腳踏控制電動裝置、電動車及其驅(qū)動和制動、增程方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種腳踏控制電動裝置和電動車，所述電動裝置包括電源調(diào)制器、驅(qū)動操控裝置、定子單元、轉(zhuǎn)子單元、轉(zhuǎn)體和腳踏鏈輪；轉(zhuǎn)體為一個具有轉(zhuǎn)動軸的環(huán)形機械圈，其上間隔設(shè)置至少2個轉(zhuǎn)子單元；轉(zhuǎn)子單元材料包括永磁體或?qū)Т朋w，或兩者組合設(shè)置；定子單元至少設(shè)置一個且與轉(zhuǎn)子單元周期相對氣隙不大于60mm；驅(qū)動操控裝置設(shè)置在與腳踏鏈輪周期對應(yīng)的固定部位或一體化設(shè)計制造；電源調(diào)制器通過驅(qū)動操控裝置/電磁制動裝置獲取用戶指令并相應(yīng)輸出時序電流，使電動裝置實現(xiàn)驅(qū)動/制動；所述電動車包括車架、電池組和至少一個車輪，至少設(shè)置一套電動裝置，增程系統(tǒng)在設(shè)定邏輯狀態(tài)為二次電池組補充電能。
【專利說明】
腳踏控制電動裝置、電動車及其驅(qū)動和制動、増程方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電動車及其電源動力設(shè)計領(lǐng)域，特別涉及一種電動裝置的機械結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動和制動的時序電流設(shè)計方法以及電動車的增程方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電動自行車市場主流是配用電動輪，這類電動輪實際是將傳統(tǒng)設(shè)置在軸上的電動機變形在輪轂內(nèi)；狹義輪轂是指與傳動軸連接的法蘭、軸承座等部分，目前國內(nèi)用戶更多指的是輪圈，本說明書所述的輪轂涵蓋狹義的輪轂和輪圈兩部分。
[0003]市場上電動自行車的供電驅(qū)動，大多設(shè)置為把手旋轉(zhuǎn)式控制，該設(shè)計是近年電動自行車事故持續(xù)攀升的安全隱患之一；因為傳統(tǒng)摩托車屬機動車，駕駛員具備一定操縱技巧，而電動自行車非機動車，駕駛員大部分沒有接受過機動車操縱訓練，遇到突發(fā)情況時習慣緊握旋轉(zhuǎn)式把手，使電動自行車處于供電驅(qū)動狀態(tài)，甚至加速，而電動自行車在整車傾斜狀態(tài)下加速，會造成非常嚴重的后果。
[0004]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，一般結(jié)構(gòu)為永磁體設(shè)置在轉(zhuǎn)子、磁極N/S交替相間排布，若干繞組設(shè)置在定子，位置檢測器和逆變控制器一起構(gòu)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(zhuǎn)磁場而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；其明顯問題是正弦波變形的近似度調(diào)制，其動力供電雖然采用PWQ技術(shù)，但在控制思想方法上仍受限于電動機的傳統(tǒng)設(shè)計。
[0005]國內(nèi)外同行近年還試圖開發(fā)在輪沿設(shè)置原動機構(gòu)的電動輪，例如市場上一種在車圈外緣設(shè)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(shè)計雖有新意，由于采用傳統(tǒng)電動機和常規(guī)方式供電，其電能轉(zhuǎn)換效率與輪轂式電機類同，并且在車圈外緣設(shè)置電動機會受到功率的限制。
[0006]續(xù)行里程短是現(xiàn)階段電動車的軟肋，行業(yè)普遍認為在高能量電池進入商用前，靠增加電池數(shù)量提升電動車的續(xù)行里程不現(xiàn)實，目前汽車市場主流是發(fā)展油、電雙源混合車，其設(shè)計思想為:汽車起步或低速時使用電動機動力，汽車達到某個速度閥值時變換為使用內(nèi)燃機動力，從而降低汽車在起步或低速時因燃油在內(nèi)燃機燃燒不完全引起的排氣污染；其技術(shù)結(jié)構(gòu)特征為:在傳統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)上并行增加一套電連接電池組的電動機系統(tǒng)，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(zhuǎn)換裝置共用機械傳動系統(tǒng)，將內(nèi)燃機或電動機的動力傳遞到輪轂上，這類雙源動力的設(shè)計可稱之為油、電動力并行系統(tǒng)，其明顯缺點為制造成本尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的，在于克服現(xiàn)有電動車用直流電動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷，提供一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)有別于傳統(tǒng)的設(shè)計，同時通過電源調(diào)制器將直流電改變?yōu)橐环N非通電方向交替變換的時序電流供電方案，結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)矩大，工藝容易實現(xiàn)。
[0008]本發(fā)明提供的一種腳踏控制的電動裝置，所述電動裝置包括電源調(diào)制器1、驅(qū)動操控裝置9a、定子單元3a、轉(zhuǎn)子單元3b、轉(zhuǎn)體6和腳踏鏈輪16 ;所述轉(zhuǎn)體為一個具有轉(zhuǎn)動軸的環(huán)形機械圈，其上間隔設(shè)置至少2個轉(zhuǎn)子單元3b ;所述轉(zhuǎn)子單元的材料包括永磁體或?qū)Т朋w，或兩者組合設(shè)置；當轉(zhuǎn)體6上含有多個永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl時，永磁體轉(zhuǎn)子單元環(huán)繞轉(zhuǎn)體設(shè)置的磁極方向相同；所述定子單元3a至少設(shè)置一個在靠近轉(zhuǎn)體的固定部位，其與轉(zhuǎn)子單元形成的周期性相對氣隙3d不大于60mm ;所述驅(qū)動操控裝置9a設(shè)置在與腳踏鏈輪16周期對應(yīng)的固定部位，或與腳踏鏈輪一體化設(shè)計制造；
[0009]所述電源調(diào)制器I包括電源輸入端la、時序電流輸出端Ib和驅(qū)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(nèi)部繞組，驅(qū)動信號輸入端電連接驅(qū)動操控裝置9a ;所述電源調(diào)制器對定子單元3a內(nèi)部繞組供電使定子單元形成的電磁極方向，設(shè)置為與所述永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl運動相向的磁極相反；所述驅(qū)動操控裝置通過用戶對腳踏鏈輪16的旋轉(zhuǎn)周期/頻率獲取指令并使電源調(diào)制器相應(yīng)輸出時序電流，或組合電源調(diào)制器輸出電流的其他控制方式，實現(xiàn)電動裝置的驅(qū)動。
[0010]優(yōu)選的，所述電源調(diào)制器的額定功率不超過10kW。
[0011]優(yōu)選的，所述電源調(diào)制器輸出電流的其他控制方式，包括恒定電流強度及分檔恒定電流強度控制、推拉操縱桿控制以及其他任意人工控制的方式，包括遙控。所述的腳踏鏈輪，包括傳統(tǒng)以踏行為目的(輪上設(shè)齒、通過踏行旋轉(zhuǎn)并通過鏈條將踏行力傳遞至車輪的轉(zhuǎn)動軸上)、僅以控制電源調(diào)制器輸出電流強度為目的以及兼有兩者目的的任意設(shè)計；力傳動形式包括鏈條、齒輪、磨擦輪或其他任意形式。
[0012]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)體6包括車輪5的輪圈、輪轂15以及通過機械構(gòu)件同軸7分別固連輪圈/輪轂內(nèi)緣和車輪轉(zhuǎn)動軸的環(huán)形機械圈；
[0013]所述車輪5的輪圈具有一個機械圓環(huán)；所述輪轂15具有兩個以上機械圓環(huán)，若干機械圓環(huán)通過機械構(gòu)件同軸固連；所述分別固連輪圈/輪轂內(nèi)緣和輪轂內(nèi)環(huán)形機械圈的機械構(gòu)件，包括外置輻條或與輪圈/輪轂一體化設(shè)計制造的機械筋條。
