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(dòng)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(zhǔn)座標(biāo)和基準(zhǔn)時(shí)間，通過傳感裝置獲知轉(zhuǎn)子單元趨近/相對(duì)/遠(yuǎn)離定子單元的位置狀態(tài)。
[0035]所述電源調(diào)制器I對(duì)電動(dòng)裝置3的驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)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(dòng)操控裝置9a對(duì)電源調(diào)制器I無輸入指令時(shí)，電源調(diào)制器休眠；
[0038]2)驅(qū)動(dòng)操控裝置9a給出加速指令時(shí)，電源調(diào)制器I相應(yīng)輸出時(shí)序電流；
[0039]3)當(dāng)車速或通電頻率達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，所述的電源調(diào)制器斷電。
[0040]本實(shí)用新型還公開了所述電動(dòng)車配置二次電池組的一種增程方法，該方法在電動(dòng)裝置3運(yùn)行中需要為二次電池組Sb持續(xù)補(bǔ)充電能，或當(dāng)二次電池組實(shí)時(shí)電壓或殘存容量值低于所設(shè)定的閥值時(shí)，啟用電能補(bǔ)充裝置18為二次電池組補(bǔ)充電能。
[0041]本實(shí)用新型針對(duì)輪轂電動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，對(duì)電源調(diào)制器植入優(yōu)化的數(shù)控編程邏輯，使之實(shí)現(xiàn)高效節(jié)電。所述輪轂電動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用于電動(dòng)車可使用一次電池或二次電池，所述的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；所述的二次電池包括所有放電后可反復(fù)充電的電池，例如鋰電池、鉛電池、金屬儲(chǔ)氫電池等。鑒于目前電動(dòng)車市場(chǎng)所配用二次電池的儲(chǔ)能密度較低，本實(shí)用新型針對(duì)這一技術(shù)現(xiàn)狀設(shè)計(jì)了旨在對(duì)二次電池補(bǔ)充電能的增程系統(tǒng)，有效解決電動(dòng)車?yán)m(xù)行里程短的公知主要問題。
[0042]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:電動(dòng)裝置具有時(shí)序供電控制帶來的節(jié)能效果，增程系統(tǒng)可有效克服電動(dòng)車?yán)m(xù)行里程短的主要問題，以此方案進(jìn)行設(shè)計(jì)的輪轂電動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組合多樣化、成本低，有效適應(yīng)高端節(jié)能電動(dòng)車的設(shè)計(jì)要求。
【附圖說明】
[0043]圖1a是所述輪轂電動(dòng)系統(tǒng)的一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖1b是所述輪轂電動(dòng)系統(tǒng)的一種機(jī)械本體透視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖2a是轉(zhuǎn)子單元在同軸轉(zhuǎn)體的一種磁極設(shè)置示意圖。
[0046]圖2b是轉(zhuǎn)子單元在同軸轉(zhuǎn)體的另一種磁極設(shè)置示意圖。
[0047]圖3a是定子單元繞組兩端連線設(shè)置為與同軸轉(zhuǎn)體法線垂直的示意圖。
[0048]圖3b是定子單元繞組兩端連線設(shè)置為與同軸轉(zhuǎn)體法線重合的示意圖。
[0049]圖3c是定子單元凹型繞芯上部正對(duì)同軸轉(zhuǎn)體內(nèi)緣的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]圖4a是轉(zhuǎn)子單元在同軸轉(zhuǎn)體上受力方向分解及動(dòng)態(tài)夾角Θ示意圖。
[0051]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。
[0052]圖5a是電源調(diào)制器的基本工作邏輯示意圖。
[0053]圖5b是一種實(shí)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。
[0054]圖5c是電源調(diào)制器增設(shè)電磁制動(dòng)裝置輸入端的工作邏輯示意圖。
[0055]圖6是電源調(diào)制器輸出電流呈周期性通斷的時(shí)序示意圖。
[0056]圖7a是一個(gè)定子單元組合8個(gè)轉(zhuǎn)子單元的一種局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0057]圖7b是同軸轉(zhuǎn)體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的一種通斷電時(shí)域示意圖。
[0058]圖7c是一個(gè)定子單元組合8個(gè)轉(zhuǎn)子單元的一種通電邏輯示意圖。
[0059]圖7d是同軸轉(zhuǎn)體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的一種通斷電時(shí)域示意圖。
