一種電池外置式電動車的製作方法

2023-06-08 14:45:11

一種電池外置式電動車的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電池外置式電動車，包括：電池箱、後座架和車架；所述的後座架為上下雙層結構，所述的後座架的下層為電池箱的支撐架，所述電池箱安裝在後座架的夾層，所述後座架安裝在車架的後輪上部；或所述電池箱為分體結構，分體電池箱分別安裝於後座架下部的後輪兩側，後座架安裝在車架的後輪上部。本實用新型具有可方便拆卸電池箱的優勢，有效適應簡約型電動車的設計要求。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電動車的電源箱、電機和車架領域，特別涉及一種電池箱固連後 座架與直驅式電機組合的電動車設計。 一種電池外置式電動車

【背景技術】
[0002] 電動自行車源於在腳踏自行車加裝電源系統助力，滿足蹬自行車上坡助力的需 求，目前，電動自行車已發展為一種純由電池驅動的行駛工具。據行業披露數據，我國電動 自行車市場保有量已達到1. 5億輛以上。
[0003] 隨著市場的發展，電動車所配用的電動機也從通用型向專業設計方向發展。專業 電動機具有體積小、重量輕和節省電能等優勢，新設計的專用電機甚至具有無霍爾控制電 路、無阻尼，體積及重量均只有常規通用電機的幾分之一，扭矩更大，主要是通過在控制器 運用開關技術、有效降低電機工作過程的無功損耗而實現。由於專業電動機的技術發展，市 場分化出一類性能更優的腳踏、電動兩用車，帶來了簡約型設計的要求，根據電池的安裝位 置可分為兩大類；
[0004] 1)內置式：電池組安裝在車架的槓內，例如放在橫槓6a的內部（圖1)，此處電池 組通常使用鋰電池。由於夏季車槓內很易形成溫室效應，此種電池的安放方式使電池壽命 大大縮短。
[0005] 2)外置式：將電池組置於專用電池箱內安裝在車架外部，例如安裝在車架橫槓6a 的外部（圖2)，或安裝與騎座10下堅扛6b的外部（圖3)，或安裝在車架腳踏板下（圖4)。
[0006] 實用新型"普通自行車改裝成的電動車"（ZL200520096391. 8)還公開了一種用電 動鏈條與電機鏈輪相連接、電機固定在支撐板、電池箱固定連接"後座架上後端"的技術方 案；在另一實用新型"一種電動自行車"（ZL200720102121. 2)中，提出一種"電池盒和電機 設置在後座架上，電機通過傳動鏈與飛輪相連接"的技術方案。上述技術方案都是將電機外 置於後輪軸，扭矩通過傳動鏈條傳遞至後輪的軸，因而電動車的動力欠佳，不適應採用直驅 式電動輪的電動車設計主流；同時電池箱固連在普通單層結構的後座架上，會佔用後座架 上很有限的面積，影響了後座架的實用性；因此未能獲得較好市場推廣。 實用新型內容
[0007] 本實用新型的目的，在於克服現有外置式電池箱安裝在車架的斜槓、堅槓、腳踏板 下，或把將電池箱固連在普通單層結構後座架的缺陷，提供一種無需通過傳動鏈條傳遞電 機扭矩、結構簡單、電池箱裝卸更方便、工藝容易實現的電動車安裝設計方案，滿足簡約型 電動車的市場需求。
[0008] 本實用新型提供的電池外置式電動車，包括：電池箱1、後座架2、電機9和車架6， 所述的後座架2為上下雙層結構，所述後座架2的下層為電池箱1的支撐架2a，所述電池箱 1安裝在後座架2的夾層4中，所述後座架2安裝在車架6的後輪7上部。
[0009] 優選的，所述電動車的電機9為無阻尼外轉子直驅式，電機9的定子作為後輪軸 7a，電池箱1內配置有電池組，其兩端正、負極與電機9及控制器10連接。
[0010] 優選的，所述電動車至少在前輪或後輪7的一處設置電機9。
[0011] 優選的，所述後座架2通過固連件安裝在後輪7上部，且與相應車輪同軸安裝。
[0012] 更優選的，所述夾層4與電池箱1嵌合，或/和通過外加機械緊固件3連接，該連 接可以是緊固式連接或活動式連接，進而可使電池箱1方便地安裝、拆卸。
[0013] 作為上述技術方案的另一種替代方案，一種電動自行車包括：電池箱1、後座架2、 電機9和車架6,所述電池箱1為分體結構，分體電池箱分別安裝於後座架2下部的後輪7 兩側，後座架2安裝在車架6的後輪7上部。