[0014]更優(yōu)選的，所述的機械構(gòu)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(zhuǎn)體6機械固連，其傳動輸出端與輪圈、輪轂的內(nèi)緣機械固連；減速/變矩裝置獨立設(shè)置，或與轉(zhuǎn)體或輪轂一體化設(shè)置。
[0015]所述轉(zhuǎn)子單元3b材料的永磁體為常規(guī)磁鋼、釹鐵硼等一類帶有固定磁極、并且磁極方向不因外磁場而改變的物質(zhì)；所述導磁體為常規(guī)磁介質(zhì)中一類自身不帶磁性、但在外磁場作用下感應(yīng)生磁并且磁極方向與外磁場方向相反的物質(zhì)。
[0016]所述轉(zhuǎn)子單元3b設(shè)置于轉(zhuǎn)體6上的安裝位置包括嵌合于轉(zhuǎn)體的外緣、內(nèi)緣、轉(zhuǎn)體內(nèi)部或與轉(zhuǎn)體一體化設(shè)計制造，在不影響安裝于轉(zhuǎn)體的前提下不限形狀；所述轉(zhuǎn)子單元在轉(zhuǎn)體上的間隔設(shè)置優(yōu)選均勻排布。所述永磁體轉(zhuǎn)子單元在轉(zhuǎn)體6上同極向設(shè)置，包括N/S兩極連線與轉(zhuǎn)體6同軸法線10重合/垂直的4種典型組合狀態(tài)，以及在4種典型組合狀態(tài)基礎(chǔ)上N/S兩極連線偏轉(zhuǎn)不超過17度。
[0017]優(yōu)選的，所述定子單元3a由至少一組良導線環(huán)繞磁介質(zhì)材料的磁芯而成，其內(nèi)部線圈繞組可任意串聯(lián)、并聯(lián)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(gòu)成的回路。
[0018]優(yōu)選的，所述靠近轉(zhuǎn)體6設(shè)置定子單元3a的固定部位，包括轉(zhuǎn)體外部的車架、轉(zhuǎn)體內(nèi)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(shè)置，遵循與轉(zhuǎn)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(yōu)選。所述定子單元3a或若干定子單元組合在靠近轉(zhuǎn)體6固定部位的設(shè)置，包括內(nèi)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(tài)，以及包括偏轉(zhuǎn)不超過17度角；
[0019]優(yōu)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(yīng)所述轉(zhuǎn)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(diào)制器的傳感信號輸入端Ic電連接；所述電動裝置至少在轉(zhuǎn)體的內(nèi)部或外部設(shè)置一傳感單元；
[0020]優(yōu)選的，所述傳感裝置還包括定子單元的內(nèi)部繞組，所述內(nèi)部繞組包括環(huán)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(lián)而成的多線外接回路。
[0021]優(yōu)選的，所述電動裝置還包括電磁制動裝置％，所述電源調(diào)制器I還包括制動信號輸入端le，其電連接電磁制動裝置；所述電源調(diào)制器通過電磁制動裝置獲取用戶的制動指令并相應(yīng)輸出時序電流，使電動裝置實現(xiàn)制動。
[0022]本發(fā)明中，所述電源調(diào)制器將直流電源轉(zhuǎn)換為時序電流，使電動裝置中的定子單元被限定在電源調(diào)制器設(shè)定的時域周期性地通電和斷電。
[0023]本發(fā)明中，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(shè)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Sb，或兩者組合設(shè)置；所述的車架任意；所述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(jié)構(gòu)。
[0024]優(yōu)選的，所述一次電池8a和二次電池Sb兩者組合設(shè)置包括電并聯(lián)連接。
[0025]更優(yōu)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(nèi)燃發(fā)電機與系統(tǒng)控制裝置組合，或兩者組合設(shè)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(shè)置，或?qū)⑵洳糠诌壿嫻δ芑蛉窟壿嫻δ芗捎陔娫凑{(diào)制器I內(nèi)。所述的增程系統(tǒng)包括電能補充裝置和邏輯充電裝置。
[0026]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(nèi)燃發(fā)電機包括內(nèi)燃機和發(fā)電機，所述系統(tǒng)控制裝置至少包括內(nèi)燃機啟動及停止裝置；所述內(nèi)燃機的燃料任意；所述電能補充裝置的組合設(shè)置，包括一次電池與控制裝置、內(nèi)燃發(fā)電機與控制裝置各設(shè)置一套以上。所述邏輯充電裝置至少包括充電控制裝置，其設(shè)計亦可兼有一次電池的控制裝置或/和發(fā)電機的電路控制裝置的功能。
[0027]本發(fā)明還公開了一種前述電動裝置的驅(qū)動方法，該方法由電源調(diào)制器通過所述轉(zhuǎn)子單元3a和定子單元3b的位置關(guān)系輸出時序電流控制電動裝置轉(zhuǎn)動；
[0028]所述時序根據(jù)轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向而定義，所述時序電流根據(jù)定子單元電磁場在轉(zhuǎn)體上的有效作用區(qū)間結(jié)合轉(zhuǎn)體上的轉(zhuǎn)子單元個數(shù)而設(shè)置若干個通斷周期T，每個通斷周期T包括供電時域和斷電時域；所述供電時域位于30度< Θ <90度相應(yīng)的時間段，所述Θ為轉(zhuǎn)子單元繞軸所受電磁場吸引力與其法向分力的方向所形成的動態(tài)夾角；所述斷電時域內(nèi)電源調(diào)制器I不輸出電流。
[0029]優(yōu)選的，所述供電時域的電流不限波形、頻率及占空比。
[0030]優(yōu)選的，所述通電時域!\內(nèi)初始的電流、電壓或定子單元的磁通強度由傳感裝置獲取轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速實時值結(jié)合驅(qū)動操控裝置9a給出的指令而調(diào)整。
[0031]優(yōu)選的，所述方法還包括校正步驟；所述校正步驟為將定子單元與轉(zhuǎn)子單元周期性隔氣隙相對、處于同一法線的狀態(tài)(Θ為O)作為基準座標和基準時間，當轉(zhuǎn)子單元每次前轉(zhuǎn)至基準座標時，電源調(diào)制器進行一次時間歸O校準并記錄本次周期時間，通過與上次轉(zhuǎn)子單元前轉(zhuǎn)至基準座標的周期時間比較，從而獲知轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)周期時間，并控制輸出電流。
[0032]本發(fā)明還公開了所述電動裝置的制動方法，該方法根據(jù)所述轉(zhuǎn)子單元趨近定子單元、轉(zhuǎn)子單元和定子單元處同一法線相對(Θ為O)以及處于遠離狀態(tài)的至少一個時域中，通過電磁制動裝置％使電源調(diào)制器輸出時序電流控制電動裝置制動；
[0033]所述時序根據(jù)轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向而定義；所述轉(zhuǎn)子單元趨近定子單元為OS Θ ^ 30度相應(yīng)的時間段，所述Θ為轉(zhuǎn)子單元在轉(zhuǎn)體上繞軸所受電磁場吸引力與其法向分力的方向所形成的動態(tài)夾角。
[0034]優(yōu)選的，所述方法還包括校正步驟，所述校正步驟將Θ為O作為基準座標和基準時間，通過傳感裝置獲知轉(zhuǎn)子單元趨近/相對/遠離定子單元的位置狀態(tài)。
[0035]所述電源調(diào)制器對電動裝置的驅(qū)動通電和制動通電的邏輯關(guān)系設(shè)置為或。
[0036]優(yōu)選的，所述輸出電流控制步驟包括:
[0037]I)驅(qū)動操控裝置9對電源調(diào)制器I無輸入指令時，電源調(diào)制器休眠；