[0060]圖8a是兩個(gè)定子單元組合8個(gè)轉(zhuǎn)子單元的一種局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0061]圖Sb是12個(gè)定子單元組合12個(gè)轉(zhuǎn)子單元的一種局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0062]圖9a是增程系統(tǒng)對(duì)二次電池組充電的一種邏輯控制結(jié)構(gòu)示意圖。
[0063]圖9b是增程系統(tǒng)對(duì)二次電池組充電的另一種邏輯控制結(jié)構(gòu)示意圖。
[0064]圖1Oa是本實(shí)用新型應(yīng)用于電動(dòng)兩輪車的一種局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0065]圖1Ob是本實(shí)用新型應(yīng)用于電動(dòng)三輪車的一種局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0066]圖1Oc是本實(shí)用新型應(yīng)用于電動(dòng)四輪車的一種局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0067]附圖標(biāo)識(shí):
[0068]1、電源調(diào)制器；la、直流電源輸入端；lb、時(shí)序電流輸出端；lc、感應(yīng)信號(hào)輸入端；ld、驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端；le、制動(dòng)信號(hào)輸入端；2、減速/變矩裝置；3、電動(dòng)裝置；3a、定子單元；3b、轉(zhuǎn)子單元；3c、傳感單元；3d、氣隙；3e、同軸轉(zhuǎn)體；4、車架；5、車輪；6、輪轂；7、輪軸；8、電池組；9a、驅(qū)動(dòng)操控裝置；％、電磁制動(dòng)裝置；10、同軸法線；11、車輪切線；12、繞組兩極方向連線；17、邏輯充電裝置；18、電能補(bǔ)充裝置；Θ、轉(zhuǎn)子單元所受電磁力與其法向分力的夾角。
【具體實(shí)施方式】
[0069]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0070]本實(shí)用新型所述的輪轂電動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括輪轂6、減速/變矩裝置2和電動(dòng)裝置3，其中電動(dòng)裝置的同軸轉(zhuǎn)體3e與輪轂同軸設(shè)置，兩者之間通過減速/變矩裝置傳動(dòng)，一種減速/變矩裝置同軸獨(dú)立設(shè)置的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖1a所示，其機(jī)械本體透視結(jié)構(gòu)示意如圖1b所示，其配兩輪車的一種整體結(jié)構(gòu)示意如圖1Oa所示。
[0071]所述電動(dòng)裝置的定子單元由良導(dǎo)線環(huán)繞磁芯而成，其中良導(dǎo)線通常使用銅線或鍍銅鋁芯線，磁芯為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的一種在外磁場(chǎng)作用下可產(chǎn)生更強(qiáng)附加磁場(chǎng)的磁介質(zhì)材料；所述轉(zhuǎn)子單元的材料為磁鋼、釹鐵硼等一類本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的永磁體，其自身固有磁性且磁極方向不因外部磁場(chǎng)而改變；轉(zhuǎn)子單元在同軸轉(zhuǎn)體上設(shè)置時(shí)N/S磁極同向排布，而不象常規(guī)技術(shù)采用的N/S磁極交替排布。
[0072]參見圖2a，同軸轉(zhuǎn)體外緣設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)子單元，S極面向同軸轉(zhuǎn)體內(nèi)，同軸轉(zhuǎn)體內(nèi)設(shè)置一個(gè)定子單元3a，兩者運(yùn)動(dòng)相對(duì)的氣隙3d足夠小，如果定子單元通電的N極面向同軸轉(zhuǎn)體，則轉(zhuǎn)子單元趨近通電的定子單元時(shí)，會(huì)受到吸引而使同軸轉(zhuǎn)體加速運(yùn)動(dòng)；在另一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子單元的S極逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)相向定子單元，定子單元繞組通電的N極與其相對(duì)，兩者磁作用同樣為相吸，如圖2b所示；該定子單元電磁極與轉(zhuǎn)子單元相吸關(guān)系設(shè)置是本實(shí)用新型所述電動(dòng)裝置的基礎(chǔ)模型。
[0073]如圖4a所示，轉(zhuǎn)子單元繞軸所受的電磁力F可分解為同軸法線10方向Fltl與切線11方向Fn，其中對(duì)轉(zhuǎn)子單元繞軸有貢獻(xiàn)的是切向作用力Fn，F(xiàn)與Fltl的方向形成了動(dòng)態(tài)夾角Θ。轉(zhuǎn)子單元繞軸受力與定子單元電磁場(chǎng)作用于同軸轉(zhuǎn)體的區(qū)間相關(guān)，對(duì)一個(gè)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(duì)應(yīng)于電磁極兩極連線12與同軸轉(zhuǎn)體的相應(yīng)法線10垂直，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同軸轉(zhuǎn)體的相應(yīng)法線重合，如圖3b所示，該設(shè)置方式通常為多個(gè)定子單元組合排布時(shí)選用。對(duì)于凹型繞芯，其電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子單元的作用區(qū)間，位于凹型繞芯上部正對(duì)同軸轉(zhuǎn)體的兩端范圍內(nèi)，如圖3c所示。