[0014] 優選的，所述電動車的電機9為無阻尼外轉子直驅式，電機9的定子作為後輪軸 7a，電池箱1內配置有電池組，分體電池箱la內的兩組電池串聯或並聯連接，其兩端正、負 極與電機9及控制器10電連接。
[0015] 優選的，所述電動車至少在前輪或後輪的一處設置電機9,且與相應車輪同軸安 裝。所述的電機9,亦可安裝在前輪，甚至採用前輪、後輪各自安裝一隻電機9。
[0016] 更優選的，所述後座架2下部設置有吊裝固連裝置5,所述分體電池箱與吊裝固連 裝置5嵌合，或/和在後輪7兩側與車架6嵌合，或分體電池箱與車架6通過緊固件3連接， 所述緊固件可以是活動式或緊固式，通過緊固件連接可以使使電池箱1方便地安裝、拆卸。
[0017] 所述的控制器10安裝在電池箱1內，亦可安裝在與車架6固連的任意部位。
[0018] 所述的電動車可加裝腳踏功能，普通自行車後輪常規配置的環齒狀飛輪與電機9 定子同軸7a並排安裝，並通過鏈條與腳踏大鏈輪相連接。
[0019] 本實用新型結構適合於製造簡約型電動自行車，尤其適合於電動、腳踏兩用設計 的車型；本實用新型設計的後座架具有雙重功能，除了放置物品或載人外，同時還具有固連 電池箱的作用。本實用新型較之常規單一功能的後座架，具有可充分利用後座架空間、結構 簡單、組合拆卸方便和製造成本低的優勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是一種把電池組安裝在車架橫槓內的電動自行車。
[0021] 圖2是一種把電池箱安裝在車架橫槓外的電動自行車。
[0022] 圖3是一種把電池箱安裝在車架騎座下堅槓外的電動自行車。
[0023] 圖4是一種把電池箱安裝在車架腳踏板下的電動自行車。
[0024] 圖5是一種具有雙層後座架、電機與後輪同軸安裝的結構不意圖。
[0025] 圖6是圖5所述雙層後座架嵌合電池箱的後視結構不意圖。
[0026] 圖7是本實用新型一種分體電池箱吊裝在後座架下、電機與後輪同軸安裝的結構 示意圖。
[0027] 圖8是圖7所述分體電池箱吊裝的一種後視結構示意圖。
[0028] 附圖標識：
[0029] 1、電池箱；la、分體電池箱；2、後座架；2a、雙層座架下層；2b、座架支撐筋條；3、緊 固件；4、夾層；5、固連裝置；6、車架；6a、車架橫槓；6b、車架堅扛；7、後輪；7a、後輪軸；8、筋 條的孔；9、電動機；10、控制器；11、騎座。

【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖和實施例進一步對本實用新型進行詳細說明。
[0031] 普通後座架通常設計方案為；水平由若干橫筋和堅筋組成單層框架，向下延伸出 若干堅向的承力筋條，通過帶孔端子及緊固螺絲與車架6固連，其變形設計方案很多，但基 礎結構類同，這類普通後座架的主要功能是放置物品或載人。
[0032] 本實用新型一項主要的設計功能是用於固連電池箱1。對於簡約型電動車，出於對 電機扭矩的性價比要求，電動車通常是使用外徑< 22英寸的輪子，後座架的高度與騎座相 比顯得過低，這為本實用新型的設計實施帶來了可能。
[0033] 如圖5所示，本實用新型的一種優選設計是將後座架設計為雙層，雙層座架下層 2a為電池箱的支撐架，上、下層之間設計有若干堅向的承力固位筋條，中間夾層4用於放 置電池箱；外轉子式無阻尼電機9的定子作為後輪軸7a，普通自行車後輪常規配置的環齒 狀飛輪與電機定子同軸安裝，並通過鏈條與腳踏大鏈輪相連接；電池箱內配置有電池組，其 正、負極兩端與電機及控制器電連接。電池箱在夾層4中的固定方案較多，例如後座架的下 層2a設計為平面，筋條中設計若干對電池箱的緊固扣，使電池箱在電動車的行駛中與後座 架下層2a穩定固連；又如後座架的夾層4內設計有若干凸起筋條，筋條形狀與電池箱1外 部專門設計的凹槽對應，通過凸起筋條與凹槽的嵌合緊固電池箱。再如後座架的下層2a設 計有若干孔，與電池箱下部專門設計的若干孔對應，通過外加螺絲使電池箱緊固於後座架 的夾層。
