專利名稱：智能變速中置電機(jī)電動(dòng)自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的一種智能變速換擋的中置電機(jī)電動(dòng)自行車，特別涉及一種根據(jù)速度和電機(jī)功率的變化來自動(dòng)變換檔位的方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)自行車在中國發(fā)展了十幾年，以其高度的靈活性、方便性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、贏得了廣大人民群眾的青睞，用戶迅速上升，全國用戶達(dá)3億，年產(chǎn)量達(dá)I億，以其高度的節(jié)能環(huán)保性能贏得了政府的關(guān)注，是節(jié)能減排，方便出行的好產(chǎn)品。但是受技術(shù)條件限制，我國的電動(dòng)自行車主要采用鉛酸電池，鉛酸電池有I大優(yōu)點(diǎn)，2大缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是耐起步大沖擊電流性能好，缺點(diǎn)是:①能量密度小，比同容量的鋰電池重4-5倍，②制造過程和遺棄的對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重；2011年國家六部位聯(lián)合發(fā)文淘汰鉛酸電池電動(dòng)自行車，推行強(qiáng)制電動(dòng)車標(biāo)準(zhǔn)，到目前為止，鋰電池的電動(dòng)車產(chǎn)量有了大幅提升，約占到市場(chǎng)份額10-15%左右，但是，離預(yù)期目標(biāo)還是有比較大的差距，其主要問題還是一個(gè)技術(shù)問題。首先鉛酸電池的環(huán)保問題，生產(chǎn)環(huán)節(jié)重污染，不是每個(gè)廠家可以控制住的，所以國家淘汰取締，不符合環(huán)保要求的生產(chǎn)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(dòng)車上使電動(dòng)車的自重大幾倍，等于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(fèi)，降低了電動(dòng)車的效率，不符合綠色節(jié)能環(huán)保的節(jié)能趨勢(shì)。鋰電池就沒有鉛酸電池的缺點(diǎn)，并且兼?zhèn)溷U酸電池的優(yōu)點(diǎn)，但是國內(nèi)鋰電池的生產(chǎn)廠家工藝技術(shù)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(chǎng)惡性競(jìng)爭(zhēng)，傳統(tǒng)輪轂電機(jī)的鋰電池電動(dòng)車故障率反而比鉛酸的高，老百姓對(duì)鋰電池電動(dòng)車的信心受到打擊，目前采用輪轂電機(jī)的鋰電池電動(dòng)自行車，只有采用限流法和非零起步法，來降低車子的起步?jīng)_擊電流，以達(dá)到保護(hù)電池的目的，這樣導(dǎo)致鋰電池單車沒有勁，在農(nóng)村人們要用電動(dòng)自行車長(zhǎng)距離，大負(fù)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(xiāng)市場(chǎng)的鋰電池電動(dòng)自行車的發(fā)展普及速度。所以怎樣在不增加電流的情況下獲得一個(gè)大力矩和爬坡能力的電單車？顯然輪轂電機(jī)不現(xiàn)實(shí)，只有機(jī)械變速才可以獲得大力矩、小電流，只有中置電機(jī)才可以在不增加結(jié)構(gòu)和重量的情況下輕松的實(shí)現(xiàn)機(jī)械變速。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制造一種智能機(jī)械換擋變速的中置電機(jī)電動(dòng)自行車，以解決目前現(xiàn)有的輪轂電機(jī)電動(dòng)自行車的大力矩需要大電流的矛盾，大電流會(huì)降低車子的續(xù)航里程和電池的使用壽命的弊端。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明完整保留了山地自行車的機(jī)械變速裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕巧，節(jié)能高效，技術(shù)成熟可靠，外加中置電機(jī)與山地車鏈條變速系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來，再加上智能換擋變速系統(tǒng)，達(dá)到小電流大力矩的行車目的，大大延長(zhǎng)電池的單次續(xù)航里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(yīng)用在兩輪電動(dòng)自行車和三輪電動(dòng)自行車上。


下面結(jié)合附圖來對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方法做出詳細(xì)的說明，附圖中，圖1、中置電機(jī)與鏈條變速裝置的結(jié)合示意圖，圖2、智能換擋變速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3、智能換擋變速系統(tǒng)的工作方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明的中置電機(jī)與鏈條變速裝置的結(jié)合示意圖，圖2、為智能換擋變速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1、2所示，本發(fā)明包括中置電機(jī)與鏈條變速裝置和智能換擋變速裝置。