[0074]轉(zhuǎn)子單元繞軸進(jìn)入上述定子單元電磁場(chǎng)作用區(qū)間的始點(diǎn)是一個(gè)F與F11重合的狀態(tài)特殊點(diǎn)，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(zhǔn)、Θ為±90度的位置區(qū)間內(nèi)(所述土根據(jù)同軸轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向而相對(duì)定義)。當(dāng)Θ為90時(shí)，F(xiàn)11為最大值；當(dāng)Θ為O時(shí)F11為0，F(xiàn)ltl為最大值，對(duì)轉(zhuǎn)子單元繞軸無貢獻(xiàn)，如圖4b所示。F11和F 1(|為一對(duì)此消彼長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)變量，其理論強(qiáng)弱變換以Z Θ為45度為分界點(diǎn)，在Θ >45度的狀態(tài)表現(xiàn)為以驅(qū)動(dòng)力F11為主，在Θ <45度的狀態(tài)表現(xiàn)為以制動(dòng)力Fltl為主。
[0075]本實(shí)用新型輪轂電動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)技術(shù)方案為:電源調(diào)制器對(duì)應(yīng)30度(Θ <90度的時(shí)域通電，其余時(shí)域斷電；在該通電時(shí)域，以節(jié)電為主的設(shè)計(jì)應(yīng)選擇在60度(Θ <90度甚至75度< Θ < 90度的時(shí)域通電；需要充分利用同軸轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的設(shè)計(jì)，可選擇在45度< Θ <90度甚至30度< Θ <90度的時(shí)域通電；由于Θ在<45度狀態(tài)以制動(dòng)力Fltl為主，在Θ <30度狀態(tài)通電已失去節(jié)電驅(qū)動(dòng)意義；該優(yōu)選驅(qū)動(dòng)的電流通斷時(shí)域如圖6所示，其中T1為通電時(shí)間，TjP T C1均為斷電時(shí)間，(T !+T^T0)構(gòu)成了時(shí)序驅(qū)動(dòng)電流周期T。所述電動(dòng)裝置的制動(dòng)技術(shù)方案為:電源調(diào)制器對(duì)應(yīng)TjP T ^的部分時(shí)域或全部時(shí)域設(shè)置為通電，所述T2為轉(zhuǎn)子單元繞軸趨近定子單元對(duì)應(yīng)O度< Θ <35度的時(shí)域，所述Ttl為轉(zhuǎn)子單元繞軸遠(yuǎn)離定子單元的相應(yīng)時(shí)域；同理，由于Θ在>30度狀態(tài)時(shí)存在可觀的切向電磁力Fn，對(duì)制動(dòng)設(shè)計(jì)無益。
[0076]上述電源調(diào)制器根據(jù)Z Θ狀態(tài)對(duì)通、斷電的控制，可近似變換為電流時(shí)序的相對(duì)時(shí)間控制，因?yàn)殡娫凑{(diào)制器通過時(shí)序校準(zhǔn)可判知Θ從90度到O度、8卩(?\+Τ2)的時(shí)間段，只要設(shè)定!\與T2的相對(duì)時(shí)間，即近似于對(duì)Θ相應(yīng)狀態(tài)的通、斷電控制；例如控制Θ對(duì)應(yīng)90度至45度的時(shí)域通電，可簡(jiǎn)要設(shè)定在(?\+Τ2)的時(shí)間段起始1/2時(shí)域通電，之后1/2時(shí)域斷電；同理，當(dāng)控制Θ對(duì)應(yīng)30度至O度的時(shí)域通電，可簡(jiǎn)要設(shè)定在(?\+Τ2)的時(shí)間段起始2/3時(shí)域斷電，之后1/3時(shí)域通電。(?\+Τ2)是一個(gè)與同軸轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速相關(guān)的量，以相對(duì)時(shí)間控制替代對(duì)Θ的狀態(tài)控制在電動(dòng)裝置變速時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差，該偏差糾正有賴對(duì)電源調(diào)制器相應(yīng)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)。
[0077]Θ為一個(gè)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子單元與定子單元相對(duì)運(yùn)動(dòng)的隱變量，轉(zhuǎn)子單元在同軸轉(zhuǎn)體上繞軸對(duì)應(yīng)Θ為90度的精確位置是一個(gè)與同軸轉(zhuǎn)體圓弧度、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)時(shí)應(yīng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)；通常是運(yùn)用Θ為90度和Θ為O度的顯態(tài)位置作為傳感裝置判斷電動(dòng)裝置內(nèi)部相對(duì)位置的一種依據(jù)，電源調(diào)制器的工作