[0034] 對於電動、腳踏兩用的電動車，往往要求電池箱可方便拆卸，腳踏時將電池箱拆 卸，將電池箱裝上即可實現其電動功能。為方便拆卸，電池箱在夾層中的嵌入，既可以在座 架的後部，也可以在座架夾層的兩側、即左部或右部嵌入，圖6給出了上述設計方案的一種 後視結構示意效果。
[0035] 作為上述設計方案的另一種替代優選設計，如圖7所示，後座架的下部設計有電 池箱1的吊裝固連裝置5,電池箱設計為兩個分體電池箱la，分體電池箱la分別吊裝固連 在後座架下的後輪兩側；該設計同樣選用外轉子式無阻尼電機9,電機的定子作為後輪軸 7a，普通自行車後輪常規配置的環齒狀飛輪與電機定子同軸安裝，並通過鏈條與腳踏大鏈 輪相連接。固連裝置5既可設計為與兩個電池箱的外型機械嵌合，例如凸起筋條與凹槽的 嵌合緊固，或/和外加機械緊固件緊固；亦可設計為在後輪7兩側與後座架的下部筋條2b 或車架6的近後輪7部位機械嵌合，或外加機械緊固件緊固，或多種固連方法並用。所述的 外加機械緊固件，包括與後座架或車架緊固的各種機械裝置，例如設計同位孔，用螺絲穿孔 將兩隻電池箱分別緊固於後座架的下部、後輪兩側。兩個分體電池箱la內的兩組電池的兩 端，可電串聯亦可並聯連接，電連接後的兩端正、負極與與電機及其控制器電連接。
[0036] 目前較新一代的電動車專用電機，由於使用了根據磁流特點配備精確開關電流控 制的技術，配置24V/12Ah的電池行駛可逾50km;不少市場用戶希望電動車能行駛100? 200km，由此需加大電池容量，當後座架的夾層設計無法滿足電池箱體積需求時，將電池箱 設計為兩個固連在後座架下是一種優選設計。這種設計的特點是後座架的面積比常規座架 大，利於載貨，要點是沿車架兩側大至可容納放置兩隻電池箱，優選窄長型電池，圖8給出 了上述設計方案的一種後視結構示意效果。
[0037] 電池箱與後座架或車架之間的空隙，可加入一些防震碰的填充物輔助，包括橡膠、 塑料泡沬或其他軟性材料製成的墊圈或空隙填充物。
[0038] 本實用新型適用於所有配置後座架的兩輪或多輪電動車、電動助力車以及電動、 腳踏兩用車，優選例僅為推薦，若干技術方案可組合併用，也可部分使用，也可加入其他成 熟技術。只要電池箱體可實現與後座架部位機械緊固、外轉子電機的定子作為後輪軸7a的 安裝組合，即可實現本實用新型方案的基本技術目標。
[0039] 對電動自行車較深入了解的普通專業人士，都不難在本實用新型所述的方案基礎 上，舉一反三地變形實施本實用新型內容。本實用新型所述的雙層後座架、在夾層固連電池 箱和設計分體電池箱固連在後座架下、後輪兩側的技術方案，以及本實用新型方案衍生的 技術變形實施，均應被列入本實用新型的保護範圍。
[0040] 實施例1、
[0041] 一種電池外置的電動自行車，後座架2為雙層結構,後座架2設計有夾層4,下層支 架2a平整，夾層4的活動開口在後側，電池箱1的外型設計為盒狀，與後座架2的夾層4內 部空間嵌合，使電池箱1可在座架2的後部平穩放入夾層4,將電池箱1牢固地安裝在的夾 層4內、下層2a之上，外加緊固件3緊固。
[0042] 電動自行車選用外轉子式無阻尼電機9的定子作為後輪軸7a;電池箱內配置有電 池組，該電池組優選高性能膠體電池組，其正、負極與電機及控制器電連接。後座架2除了 緊固電池箱1的雙層結構，其餘與車架6的固定方法和常規設計類同，其前部兩根筋條通過 帶孔8端子及緊固螺絲與騎座下部位的車架6固連，堅向承力筋條通過帶孔8端子及緊固 螺絲與後輪部位的車架6固連。
[0043] 實施例2、
[0044] 在實施例1的基礎上，電池箱1的外型設計有若干凹槽，後座架2夾層4內部的上、 下筋條與電池箱1的若干凹槽一一對應，即後座架2該截面的筋條設計為與電池箱1凹槽 相對應的凸形，使電池箱1在座架2的後部插入可充分嵌合，外加緊固件3將電池箱1牢固 地安裝在後座架2的夾層4內。
[0045] 電池箱1內改用磷酸鐵鋰電池組，控制器10設置在電池箱1內；電機的選型與安 裝方案與實施例1同。為增加本實施例車型的踏行功能，後輪配置有一個環齒狀飛輪與電 機定子同軸並排安裝，飛輪的環狀齒通過鏈條與腳踏大鏈輪相連接。其餘基礎結構及後座 架2與車架6的固定方法與實施例1相同。