[0038]2)驅(qū)動操控裝置9給出加速指令時，電源調(diào)制器I輸出時序電流；
[0039]3)當電動裝置轉(zhuǎn)速或通電頻率達到設(shè)定的閾值時，所述的電源調(diào)制器斷電。
[0040]本發(fā)明還公開了所述電動車配置二次電池組Sb的一種增程方法，該方法在電動裝置運行中需要為二次電池組Sb持續(xù)補充電能，或當二次電池組實時電壓或殘存容量值低于所設(shè)定的閥值時，啟用電能補充裝置18為二次電池組補充電能。
[0041]本發(fā)明針對電動裝置的設(shè)計特點，對電源調(diào)制器植入數(shù)控編程邏輯，使之實現(xiàn)高效節(jié)電。所述電動裝置應(yīng)用于電動車可使用一次電池、二次電池或兩類電池組合，所述一次電池包括所有一次性放電的電池和各種燃料電池，例如鋅空氣電池、鋁空氣電池以及氫轉(zhuǎn)換電能等可提供一次性電能的裝置；所述二次電池包括所有放電后可反復充電的電池，例如鋰電池、鉛電池、金屬儲氫電池等。鑒于目前電動車市場所配用二次電池的儲能密度較低，本發(fā)明針對這一技術(shù)現(xiàn)狀設(shè)計了旨在對二次電池補充電能的增程系統(tǒng)，有效解決電動車續(xù)行里程短的公知主要問題。
[0042]本發(fā)明的優(yōu)點在于:腳踏控制的電動裝置具有時序供電結(jié)合人機工程控制帶來的節(jié)能效果，增程系統(tǒng)可克服電動車續(xù)行里程短的主要問題，以此方案進行設(shè)計的電動裝置結(jié)構(gòu)簡單、組合多樣化、成本低，有效適應(yīng)高端電動車的設(shè)計要求。
【附圖說明】
[0043]圖1a是本發(fā)明電動裝置機械本體的一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖1b是轉(zhuǎn)子單元設(shè)置于電動車的輪圈上的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖1c是轉(zhuǎn)子單元設(shè)置于電動車的輪轂內(nèi)緣的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖1d是轉(zhuǎn)子單元設(shè)置于車輪內(nèi)專用轉(zhuǎn)體的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]圖2a是永磁體轉(zhuǎn)子單元在轉(zhuǎn)體的一種磁極設(shè)置示意圖。
[0048]圖2b是永磁體轉(zhuǎn)子單元在轉(zhuǎn)體的另一種磁極設(shè)置示意圖。
[0049]圖2c是導磁體轉(zhuǎn)子單元在轉(zhuǎn)體的一種設(shè)置示意圖。
[0050]圖3a是定子單元柱型繞芯設(shè)置為與轉(zhuǎn)體法線垂直的示意圖。
[0051]圖3b是定子單元柱型繞芯設(shè)置為與轉(zhuǎn)體法線重合的示意圖。
[0052]圖3c是定子單元凹型繞芯上部正對轉(zhuǎn)體內(nèi)緣的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0053]圖4a是轉(zhuǎn)體上轉(zhuǎn)子單元所受電磁力作用方向分解示意圖。
[0054]圖4b是轉(zhuǎn)子單元與定子單元處于同軸法線的狀態(tài)示意圖。
[0055]圖5a是電源調(diào)制器的基本工作邏輯示意圖。
[0056]圖5b是一種實現(xiàn)電源調(diào)制器的數(shù)字技術(shù)邏輯的模塊組合示意圖。
[0057]圖5c是電源調(diào)制器增設(shè)電磁制動裝置輸入端的工作邏輯示意圖。
[0058]圖6是電源調(diào)制器輸出電流呈周期性通斷的時序示意圖。
[0059]圖7a是一個定子單元組合8個轉(zhuǎn)子單元的一種局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0060]圖7b是轉(zhuǎn)體逆時針旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的一種通斷電時域示意圖。
[0061]圖7c是對應(yīng)一個定子單元組合8個轉(zhuǎn)子單元的一種通電邏輯示意圖。
[0062]圖8a是兩個定子單元組合8個轉(zhuǎn)子單元的一種局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0063]圖Sb是12個定子單元組合12個轉(zhuǎn)子單元的一種局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0064]圖9a是增程系統(tǒng)對二次電池組充電的一種邏輯控制結(jié)構(gòu)示意圖。
[0065]圖9b是增程系統(tǒng)對二次電池組充電的另一種邏輯控制結(jié)構(gòu)示意圖。
[0066]圖10是本發(fā)明應(yīng)用于三輪車的一種局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0067]附圖標識:
[0068]1、電源調(diào)制器；la、電源輸入端；lb、時序電流輸出端；lc、傳感信號輸入端；ld、驅(qū)動信號輸入端；le、制動信號輸入端；2、減速/變矩裝置；3a、定子單元；3b、轉(zhuǎn)子單元；3c、傳感單元；3d、氣隙；4、車架；5、車輪；6、轉(zhuǎn)體；7、輪軸；8、電池組；8b、二次電池組；9a、驅(qū)動操控裝置；％、電磁制動裝置；10、同軸法線；11、車輪切線；12、繞組兩極方向連線；14、間隔；15、輪轂；16、腳踏鏈輪；17、邏輯充電裝置；18、電能補充裝置；Θ、電磁力與其法向分力形成的夾角。
【具體實施方式】
[0069]下面結(jié)合附圖和實施例進一步對本發(fā)明進行詳細說明。
[0070]本發(fā)明所述電動裝置的一種電機本體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖1a所示，轉(zhuǎn)體6上轉(zhuǎn)子單元的N/S磁極同向排布，與常規(guī)技術(shù)N/S磁極交替排布的方案不同；所述轉(zhuǎn)體可以是車輪5的輪圈，如圖1b所示；或是所述的輪轂，如圖1c所示；也可以是同軸設(shè)置于車輪內(nèi)的環(huán)形機械圈，如圖1d所示。定子單元3a由良導線環(huán)繞磁芯而成，所述良導線通常使用銅材或鍍銅金屬，磁芯使用常規(guī)磁介質(zhì)材料，該類磁介質(zhì)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的一種在外磁場作用下可產(chǎn)生更強附加磁場的物質(zhì)。
[0071]參見圖2a，轉(zhuǎn)體6上設(shè)置一個永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl，其S極面向轉(zhuǎn)體內(nèi)的軸7，一個定子單元3a設(shè)置在靠近轉(zhuǎn)體內(nèi)緣的固定部位，其繞組通電的N極面向轉(zhuǎn)體，兩者運動相對的氣隙3d足夠小，則轉(zhuǎn)子單元趨近通電的定子單元時，會受到定子單元磁作用吸引而使轉(zhuǎn)體加速運動；在另一個實施例中，永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl的S極運動相向定子單元，定子單元繞組通電的N極逆轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向與其相對，兩者磁作用同樣為相吸，如圖2b所示；如果轉(zhuǎn)體上設(shè)置的是導磁體轉(zhuǎn)子單元3b2，因其載磁為被定子單元電磁場感應(yīng)所至，無論定子單元繞組的通電方向如何設(shè)置，兩者磁作用均為相吸，如圖2c所示；該定子單元電磁極與轉(zhuǎn)子單元相吸關(guān)系設(shè)置是本發(fā)明所述電動裝置的基礎(chǔ)模型，優(yōu)選兩種不同基材組合設(shè)置，因為永磁體和導磁體具有主動載磁和被動載磁的兩種不同特性，可根據(jù)其不同特性多樣化組合。
[0072]如圖4a所示，轉(zhuǎn)子單元繞軸趨近通電的定子單元時，所受電磁力F可分解為法線10方向F1。與切線11方向F n，其中對轉(zhuǎn)子單元繞軸有貢獻的是Fn，F(xiàn)與F1。的方向形成了動態(tài)夾角Θ。轉(zhuǎn)子單元受力與定子單元電磁場作用于轉(zhuǎn)體的區(qū)間相關(guān)，對繞芯為柱狀或工字形的定子單元，其電磁力線穿越氣隙的最大區(qū)間，對應(yīng)于電磁極兩極連線12與轉(zhuǎn)體的相應(yīng)法線10垂直(與相應(yīng)切線11平行)的狀態(tài)，如圖3a所示；柱狀或工字形繞芯亦可設(shè)置為電磁極的兩極連線與轉(zhuǎn)體相應(yīng)法線重合，如圖3b所示，該設(shè)置方式通常為多個定子單元組合排布時選用。對于凹型繞芯，其電磁力對轉(zhuǎn)子單元的作用區(qū)間，位于凹型繞芯上部正對轉(zhuǎn)體的兩端范圍內(nèi)，如圖3c所示。
