智能變速中置電機電動自行車的製作方法

2023-08-22 07:23:41

專利名稱：智能變速中置電機電動自行車的製作方法
技術領域：
本發明涉及的一種智能變速換擋的中置電機電動自行車，特別涉及一種根據速度和電機功率的變化來自動變換檔位的方法。
背景技術：
電動自行車在中國發展了十幾年，以其高度的靈活性、方便性、安全性、經濟性、贏得了廣大人民群眾的青睞，用戶迅速上升，全國用戶達3億，年產量達I億，以其高度的節能環保性能贏得了政府的關注，是節能減排，方便出行的好產品。但是受技術條件限制，我國的電動自行車主要採用鉛酸電池，鉛酸電池有I大優點，2大缺點，優點是耐起步大衝擊電流性能好，缺點是:①能量密度小，比同容量的鋰電池重4-5倍，②製造過程和遺棄的對環境汙染嚴重；2011年國家六部位聯合發文淘汰鉛酸電池電動自行車，推行強制電動車標準，到目前為止，鋰電池的電動車產量有了大幅提升，約佔到市場份額10-15%左右，但是，離預期目標還是有比較大的差距，其主要問題還是一個技術問題。首先鉛酸電池的環保問題，生產環節重汙染，不是每個廠家可以控制住的，所以國家淘汰取締，不符合環保要求的生產廠家；其次鉛酸電池的能量密度比鋰電池小好多倍，安裝在電動車上使電動車的自重大幾倍，等於自行車還沒有做功就多拉了幾十公斤的貨，造成電能的浪費，降低了電動車的效率，不符合綠色節能環保的節能趨勢。鋰電池就沒有鉛酸電池的缺點，並且兼備鉛酸電池的優點，但是國內鋰電池的生產廠家工藝技術良莠不齊，大部分廠家的鋰電池沒有大電流放電的性能，加上市場惡性競爭，傳統輪轂電機的鋰電池電動車故障率反而比鉛酸的高，老百姓對鋰電池電動車的信心受到打擊，目前採用輪轂電機的鋰電池電動自行車，只有採用限流法和非零起步法，來降低車子的起步衝擊電流，以達到保護電池的目的，這樣導致鋰電池單車沒有勁，在農村人們要用電動自行車長距離，大負荷的拉貨，顯然只有選擇鉛酸電池的車子了，這樣的話大大限制了廣大城鄉市場的鋰電池電動自行車的發展普及速度。所以怎樣在不增加電流的情況下獲得一個大力矩和爬坡能力的電單車？顯然輪轂電機不現實，只有機械變速才可以獲得大力矩、小電流，只有中置電機才可以在不增加結構和重量的情況下輕鬆的實現機械變速。

發明內容
本發明的目的是製造一種智能機械換擋變速的中置電機電動自行車，以解決目前現有的輪轂電機電動自行車的大力矩需要大電流的矛盾，大電流會降低車子的續航裡程和電池的使用壽命的弊端。為了達到上述目的，本發明完整保留了山地自行車的機械變速裝置，該裝置結構簡單輕巧，節能高效，技術成熟可靠，外加中置電機與山地車鏈條變速系統有機的結合起來，再加上智能換擋變速系統，達到小電流大力矩的行車目的，大大延長電池的單次續航裡程和電池的使用壽命，不管鉛酸電池和鋰電池都可以使用，可以廣泛應用在兩輪電動自行車和三輪電動自行車上。


