)較深入了解的專業(yè)人士，都不難在所述的方案基礎(chǔ)上，舉一反三地變形實(shí)施本【實(shí)用新型內(nèi)容】。本實(shí)用新型所述電動裝置的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、電能補(bǔ)充方案及其衍生的技術(shù)變形實(shí)施，均應(yīng)被列入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0093]實(shí)施例1、
[0094]一種電動裝置設(shè)置在后輪的兩輪車，配套車架4的局部結(jié)構(gòu)如圖1d所示，車輪周長為1000mm，電池組8b選用24V12Ah磷酸鐵鋰電池安裝在車架內(nèi)部。電動裝置的轉(zhuǎn)體6為一個具有轉(zhuǎn)動軸、周長為10mm的環(huán)形鈦鋁合金圈，轉(zhuǎn)體內(nèi)同軸7套裝一個帶固定軸的圓盤，該圓盤的固定軸外部機(jī)械參數(shù)參照配套兩輪車的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，并用于取代常規(guī)兩輪車的固定輪軸而安裝，在圓盤上安裝一個定子單元3a ;轉(zhuǎn)體外部設(shè)置有一個由若干齒輪組合而成的減速/變矩裝置2，其與轉(zhuǎn)體同軸心安裝，減速比為10:1 ;減速/變矩裝置的外部設(shè)置有若干機(jī)械孔，若干輻條的一端穿孔固定，另一端固連輪轂內(nèi)緣，使電動裝置實(shí)現(xiàn)對車輪5的輪圈傳動。
[0095]轉(zhuǎn)體上設(shè)置8個材料為釹鐵硼的轉(zhuǎn)子單元，加工成長度為2mm的帶弧形的盒狀小單元，寬度