[0073]在轉(zhuǎn)子單元繞軸進入定子單元電磁場作用的區(qū)間，存在兩個電磁力狀態(tài)特殊點，一是F與F11重合，表現(xiàn)為F與轉(zhuǎn)子單元繞軸切線方向重合，以電磁力作用狀態(tài)描述轉(zhuǎn)子單元的有效受力區(qū)間，位于轉(zhuǎn)子單元與定子單元處于同軸法線10(θ為O狀態(tài))為基準、Θ為±90度的位置區(qū)間內(nèi)(所述土根據(jù)轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向而定義)；當Θ為90時，F(xiàn)11為最大值。另一電磁力狀態(tài)特殊點為F與F1。重合，Θ為0，F(xiàn)11為0，F(xiàn)1。為最大值，此時電磁力對轉(zhuǎn)子單元繞軸無貢獻，如圖4b所示T1JP F i。為一對此消彼長的運動變量，其理論強弱變換以Z Θ為45度為分界點，在Θ > 45度的狀態(tài)表現(xiàn)為以繞軸驅(qū)動力F11為主，在Θ <45度的狀態(tài)表現(xiàn)為以法向制動力F1。為主。
[0074]本發(fā)明電動裝置的驅(qū)動技術(shù)方案為:電源調(diào)制器對應(yīng)30度< Θ ( 90度的時域供電，其余時域斷電；該時域中，以節(jié)電為主的設(shè)計應(yīng)選擇在60度< Θ <90度或75度(Θ < 90度的時域供電，需充分利用轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動慣量可選擇在45度< Θ <90度或30度(Θ彡90度的時域供電；因Θ <30度狀態(tài)以匕。為主，其供電無驅(qū)動意義；該驅(qū)動電流的通斷時域如圖6所示，其中T1為通電時間，TjP T。均為斷電時間，(T !+T^T0)構(gòu)成了時序驅(qū)動電流周期T。本發(fā)明電動裝置的制動技術(shù)方案為:電源調(diào)制器對應(yīng)TjPT。的部分時域或全部時域設(shè)置為供電，所述T2為轉(zhuǎn)子單元繞軸趨近定子單元對應(yīng)O度< Θ <30度的時域，所述T。為轉(zhuǎn)子單元繞軸遠離定子單元的相應(yīng)時域；同理，Θ >30度狀態(tài)相伴有可觀的切向電磁力F11,對電動裝置制動無益。
[0075]上述電源調(diào)制器根據(jù)Z Θ動態(tài)對應(yīng)通、斷電的控制，可近似變換為相對時間控制，因為電源調(diào)制器通過時序校準容易判知Θ從90度到O度、S卩(?\+Τ2)的時間段，只要設(shè)定!\與T2的相對時間，即等價于對Θ相應(yīng)狀態(tài)的通、斷電控制；例如控制Θ對應(yīng)90度至45度的時域通電，可簡要設(shè)定在(?\+Τ2)的時間段起始1/2時域通電，之后1/2時域斷電；同理，當控制Θ對應(yīng)30度至O度的時域通電，可簡要設(shè)定在(TJT2)的時間段起始2/3時域斷電，之后1/3時域通電；(?\+Τ2)時間段是一個與轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速相關(guān)的量，以周期時間判定Θ的實時狀態(tài)在變速狀態(tài)有偏差，這一偏差有賴電源調(diào)制器在Θ為O度狀態(tài)進行時間校準在下一周期及時校正。
[0076]Θ為一個轉(zhuǎn)子單元與定子單元相對運動的磁相互作用隱變量，當轉(zhuǎn)體內(nèi)定子單元設(shè)置(包括組合)方案確定后，對應(yīng)Θ為90度的顯態(tài)位置同時被確定，其精確位置是一個與轉(zhuǎn)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)計應(yīng)經(jīng)實驗校準。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)控制線路實現(xiàn)，也可采用CPU編程結(jié)合功率模塊組電路實現(xiàn)，或采用大規(guī)模集成電路技術(shù)制造的專用芯片實現(xiàn)。
[0077]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η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(WT。)周期，圖7b標示了一種設(shè)定T為/8、與轉(zhuǎn)體逆時針旋轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)的InTjP T。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。
[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(Ti+L+T。)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，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H個定子單元與η個轉(zhuǎn)子單元組合設(shè)計時，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η*Η個電流時序，即η*Η個(ΤΑ?^+Τ。)電流時序，編程將十分復雜；因此在多個定子單元的實用系統(tǒng)設(shè)計中，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)計或脈沖數(shù)字技術(shù)實現(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，當轉(zhuǎn)子單元繞軸周期性運動時，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(ΤΑ?^+Τ。)時序作用次數(shù)、通電平均強度以及轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速是相互對應(yīng)的諸物理量關(guān)系，當電源調(diào)制器的諸多設(shè)定條件進入邏輯工作狀態(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來實現(xiàn)。
[0082]所述驅(qū)動操控裝置9a設(shè)置為腳踏鏈輪控制電動裝置轉(zhuǎn)速的方式，是建立在電源調(diào)制器對定子單元繞組的輸出電流/時序頻率與腳踏鏈輪旋轉(zhuǎn)周期成反比、或曰與腳踏鏈輪旋轉(zhuǎn)頻率成正比的方法基礎(chǔ)上。該技術(shù)目標可以采用傳統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)，例如在腳踏鏈輪旋轉(zhuǎn)中周期對應(yīng)的區(qū)域設(shè)置一磁電感應(yīng)裝置，通過周期性獲得的電脈沖信號而使電源調(diào)制器判知騎行者所需要的車速；該技術(shù)目標也可以在腳踏鏈輪及其旋轉(zhuǎn)周期相關(guān)的電動車部件采用光敏、霍爾控制等技術(shù)實現(xiàn)。所述電源調(diào)制器分檔恒定電流強度即固定電動裝置轉(zhuǎn)速的控制方式，可設(shè)計為若干檔位，例如I檔為切換腳踏控制電動裝置轉(zhuǎn)速，2檔、3檔、4檔分別對應(yīng)電動車的某設(shè)定車速。
[0083]當電動裝置增設(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度，制動通電電流越大，電磁制動效果越好。