[0046] 實施例3、
[0047] 實施例2中盒狀電池箱1是在座架2的後部放入夾層4,本實施例設計為在座架2 的左側或右側放入夾層4,即夾層4的活動開口在左側或右側，盒狀電池箱1與座架2的夾 層4充分嵌合，外加緊固件3將電池箱1牢固地安裝在後座架2的夾層4內，其餘設計方法 與實施例2相同。
[0048] 實施例4、
[0049] 一種電池箱固連後座架的電動車，適用於遠程行駛或載貨。
[0050] 後座架2的面積比常規設計大，沿車架6兩側大至可容納放置電池箱為美觀優選， 後座架2下部固連後輪軸7a的兩側筋條專門設計有吊裝電池箱1的固連裝置5,以嵌合形 式對接。後座架2與車架6的固定方法和普通座架設計類同，其水平支架的前部兩根筋條 通過帶孔8端子及緊固螺絲與騎座下的車架部位固連，兩根堅向承力筋條2b通過帶孔8端 子及緊固螺絲與後輪部位的車架6固連。
[0051] 外轉子式無阻尼電機9的定子作為後輪軸7a安裝；後輪配置有一個環齒狀飛輪與 電機定子同軸並排安裝，飛輪的環狀齒通過鏈條與腳踏大鏈輪相連接。電池箱1設計為兩 個，選用兩組薄身型的24V15Ah磷酸鐵鋰電池，分別放在兩個分體電池箱la內；電池箱的外 部除與後座架2下部筋條嵌合外，設計有專用於螺絲緊固的孔8,兩隻電池箱分別安裝於後 座架2的下部、後輪7的兩側，外加穿孔8螺絲緊固。兩組電池電並聯，並聯後的正、負極兩 端與電機及控制器電連接。
[0052] 實施例5、
[0053] 在實施例4的基礎上，電池更改為兩隻窄長型的12V35Ah高性能膠體電池，電池內 部極群呈6X1結構排布，分別放在兩個分體電池箱la內；因膠體電池比磷酸鐵鋰電池重得 多，僅靠後座架2下部筋條設置固連裝置5嵌合電池箱的強度不足，為此在後座架2下部筋 條2b與後輪7兩側車架6的結合部，專門設計有以車架6為承力點、帶固位螺絲的固連裝 置5,固位螺絲穿過電池箱la外部專設的孔用螺帽緊固。後座架2及與車架6的固定方法 和普通座架設計類同。
[0054]電池箱的外部，除上部設計為與後座架2下部筋條的固連裝置5嵌合外，電池箱下 部的主要承力點，為筋條2b與後輪7兩側部位車架6固連的的固連裝置5,兩隻電池箱分別 安裝於後座架2的下部、後輪7的兩側，用螺絲緊固。兩組電池電串聯，串聯後的兩端正、負 極與電機及控制器電連接，電機9選用與安裝部位與實施例4相同。
【權利要求】
1. 一種電池外置式電動車，包括：電池箱、後座架和車架，其特徵在於：所述的後座架 為上下雙層結構，所述的後座架的下層為電池箱的支撐架，所述電池箱安裝在後座架的夾 層，所述後座架安裝在車架的後輪上部。
2. 根據權利要求1所述的電動車，其特徵在於：所述電動車的電機為無阻尼外轉子直 驅式。
3. 根據權利要求2所述的電動車，其特徵在於：所述電動車至少在前輪或後輪的一處 設置電機，且與相應車輪同軸安裝。
4. 根據權利要求1所述的電動車，其特徵在於：所述後座架通過固連件安裝在後輪上 部。
5. 根據權利要求1所述的電動車，其特徵在於：所述夾層與電池箱嵌合，或/和通過外 加機械緊固件連接。
6. -種電池外置式電動車，包括：電池箱、後座架和車架，其特徵在於：所述電池箱為 分體結構，分體電池箱分別安裝於後座架下部的後輪兩側，後座架安裝在車架的後輪上部。
7. 根據權利要求6所述的電動車，其特徵在於：所述電動車的電機為無阻尼外轉子直 驅式，且與相應車輪同軸安裝。
8. 根據權利要求7所述的電動車，其特徵在於：所述電動車至少在前輪或後輪的一處 設置電機。
9. 根據權利要求6所述的電動車，其特徵在於：所述後座架下部設置有吊裝固連裝置， 所述分體電池箱與吊裝固連裝置嵌合。
10. 根據權利要求6所述的電動車，其特徵在於：所述分體電池箱與車架在後輪兩側嵌 合或通過緊固件連接。
【文檔編號】B62M6/90GK203864910SQ201420204142
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年4月24日 優先權日:2014年4月24日
【發明者】劉粵榮 申請人:劉粵榮