中置電機(jī)與鏈條變速裝置包含①電機(jī)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(shí)電機(jī)不會(huì)跟著腳蹬鏈盤轉(zhuǎn)，減小人力騎行時(shí)電機(jī)發(fā)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(shí)，腳蹬不會(huì)跟著電機(jī)鏈盤轉(zhuǎn)，造成電能的浪費(fèi)，還有避免腳蹬打腳的危險(xiǎn)；智能變速器包含單片機(jī)軟件組成的控制器顯示器①，電壓、電流、速度傳感器②，步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行器③等等組成；智能換擋變速器可以根據(jù)電流變化的大小，在設(shè)定的范圍之內(nèi)選擇維持原來檔位行駛，如果電流超出設(shè)定上限，步進(jìn)馬達(dá)執(zhí)行器執(zhí)行降檔操作，反之當(dāng)電流低于設(shè)定值下線時(shí)CPU給出指令，步進(jìn)馬達(dá)執(zhí)行加檔操作，否則，當(dāng)電機(jī)功率在設(shè)定的范圍之內(nèi)的話，CPU給出指令維持原來的檔位運(yùn)行，當(dāng)減速至停車時(shí)，CUP給出指令，檔位自動(dòng)回復(fù)到起步時(shí)的狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種智能變速中置電機(jī)電動(dòng)自行車，包含中置電機(jī)傳動(dòng)鏈接機(jī)械裝置，單片機(jī)智能換擋變速裝置，其特征在于: 中置電機(jī)傳動(dòng)鏈輪機(jī)械裝置包含:中置電機(jī)、小飛輪(單向棘輪)、前鏈條、大鏈盤、中軸飛輪(單向棘輪)； 單片機(jī)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(jìn)馬達(dá)執(zhí)行器、前變速器撥叉、前步進(jìn)馬達(dá)撥叉、后變速器、和后變速器撥叉、后步進(jìn)馬達(dá)變速器撥叉。
2.如權(quán)利要求1所述的智能變速中置電機(jī)電動(dòng)自行車，其特征在于中置電機(jī)鏈輪傳動(dòng)機(jī)械裝置中小飛輪(單向棘輪)是加裝在電機(jī)的輸出傳動(dòng)軸上圖1。
3.如權(quán)利要求1所述的智能變速中置電機(jī)電動(dòng)自行車，其特征在于中置電機(jī)鏈輪傳動(dòng)機(jī)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(quán)利要求1所述的智能變速中置電機(jī)電動(dòng)自行車，其特征在于中置電機(jī)鏈輪傳動(dòng)機(jī)械裝置中小飛輪(單向棘輪)和大鏈盤是通過鏈條或者皮帶，鏈接傳動(dòng)的，或者齒輪嚙合傳動(dòng)的。
5.如權(quán)利要求1所述的智能變速中置電機(jī)電動(dòng)自行車，其特征在于單片機(jī)智能換擋變速裝置中的智能模塊CPU是根據(jù)電壓、電流、速度的變化來決定檔位的變化。
6.如權(quán)利要求1所述的智能變速中置電機(jī)電動(dòng)自行車，其特征在于單片機(jī)智能換擋變速裝置中的前后步進(jìn)馬達(dá)變速器撥叉安裝在，前后變速器撥叉的位置如圖2。
7.一種智能變速中置電機(jī)電動(dòng)自行車，其實(shí)現(xiàn)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(cè)速度、檢測(cè)電壓、電流、計(jì)算出電機(jī)輸出功率； C、當(dāng)電機(jī)功率連續(xù)I秒低于設(shè)定功率，加檔；當(dāng)電機(jī)功率連續(xù)I秒超出設(shè)定功率，降檔； d、當(dāng)電機(jī)功率一直維持在設(shè)定功率的上限和下限之間的話，維持原來檔位； e、減速，根據(jù)速度降低檔位； f、停車降低檔位至起步時(shí)的檔位。
8.一種智能變速中置電機(jī)電動(dòng)自行車其實(shí)現(xiàn)智能換擋變速裝置，能夠計(jì)算出最佳速度和檔位的能效比，讓電動(dòng)車行駛在最節(jié)能的檔位。
9.如權(quán)利要求7所述的智能變速中置電機(jī)電動(dòng)自行車的能效比的計(jì)算方法為:速度值除以電機(jī)功率值，哪個(gè)檔位的比值最大就常用哪個(gè)檔位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能變速中置電機(jī)電動(dòng)自行車的變速裝置。裝置包含1、在電動(dòng)自行車中軸位置安裝的電機(jī)和鏈輪機(jī)械傳動(dòng)裝置，2、智能自動(dòng)換擋變速的智能變速器裝置；機(jī)械傳動(dòng)裝置包含，安裝在中軸位置的電動(dòng)機(jī)①，電動(dòng)機(jī)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鏈接傳動(dòng)，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(jī)軟件組成的控制器顯示器(1)，電壓、電流、速度傳感器(2)，步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行器(3)等等組成；本發(fā)明(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕巧，性能可靠，成本低廉，可實(shí)現(xiàn)5-27速連續(xù)變速，(2)相對(duì)于輪轂電機(jī)電動(dòng)自行車，起步、爬坡力矩、續(xù)航里程、電池壽命大大增強(qiáng)。
文檔編號(hào)B62M6/50GK103144732SQ20131006509
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者郭小華 申請(qǐng)人:郭小華