[0084]本發(fā)明中，轉(zhuǎn)子單元優(yōu)選永磁體和導磁體兩種材料組合設(shè)置，其優(yōu)點在于:如果轉(zhuǎn)體上僅設(shè)置永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl，因其磁極固定，在運動模型中無論磁極方向怎樣排布，均不能以動態(tài)反極形式跟隨定子單元的電磁力作用，對電動裝置的驅(qū)動、制動控制效果不如采用導磁體轉(zhuǎn)子單元好；如果轉(zhuǎn)體上僅設(shè)置導磁體轉(zhuǎn)子單元3b2，因其磁極是感應(yīng)生磁，當其剛好處于與定子單元隔氣隙處于同一法線7、Θ為O時，容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)；兩種材料組合設(shè)置可兼有兩者的優(yōu)點。當轉(zhuǎn)體上設(shè)置有永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl，電源調(diào)制器容易通過傳感裝置判知Θ為O的內(nèi)部位置狀態(tài)，相應(yīng)發(fā)出靜態(tài)啟動時序電流；所謂靜態(tài)啟動時序電流的一個簡單例，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)體上至少一個永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl受到同性磁極相斥作用而偏離與定子單元隔氣隙處于同一法線、Θ為O的狀態(tài)，避免啟動不暢順。
[0085]定子單元在轉(zhuǎn)體內(nèi)的設(shè)置要點，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)生機械接觸，設(shè)計時需綜合把握材料的剛性和機械加工精度。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]當電動裝置的最佳速度/轉(zhuǎn)矩需要外加機械裝置調(diào)整時，可加入減速/變矩裝置2，通過若干齒輪的組合達到改變機械傳動輸入端的轉(zhuǎn)速或改變轉(zhuǎn)矩的技術(shù)目標，減速/變矩裝置的設(shè)計方案較多，既可獨立設(shè)置，也可以在轉(zhuǎn)體外部實行一體化整體設(shè)計，甚至變形為與外部旋轉(zhuǎn)裝置連體設(shè)計；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)點是自放電小、比能量高，近期實驗室制作的鋁空氣電池的比能量已達到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，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]本發(fā)明所述電動車優(yōu)選在配置二次電池的技術(shù)基礎(chǔ)上，增加設(shè)置電能補充裝置18和邏輯充電裝置17，行業(yè)習慣統(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的實時狀態(tài)，并在設(shè)定的工作邏輯下為二次電池組補充電能，如圖9a所示；所述二次電池組的實時狀態(tài)至少包括實時電壓或殘存容量，例如某電動車的鉛電池組的標稱工作電壓為48V，其正常工作電壓區(qū)間為42.0V至53.2V，當設(shè)定鉛電池組補充電的電壓閥值為47V時，只要邏輯充電裝置監(jiān)測到電池組的實時電壓下降至47V，即啟動電能補充裝置為二次電池組補充電。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]電能補充裝置也可以為燃料箱、內(nèi)燃機、發(fā)電機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、天燃氣、氣態(tài)或液態(tài)氫等；業(yè)內(nèi)公知，內(nèi)燃機的一個重要特點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，由于本發(fā)明電動車的增程系統(tǒng)功能僅是為二次電池組補充電能，內(nèi)燃機可設(shè)置在恒功率工況，即使電能補充裝置的電能來源是采用內(nèi)燃機燃料，燃燒排放也十分低。
[0090]所述增程系統(tǒng)的兩類電能補充裝置，在電動車設(shè)計可組合并用。
[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，通過對電源調(diào)制器設(shè)計可精確控制的時序電流，即可實現(xiàn)本發(fā)明方案的基本技術(shù)目標。
[0092]對電動車以及電動機技術(shù)較深入了解的專業(yè)人士，都不難在本發(fā)明所述的方案基礎(chǔ)上，舉一反三地變形實施本
【發(fā)明內(nèi)容】
。例如在市場現(xiàn)有脈沖直流電動機基礎(chǔ)上，通過傳感方式的改變以及控制器電流程序變換來部分實施本發(fā)明。本發(fā)明所述電動裝置的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、電源調(diào)制器的電流時序控制方法、電能補充方案及其衍生的技術(shù)變形實施，均應(yīng)被列入本發(fā)明的保護范圍。
[0093]實施例1、
[0094]一種電動裝置及含有該裝置的兩輪車，配套車架4的局部結(jié)構(gòu)如圖1c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)體采用一個具有轉(zhuǎn)動軸、周長為100_的雙環(huán)形鈦招合金輪轂15，配置在后輪，輪轂內(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械參數(shù)參照配套兩輪車的數(shù)據(jù)設(shè)計，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 ;輪轂內(nèi)緣設(shè)置8個材料為釹鐵硼的轉(zhuǎn)子單元。
[0095]轉(zhuǎn)子單元加工成長度為2_的帶弧形的盒狀小單元，寬度和厚度在不影響安裝的情況下取最大值，8個轉(zhuǎn)子單元間隔平均設(shè)置，其S極全部面向車輪5前行的旋轉(zhuǎn)方向；定子單元3a的繞芯選擇凹形鐵磁體，繞組由一根直徑0.50mm的銅線環(huán)繞凹形磁芯40圈而成，安裝要點:將定子單元安裝在圓盤上靠近轉(zhuǎn)體內(nèi)緣5mm的部位，外加螺絲固定，凹形繞芯的弧形對應(yīng)轉(zhuǎn)體圓弧而安裝，上部正對轉(zhuǎn)體內(nèi)緣(如圖3c所示)，繞芯兩端對應(yīng)轉(zhuǎn)體占位35度機械角。
[0096]設(shè)定電動裝置配車最大時速20km/h即5.6m/s (5.6轉(zhuǎn)/s)，計取車輪相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)周期時間為180ms ;因定子單元對應(yīng)車輪一個旋轉(zhuǎn)周期與8個轉(zhuǎn)子單元發(fā)生電磁作用，電源調(diào)制器對電動裝置供電的(Ti+L+T。)時序周期最小值T為180ms/8即22.5ms ;電源調(diào)制器I最大過載功率500W，設(shè)定供電時序T1: (Τ 2+T0)為1:7 ;在額定電壓24V時測得最大車速的電流強度為11Α，該電流強度是一個根據(jù)整車重量、駕駛員額固定重結(jié)合電動裝置設(shè)計并經(jīng)實驗校準的值。電源調(diào)制器的電源輸入端Ia電連接電池組8的正負極，時序驅(qū)動電流輸出端Ib電連接定子單元的線圈繞組，傳感信號輸入端Ic電連接傳感單元3c，驅(qū)動信號輸入端Id電連接驅(qū)動操控裝置9a，定子單元內(nèi)部繞組的通電方向，設(shè)置為繞芯N極逆車輪5旋轉(zhuǎn)方向。傳感單元3c選用常規(guī)磁電感應(yīng)繞組，將其固連在靠近轉(zhuǎn)體內(nèi)緣的部位。
[0097]驅(qū)動操控裝置9a設(shè)置為腳踏鏈輪16旋轉(zhuǎn)周期/頻率控制電源調(diào)制器輸出的電流強度、從而達到控制電動裝置轉(zhuǎn)速的方式；在靠近腳踏鏈輪的外緣安裝一塊永磁體，該永磁體伴隨腳踏鏈輪旋轉(zhuǎn)，在車架4與該永磁體周期相對的固定部位設(shè)置一磁電感應(yīng)裝置，通過磁電感應(yīng)裝置周期性獲得的電脈沖信號而使電源調(diào)制器判知騎行者所需要的車速；通過對電源調(diào)制器的邏輯設(shè)計，使腳踏鏈輪每旋轉(zhuǎn)一周對應(yīng)車輪旋轉(zhuǎn)兩周，即腳踏鏈輪旋轉(zhuǎn)越快，電源調(diào)制器輸出的電流強度越大，車速越快。電動兩輪車常規(guī)使用的照明燈、轉(zhuǎn)彎/制動信號燈、音鳴等通斷電操控的控制單元，均采用市購產(chǎn)品配套。