下面結合附圖來對本發明的具體實施方法做出詳細的說明，附圖中，圖1、中置電機與鏈條變速裝置的結合示意圖，圖2、智能換擋變速裝置的結構示意圖，圖3、智能換擋變速系統的工作方法流程示意圖。
具體實施例方式圖1為本發明的中置電機與鏈條變速裝置的結合示意圖，圖2、為智能換擋變速裝置的結構示意圖，如圖1、2所示，本發明包括中置電機與鏈條變速裝置和智能換擋變速裝置。中置電機與鏈條變速裝置包含①電機②小飛輪(單相棘輪)③鏈條④中軸⑤大鏈盤⑥中軸飛輪(單向棘輪)組成；小飛輪②的作用是，在人力騎行時電機不會跟著腳蹬鏈盤轉，減小人力騎行時電機發電帶來的額外無用功阻力，中軸飛輪⑥的作用是，在用電騎行時，腳蹬不會跟著電機鏈盤轉，造成電能的浪費，還有避免腳蹬打腳的危險；智能變速器包含單片機軟體組成的控制器顯示器①，電壓、電流、速度傳感器②，步進電機執行器③等等組成；智能換擋變速器可以根據電流變化的大小，在設定的範圍之內選擇維持原來檔位行駛，如果電流超出設定上限，步進馬達執行器執行降檔操作，反之當電流低於設定值下線時CPU給出指令，步進馬達執行加檔操作，否則，當電機功率在設定的範圍之內的話，CPU給出指令維持原來的檔位運行，當減速至停車時，CUP給出指令，檔位自動回復到起步時的狀態。
權利要求
1.一種智能變速中置電機電動自行車，包含中置電機傳動連結機械裝置，單片機智能換擋變速裝置，其特徵在於: 中置電機傳動鏈輪機械裝置包含:中置電機、小飛輪(單向棘輪)、前鏈條、大鏈盤、中軸飛輪(單向棘輪)； 單片機智能換擋變速裝置包含:智能模塊CPU、顯示器、電壓、電流、速度傳感器、步進馬達執行器、前變速器撥叉、前步進馬達撥叉、後變速器、和後變速器撥叉、後步進馬達變速器撥叉。
2.如權利要求1所述的智能變速中置電機電動自行車，其特徵在於中置電機鏈輪傳動機械裝置中小飛輪(單向棘輪)是加裝在電機的輸出傳動軸上圖1。
3.如權利要求1所述的智能變速中置電機電動自行車，其特徵在於中置電機鏈輪傳動機械裝置中的中軸飛輪(單向棘輪)是加裝在自行車的腳蹬中軸之上、大鏈盤安裝在中軸飛輪之上圖1。
4.如權利要求1所述的智能變速中置電機電動自行車，其特徵在於中置電機鏈輪傳動機械裝置中小飛輪(單向棘輪)和大鏈盤是通過鏈條或者皮帶，連結傳動的，或者齒輪嚙合傳動的。
5.如權利要求1所述的智能變速中置電機電動自行車，其特徵在於單片機智能換擋變速裝置中的智能模塊CPU是根據電壓、電流、速度的變化來決定檔位的變化。
6.如權利要求1所述的智能變速中置電機電動自行車，其特徵在於單片機智能換擋變速裝置中的前後步進馬達變速器撥叉安裝在，前後變速器撥叉的位置如圖2。
7.一種智能變速中置電機電動自行車，其實現智能換擋變速的方法步驟如下: a、起步、檔位降到最低； b、檢測速度、檢測電壓、電流、計算出電機輸出功率； C、當電機功率連續I秒低於設定功率，加檔；當電機功率連續I秒超出設定功率，降檔； d、當電機功率一直維持在設定功率的上限和下限之間的話，維持原來檔位； e、減速，根據速度降低檔位； f、停車降低檔位至起步時的檔位。
8.一種智能變速中置電機電動自行車其實現智能換擋變速裝置，能夠計算出最佳速度和檔位的能效比，讓電動車行駛在最節能的檔位。
9.如權利要求7所述的智能變速中置電機電動自行車的能效比的計算方法為:速度值除以電機功率值，哪個檔位的比值最大就常用哪個檔位。
全文摘要
本發明公開了一種智能變速中置電機電動自行車的變速裝置。裝置包含1、在電動自行車中軸位置安裝的電機和鏈輪機械傳動裝置，2、智能自動換擋變速的智能變速器裝置；機械傳動裝置包含，安裝在中軸位置的電動機①，電動機輸出軸上有單向小飛輪②，小飛輪通過皮帶或者鏈條③和中軸腳蹬上的大鏈盤④連結傳動，大鏈盤在中軸⑤之間安裝有單向飛輪⑥；智能變速器包含單片機軟體組成的控制器顯示器(1)，電壓、電流、速度傳感器(2)，步進電機執行器(3)等等組成；本發明(1)結構簡單輕巧，性能可靠，成本低廉，可實現5-27速連續變速，(2)相對於輪轂電機電動自行車，起步、爬坡力矩、續航裡程、電池壽命大大增強。
文檔編號B62M6/50GK103144732SQ20131006509
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月1日 優先權日2013年3月1日
發明者郭小華 申請人:郭小華