[0098]電源調(diào)制器采用脈沖數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)，其核心模塊包括常規(guī)CPU和一個設(shè)計功率500W的驅(qū)動模塊，其工作邏輯如圖5b所示，脈沖頻率50KHz，其中脈沖變換調(diào)理電路主要是完成將脈沖信號轉(zhuǎn)換為階梯波信號，脈沖信號發(fā)生器主要產(chǎn)生所需的脈沖信號，其次經(jīng)微分電路輸出尖峰脈沖，然后經(jīng)過限幅電路將尖峰脈沖的負半周濾除，剩下正半軸尖峰脈沖，用集成運放組成的積分電路進行積分累加，加上電壓比較器和控制電路組成了完整的階梯脈沖信號，對電路的各個元件進行參數(shù)調(diào)整，從而得到滿足工作邏輯要求的階梯波信號。
[0099]電源調(diào)制器設(shè)定的工作邏輯為:以定子單元3a與轉(zhuǎn)子單元3b周期性隔氣隙3d相對、處于同一法線10(Θ為O)的狀態(tài)記為基準座標和基準時間，當人力助動或驅(qū)動操控裝置9a給出驅(qū)動信號、并且傳感單元3c感知轉(zhuǎn)子單元3b繞軸前轉(zhuǎn)至Θ為90度位置的時刻(對應(yīng)轉(zhuǎn)子單元進入凹形繞芯兩端范圍內(nèi)相對的初始時刻，精細值以實驗為準)，電源調(diào)制器啟動輸出T1電流為84、1\與(T2+T。)比值為1:7的通、斷電時序；當轉(zhuǎn)子單元每次繞軸至基準座標時，電源調(diào)制器進行一次時間歸O校準并記錄本次周期時間，通過與轉(zhuǎn)子單元上次繞至基準座標的周期時間比較，獲知本次周期時間的實時值，并根據(jù)實時狀態(tài)對下一步工作邏輯進行判定:如果驅(qū)動操控裝置9a無信號輸入指令(不踏行腳踏鏈輪16)，電源調(diào)制器休眠；如果驅(qū)動操控裝置給出的信號指令是加速(踏行腳踏鏈輪16)，則電源調(diào)制器在下一周期對應(yīng)Θ為90度位置的時刻，繼續(xù)執(zhí)行1\與(T2+T。)比值為1:7的通、斷電時序，實時通電強度通過腳踏鏈輪的踏行旋轉(zhuǎn)速度由驅(qū)動操控裝置給出；如果驅(qū)動操控裝置維持在電源調(diào)制器輸出電流接近IlA的狀態(tài)，上述設(shè)定的邏輯狀態(tài)將使電源調(diào)制器的時序通電頻率越來越高，對應(yīng)車輪每周期中定子單元3a對轉(zhuǎn)子單元3b的電磁力作用次數(shù)越來越多，車速越來越快；當時序通電頻率高于所設(shè)定的1/2.25ms (對應(yīng)轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速56轉(zhuǎn)/s)或電源調(diào)制器輸出電流連續(xù)4s維持在IlA的狀態(tài)時，電源調(diào)制器無條件斷電而達到自動限速的設(shè)計目標。
[0100]本實施例所述的電動裝置可相應(yīng)安裝在兩輪車和三輪車的前輪以及單輪車上；可每個車輪安裝一套電動裝置，也可對應(yīng)一個車輪安裝多套電動裝置。
[0101]本實施例所述電動裝置涵蓋狹義的電機本體和電動裝置系統(tǒng)，以下述例相同。
[0102]實施例2、
[0103]將實施例1所述輪轂15內(nèi)緣設(shè)置8個轉(zhuǎn)子單元的材料，變換為4個釹鐵硼、4個常規(guī)導磁體，釹鐵硼轉(zhuǎn)子單元與導磁體轉(zhuǎn)子單元一一相間平均設(shè)置。
[0104]電源調(diào)制器采用的脈沖數(shù)字技術(shù)方案和實施例1類同，工作邏輯調(diào)整為:當對定子單元繞組啟動通電時，在4s內(nèi)以6A為基準、對應(yīng)車輪旋轉(zhuǎn)周期在每下一個周期自動加大10%輸出強度的電流時序，從第5s起始等待驅(qū)動操控裝置的下一步工作指令:如果驅(qū)動操控裝置9a無輸入指令，電源調(diào)制器I休眠；如果驅(qū)動操控裝置給出的指令是加速，則電源調(diào)制器在下一周期啟動通電的時刻，執(zhí)行!\與(T2+T。)比值為1:7的電流時序，實時通電的平均強度由驅(qū)動操控裝置9a給出。
[0105]所述釹鐵硼轉(zhuǎn)子單元與導磁體轉(zhuǎn)子單元一一相間設(shè)置的方案，亦可以更改為所述釹鐵硼轉(zhuǎn)子單元與導磁體轉(zhuǎn)子單元兩兩相間設(shè)置。前述通過磁電感應(yīng)裝置獲得周期性電脈沖信號的技術(shù)方案目標，也可以改用光敏控制技術(shù)來系統(tǒng)實現(xiàn)。
[0106]實施例3、
[0107]將實施例1所述電動裝置的輪轂15更改為一個具有轉(zhuǎn)動軸、周長為10mm的單環(huán)形鈦鋁合金圈形式的轉(zhuǎn)體6，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械參數(shù)同樣參照配套兩輪車的數(shù)據(jù)設(shè)計，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)置有若干機械孔，若干輻條的一端穿孔固定，另一端固連輪轂(輪圈)內(nèi)緣，使電動裝置實現(xiàn)對車輪5的傳動，如圖1d所示。
[0108]電動裝置配車最大時速20km/h即5.6m/s (5.6轉(zhuǎn)/s)，計取車輪相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)周期時間為180ms ;電動裝置的轉(zhuǎn)體6經(jīng)過減速/變矩裝置2對應(yīng)的限速值為56轉(zhuǎn)/s，相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)周期時間18ms，即電源調(diào)制器對電動裝置供電的(Ti+L+T。)時序周期最小值T為18ms，電源調(diào)制器供電的(WT。)時序周期最小值T為18/8即2.25ms，設(shè)定時序T1: (Τ 2+T0)同為1:7，其余與實施例1類同。
[0109]實施例4、
[0110]對實施例1的電動裝置增設(shè)電磁力制動功能。
[0111]電動車的電磁制動裝置9b為一個十級變阻器，電源調(diào)制器相應(yīng)增加制動信號輸入端Ie電連接電磁制動裝置；當人工控制電磁制動裝置發(fā)出制動信號時，電源調(diào)制器切斷1\對應(yīng)時序的電流，啟動T 2時域供電，供電時域設(shè)定為傳感單元3c感知轉(zhuǎn)子單元3b繞軸至Θ從30度到Θ為O位置的時間段。
[0112]電源調(diào)制器所輸出的制動電流，對應(yīng)電磁制動裝置9b的十級阻檔設(shè)置為十級強度，設(shè)定輸出的電流強度為??首級5A、末級16A，十級電流平均設(shè)置。
[0113]實施例5、
[0114]將實施例4電動裝置的制動邏輯進一步優(yōu)化為:電源調(diào)制器啟動T2時域通電的同時，將T。部分時域的工作邏輯同步變換為通電，該T。部分時域的數(shù)值與(T !+T2)相等，T。通電啟動時刻以Θ為O開始計時；電源調(diào)制器在該T。部分時域所輸出的電流強度與T2時域相同。
[0115]本實施例對定子單元繞組的制動通電增加了轉(zhuǎn)子單元和定子單元處于遠離狀態(tài)的時域，加強了電磁力制動效果，該制動通電時域也可以對應(yīng)周期時序T簡要設(shè)定為:在(T^T^To)時序中，起始1/3時域斷電，之后2/3時域通電。
[0116]本實施例可進一步加裝增程系統(tǒng)，以甲醇發(fā)電機系統(tǒng)為電能補充裝置18，發(fā)電機系統(tǒng)由甲醇燃料箱、甲醇內(nèi)燃機、發(fā)電機和整流裝置組合而成；增程系統(tǒng)的邏輯充電裝置17主要由電池組實時電壓監(jiān)測模塊、恒電壓限定電流充電模塊和工作邏輯控制模塊等功能模塊所組成，工作邏輯為:當監(jiān)測到電池組的實時電壓下降至23V時，自動啟動甲醇發(fā)電機系統(tǒng)為磷酸鐵鋰電池組8b補充電能，其充電工作方式為恒定電壓28.2V限制最大電流4A，當充電電流小于0.5A時自動停止充電。
[0117]實施例6、
[0118]在實施例1的基礎(chǔ)上，每套電動機械裝置內(nèi)的定子單元3a增設(shè)為兩個，合金轉(zhuǎn)體以一體化成型工藝在內(nèi)部嵌合8個間隔平均設(shè)置的永磁體轉(zhuǎn)子單元3b，8個轉(zhuǎn)子單元的S極全部正對轉(zhuǎn)體的軸。兩個定子單元的繞芯改為圓柱形，繞組匝數(shù)同為60圈，安裝時圓柱形繞芯兩端與轉(zhuǎn)體相應(yīng)的法線10垂直，如圖3a所示；兩個定子單元安裝在轉(zhuǎn)體6內(nèi)部法線平面的中心、靠近轉(zhuǎn)體內(nèi)緣5_的固定部位，技術(shù)要求與旋轉(zhuǎn)方向郵t鄰轉(zhuǎn)子單元3b的機械間距相同，兩個定子單元的繞組電串聯(lián)連接，在轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)周期中共同與其均勻分布的8個轉(zhuǎn)子單元發(fā)生電磁力作用。
[0119]本實施例中，驅(qū)動供電時域定義為Θ從90度至Θ為30度相應(yīng)的時間段，制動供電時域定義為Θ從30度至Θ為O相應(yīng)的時間段。兩個定子單元的機械布局，也可以改為在轉(zhuǎn)體內(nèi)部兩側(cè)對稱的固定部位安裝，繞組電串聯(lián)連接且電磁極方向相同。
[0120]實施例7、
[0121]設(shè)計一種通用型的電動裝置，電動裝置的轉(zhuǎn)體6通過減速/變矩裝置2與車輪的輪轂內(nèi)緣固連；在轉(zhuǎn)體內(nèi)部設(shè)置12個與固定軸固連的定子單元3a，定子單元繞芯為圓柱形，繞組匝數(shù)55圈，安裝時圓柱形繞芯兩端連線12與轉(zhuǎn)體相應(yīng)的法線10重合，如圖3b所示，并且在靠近轉(zhuǎn)體內(nèi)緣5_的環(huán)形部位間隔均勻分布；鈦鋁合金轉(zhuǎn)體6以一體化成型工藝在內(nèi)部嵌合12個間隔平均設(shè)置的永磁體轉(zhuǎn)子單元3b，如圖Sb所示，12個轉(zhuǎn)子單元的N極全部正對轉(zhuǎn)體的軸7。
[0122]12個定子單元的繞組電串聯(lián)連接，每4個定子單元的繞組中間引出抽頭，對外形成3根線組成電外接回路(類似于傳統(tǒng)電動機內(nèi)部繞組的△形接法)，在轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)周期中與其均勻分布的12個轉(zhuǎn)子單元發(fā)生電磁力作用；電源調(diào)制器的電連接方式對應(yīng)設(shè)計為三線回路，其相應(yīng)輸出的時序脈沖電流在三線構(gòu)成的各個回路中平均分配；電源調(diào)制器對定子單元繞組的通電方向設(shè)置為繞芯S極逆轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向；本實施例可以進一步利用定子單元3a繞組外接兩相反饋的兩兩比較微分電位差，作為定子單元與轉(zhuǎn)子單元內(nèi)部位置判別的信號源，替代獨立設(shè)置的傳感單元。
[0123]減速/變矩裝置2可以根據(jù)不同用途而設(shè)計減速比，電動裝置的驅(qū)動、制動控制方式與前述定子單元設(shè)置于轉(zhuǎn)體內(nèi)部的方法類同，驅(qū)動供電時域定義為Θ從90度至70度相應(yīng)的時間段，制動供電時域定義為Θ從20度至O度相應(yīng)的時間段。
[0124]本實施例磁電感應(yīng)裝置9a通過腳踏鏈輪獲得周期性電脈沖信號的技術(shù)方案，采用業(yè)內(nèi)公知的霍爾控制技術(shù)來系統(tǒng)實現(xiàn)。
[0125]實施例8、
[0126]將實施例7所述的電動裝置安裝在電動三輪車的兩個后輪，腳踏鏈輪與前輪固定軸上的齒輪鏈接，電池組選用48V100Ah鉛酸膠體電池8b。
[0127]本實施例所述三輪車加裝增程系統(tǒng)，如圖10所示，電能補充裝置18選用48V1000Ah鋁空氣一次電池系統(tǒng)；電能補充裝置的工作方式設(shè)置為三輪車啟動時同步工作，并在電動裝置運行中對電池組浮充電，邏輯充電裝置17設(shè)計為恒定電壓54V、限定最大充電電流20A的工作方式；本實施例因兩個后輪在轉(zhuǎn)彎行駛時存在差速，設(shè)置限速并對電源調(diào)制器內(nèi)置差速程序，使轉(zhuǎn)彎行駛更穩(wěn)定。
[0128]實施例9、
[0129]將實施例8所述三輪車改為雙增程系統(tǒng)。所述雙增程系統(tǒng)是在實施例8基礎(chǔ)上增加一套內(nèi)燃發(fā)電機系統(tǒng)(包括燃料箱、內(nèi)燃機、發(fā)電機和整流裝置及其控制系統(tǒng))；雙增程系統(tǒng)的邏輯充電裝置17的功能模塊包括充電模塊和控制模塊，充電模塊設(shè)置有兩路輸入端，分別電連接鋁空氣電池系統(tǒng)的電能輸出端和內(nèi)燃發(fā)電機系統(tǒng)的電能輸出端；邏輯充電裝置17的充電模塊輸出端電連接鉛酸膠體電池的正負極，其工作啟動由邏輯充電裝置的控制模塊通過電連接電源調(diào)制器I實現(xiàn)邏輯控制。
[0130]邏輯充電裝置通過電源調(diào)制器I的編程控制，實現(xiàn)對鉛酸膠體電池的實時電壓/殘存容量的監(jiān)測和充電控制功能；雙增程系統(tǒng)為鉛酸膠體電池補充電能時，優(yōu)先啟用內(nèi)燃發(fā)電機系統(tǒng)，當內(nèi)燃發(fā)電機系統(tǒng)不能工作時繼續(xù)啟用鋁空氣電池系統(tǒng)。內(nèi)燃發(fā)電機系統(tǒng)使用的燃料任意。
[0131]實施例10、
[0132]在實施例1凹形繞芯上部正對轉(zhuǎn)體的內(nèi)緣的設(shè)計基礎(chǔ)上，將凹形繞芯的上部逆轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)5度角，轉(zhuǎn)子單元3b順轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)5度角，其余與實施例1類同。本實施例因定子單元3a內(nèi)部繞組通電后形成電磁場的偏轉(zhuǎn)角，更符合轉(zhuǎn)子單元繞軸與定子單元周期性相吸的動態(tài)模型，效果比實施例1要好。
[0133]此外還可將實施例1的定子單元改變?yōu)殡p線環(huán)繞磁芯，其中一個回路由一根直徑
0.50mm的銅線環(huán)繞凹形磁芯40圈而成，用于動力供電，電連接電源調(diào)制器I ;另一個回路由一根直徑0.20mm的銅線環(huán)繞凹形磁芯18圈而成，用作替代獨立設(shè)置的傳感單元3c，作為轉(zhuǎn)子單元3b伴隨轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)位置的判別信號源。
[0134]實施例11、
[0135]—種準單輪結(jié)構(gòu)電動車用的電動裝置，電動裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實施例6類同；所述準單輪結(jié)構(gòu)是同軸緊湊安裝兩個輪轂，電動裝置的電機本體部分設(shè)在兩個輪轂之間的軸上；轉(zhuǎn)體6外部設(shè)置兩個與其同軸的減速/變矩裝置2，減速比為12:1 ;每個減速/變矩裝置的外部設(shè)置有若干傳力筋務(wù)，其一端通過機械裝置與減速/變矩裝置2的外部固連，另一端固連車輪的輪圈，使電動裝置實現(xiàn)對準單輪的機械傳動。
[0136]本實施例中，驅(qū)動供電時域定義為Θ從90度至65度相應(yīng)的時間段，制動供電時域定義為Θ從25度至O度相應(yīng)的時間段，驅(qū)動操控裝置9a設(shè)置為遙控。
[0137]本實施例所述的結(jié)構(gòu)可在一個輪以上的電動車實施，使電動行駛效果更穩(wěn)定。
[0138]實施例12、
[0139]一種把轉(zhuǎn)子單元設(shè)置在車輪5的輪圈上的電動自行車。
[0140]該車為前后兩輪結(jié)構(gòu)，選用如圖1b所示的輕便型車架4，選用周長為100mm的車輪5，電動裝置設(shè)計為8個轉(zhuǎn)子單元3b與一個定子單元3a的組合，設(shè)置在后輪，電池組8選用18V12Ah鋅鎳電池。
[0141]轉(zhuǎn)子單元選擇優(yōu)質(zhì)永磁鋼，加工成長度25_的盒型小單元，寬度在不影響輪圈外橡膠輪的情況下取最大值，緊密安裝在鈦鋁合金材料制成的輪圈的外緣；定子單元繞芯選擇凹形鐵磁體，繞芯下部加工成與輪圈對應(yīng)的圓弧形，線圈繞組由一根直徑0.50mm的銅線環(huán)繞凹形磁芯38圈而成，安裝要點:通過外加螺絲將定子單元固連在靠近輪圈內(nèi)緣的車架4部位，凹形繞芯上部正對車輪5的輪圈內(nèi)緣(如圖3c所示)，與輪圈內(nèi)緣形成8mm的間隔，兩端對應(yīng)同軸輪圈占位35度角。
[0142]本實施例設(shè)定的最大時速20km/h即5.6m/s，計取限速對應(yīng)的車輪5旋轉(zhuǎn)周期時間為180ms，即(ΤΑ?^+Τ。)時序周期最小值為180ms，因定子單元對應(yīng)車輪一個旋轉(zhuǎn)周期與8個轉(zhuǎn)子單元發(fā)生電磁作用，電源調(diào)制器對電動裝置供電的(Ti+L+T。)時序周期最小值T為180ms/8即22.5ms ;電源調(diào)制器I采用脈沖數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)，最大過載功率500W，設(shè)定時序T1:(T2+T0)為1:8 ;電源調(diào)制器對應(yīng)最大時速輸出的電流強度在額定電壓24V時為9Α。
[0143]驅(qū)動操控裝置9a的設(shè)置方式及其與電源調(diào)制器的電連接方法與驅(qū)動控制邏輯與實施例1類同，本實施例將傳感單元3c設(shè)置在前輪的車架4上，在前輪周期面對傳感單元的環(huán)形區(qū)域任意部位，專門設(shè)置一塊永磁體，使傳感單元的感應(yīng)繞組伴隨車輪旋轉(zhuǎn)而周期性獲得傳感信號。
[0144]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.一種腳踏控制的電動裝置，其特征在于，所述電動裝置包括電源調(diào)制器(I)、驅(qū)動操控裝置(9a)、定子單元(3a)、轉(zhuǎn)子單元(3b)、轉(zhuǎn)體(6)和腳踏鏈輪(16);所述轉(zhuǎn)體為一個具有轉(zhuǎn)動軸的環(huán)形機械圈，其上間隔設(shè)置至少2個轉(zhuǎn)子單元(3b);所述轉(zhuǎn)子單元的材料包括永磁體或?qū)Т朋w，或兩者組合設(shè)置；當轉(zhuǎn)體(6)上含有多個永磁體轉(zhuǎn)子單元(3bl)時，永磁體轉(zhuǎn)子單元環(huán)繞轉(zhuǎn)體設(shè)置的磁極方向相同；所述定子單元(3a)至少設(shè)置一個在靠近轉(zhuǎn)體的固定部位，其與轉(zhuǎn)子單元形成的周期性相對氣隙(3d)不大于60mm;所述驅(qū)動操控裝置(9a)設(shè)置在與腳踏鏈輪(16)周期對應(yīng)的固定部位，或與腳踏鏈輪一體化設(shè)計制造； 所述電源調(diào)制器⑴包括電源輸入端(Ia)、時序電流輸出端(Ib)和驅(qū)動信號輸入端(Id)，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(nèi)部繞組，驅(qū)動信號輸入端電連接驅(qū)動操控裝置(9a);所述電源調(diào)制器對定子單元(3a)內(nèi)部繞組供電使定子單元形成的電磁極方向，設(shè)置為與所述永磁體轉(zhuǎn)子單元(3bl)運動相向的磁極相反；所述驅(qū)動操控裝置通過用戶對腳踏鏈輪(16)的旋轉(zhuǎn)周期/頻率獲取指令并使電源調(diào)制器相應(yīng)輸出時序電流，或組合電源調(diào)制器輸出電流的其他控制方式，實現(xiàn)電動裝置的驅(qū)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)體(6)包括車輪(5)的輪圈、輪轂(15)以及通過機械構(gòu)件同軸(7)分別固連輪圈/輪轂內(nèi)緣和車輪轉(zhuǎn)動軸的環(huán)形機械圈。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動裝置，其特征在于，所述的機械構(gòu)件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(zhuǎn)體(6)機械固連，其傳動輸出端與輪圈、輪轂的內(nèi)緣機械固連；減速/變矩裝置獨立設(shè)置，或與轉(zhuǎn)體或輪轂一體化設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動裝置，其特征在于，所述定子單元(3a)由至少一組良導線環(huán)繞磁介質(zhì)材料的磁芯而成，其若干個組合得到的繞組之間通過串聯(lián)或并聯(lián)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。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動裝置，其特征在于，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(yīng)所述轉(zhuǎn)子單元(3b)與定子單元(3a)相對位置的傳感單元(3c)；所述傳感單元與所述電源調(diào)制器的傳感信號輸入端(Ic)電連接；所述電動裝置至少在轉(zhuǎn)體的內(nèi)部或外部設(shè)置一傳感單元。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動裝置，其特征在于，所述傳感裝置還包括定子單元(3a)的內(nèi)部繞組，所述內(nèi)部繞組包括環(huán)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(lián)而成的多線外接回路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動裝置，其特征在于，所述電動裝置還包括電磁制動裝置(9b)，所述電源調(diào)制器(I)還包括制動信號輸入端(Ie)，其電連接所述的電磁制動裝置；所述電源調(diào)制器通過電磁制動裝置獲取用戶的制動指令并相應(yīng)輸出時序電流，使電動裝置實現(xiàn)制動。8.—種電動車，其特征在于，其至少設(shè)置一套含有如權(quán)利要求1?7任一項所述的電動裝置，所述電動車包括車架(4)、電池組(8)和至少一個車輪(5);所述電池組包括一次性使用的一次電池(Sa)或可重復多次充電使用的二次電池(Sb)，或兩者組合設(shè)置。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動車，其特征在于，所述電動車配置二次電池組(Sb)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(Sa)與控制裝置組合，或為內(nèi)燃發(fā)電機與系統(tǒng)控制裝置組合，或兩者組合設(shè)置；電能補充裝置通過邏輯充電裝置(17)電連接二次電池組。10.基于權(quán)利要求1?7任一電動裝置的驅(qū)動方法，該方法由電源調(diào)制器通過所述轉(zhuǎn)子單元(3a)和定子單元(3b)的位置關(guān)系輸出時序電流控制電動裝置轉(zhuǎn)動； 所述時序根據(jù)轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)方向而定義，所述時序電流根據(jù)定子單元電磁場在轉(zhuǎn)體上的有效作用區(qū)間結(jié)合轉(zhuǎn)體上的轉(zhuǎn)子單元個數(shù)而設(shè)置若干個通斷周期T，每個通斷周期包括供電時域和斷電時域；所述供電時域位于30度< Θ <90度相應(yīng)的時間段，所述Θ為轉(zhuǎn)子單元繞軸所受電磁力與其法向分力的方向所形成的動態(tài)夾角；所述斷電時域內(nèi)電源調(diào)制器(I)不輸出電流。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述通電時域內(nèi)初始的電流、電壓或定子單元(3a)的磁通強度由傳感裝置獲取轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速實時值結(jié)合驅(qū)動操控裝置(9a)給出的指令而調(diào)整。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括校正步驟；所述校正步驟為將轉(zhuǎn)子單元和定子單元處同軸法線相對、Θ為O的狀態(tài)作為基準座標和基準時間，當轉(zhuǎn)子單元每次前轉(zhuǎn)至基準座標時，電源調(diào)制器(I)進行一次時間歸O校準并記錄本次周期時間，通過與上次轉(zhuǎn)子單元前轉(zhuǎn)至基準座標的周期時間比較，從而獲知轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)周期時間，并控制輸出電流。13.基于權(quán)利要求1?7任一電動裝置的制動方法，該方法在所述轉(zhuǎn)子單元趨近定子單元、轉(zhuǎn)子單元和定子單元處同軸法線相對以及轉(zhuǎn)子單元和定子單元處于遠離狀態(tài)的至少一個時域中，輸出時序電流控制電動裝置制動； 所述轉(zhuǎn)子單元趨近定子單元為O < Θ <30度相應(yīng)的時間段，所述Θ為轉(zhuǎn)子單元繞軸所受電磁力與其法向分力的方向所形成的動態(tài)夾角。14.基于權(quán)利要求8或9所述電動車的增程方法，該方法在電動裝置運行中需要為二次電池組(Sb)持續(xù)補充電能，或當二次電池組的實時電壓或殘存容量值低于所設(shè)定的閥值時，啟用電能補充裝置(18)為二次電池組補充電能。
【文檔編號】H02P6/24GK105990980SQ201510061012
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月5日
【發(fā)明人】劉粵榮, 王為希
【申請人】劉粵榮, 王為希