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Abstract

一种驱动装置，其包括一电动机、一电源和一将电源和电动机电连接起来的能量传输电缆，其中该能量传输电缆设计为同轴电缆。

Description

驱动装置，例如用于电动自行车的驱动装置
本发明涉及根据权利要求1的上位概念的驱动装置，它带有一个电动机、一个电源和一个将能源和电动机电连接的能量传输电缆。此外本发明还涉及了一种根据权利要求8的上位概念的带一驱动装置的电动轻型车(LEV)，尤其是电动自行车，尤其是Pedelec(电动踏板助力车)或E-Bike。本发明还涉及了一种根据权利要求9的上位概念的机动车，尤其是单辙或双辙机动车，尤其是电动踏板车、电瓶车、轻型摩托车、摩托车或汽车。
例如，在由BVABielefeld出版社2009年出版的“E-motion-EinSpezialvonRadfahren&ExtraEnergy.org”一文中公开了一种电动自行车，尤其是所谓的Pedelec(电动踏板助力车，踏板带电动助力)，并且它们越来越受到人们的欢迎。Pedelec的构造基本上和传统的通过脚踏驱动的自行车一样，它带有脚踏板，上面安装了由一个电源供给的电动机，当有力作用于Pedelec的踏板之上时，电动机产生人力之外的驱动力。骑车人蹬踩踏板，电动机就开始工作。Pedelec的使用者在骑行时有如同顺风骑行时的感觉。
另一类电动自行车就是所谓的“E-Bike”。当转动加速杆时，电动机开始工作。骑行时也可不蹬踩踏板，仅以电动机进行驱动。人力和电动机系统各自独立起作用。E-Bike既可以仅使用电力，也可以电力和人力混合使用。
无论电动机的功能和工作方式怎样，所有这类电动车都带有一个驱动装置，包括一个电动机和一个电源。驱动装置有一根能量传输电缆，它与电动机和电源电连接在一起，将电能由电源传输给电动机。也可以再额外安装一个将电源的电压转化为电动机工作电压的电子设备。传统上该能量传输电缆设计为双芯线，带有相应的红色和黑色标记，以标示电压的正负极。
本发明的任务是，在结构空间、可加工性和机械稳定性几方面对上述类型的驱动装置进行改良。
按照本发明，该任务是通过带有权利要求1中特征的上述类型的驱动装置、带有权利要求8中特征的上述类型的电动轻型车(LEV)以及带有权利要求9中特征的上述类型的机动车而完成的。在其它权利要求中对本发明的具有优势的设计形式作了描述。
按照本发明，上述类型的驱动装置的能量传输电缆为一根同轴电缆。
它的优点是，驱动装置因能量传输电缆而紧实，所占结构空间小，而同时能量传输电缆具有高度机械稳定性。同轴电缆的加工简单，还可装上插座连接。同时能量传输电缆屏蔽掉了不希望的高频辐射耦合。也可将能量传输电缆用作从电动机到一个操控电子设备之间的数据传输线，而不必为此再额外提供一根线。
同轴电缆至少具有一个内导体、一个外导体，一个安装于内外导体之间的绝缘体以及一个包裹外导体的电绝缘护套，这样就使驱动装置因这样的能量传输电缆上而特别紧实和具有机械稳定性。
外导体和内导体各自与电源和电动机电连接，从而使外导体也可进行电能传输，而非仅有屏蔽作用。
方便之处在于，电动机为一个直流电动机或一个交流电动机。
要使驱动装置具有较高的驱动力，同轴电缆设计为能传输大电流，尤其是大于等于30A的电流，特别是大于等于50A的电流。
要达到驱动装置的高扭矩，同轴电缆设计为能承受从0到100V，尤其是48V的电压。
要达到能源的高能量密度，电源设计成一个电池，一个蓄电池，尤其是一个镍金属氰化物蓄电池、镍镉蓄电池、铅蓄电池或一个锂离子蓄电池和/或一个发电机。
按照本发明，上述类型的电动轻型车(LEV)中的电动自行车带有一个刚才描述的驱动装置。
它的优点是，LEV的驱动装置因能量传输电缆而紧实，所占结构空间小，而同时能量传输电缆具有高度机械稳定性。同轴电缆的加工简单，还可装上插座连接。同时能量传输电缆屏蔽掉了无意的高频辐射耦合。也可将能量传输电缆用作从电动机到一个操控电子设备之间的数据传输线，而不必为此再需要一根线。
按照本发明，上述类型的机动车带有一个刚才描述的驱动装置。
它的优点是，机动车的驱动装置因能量传输电缆而紧实，所占结构空间小，而同时能量传输电缆具有高度机械稳定性。同轴电缆的加工简单，还可装上插座连接。同时能量传输电缆屏蔽掉了无意的高频辐射耦合。也可将能量传输电缆用作从电动机到一个操控电子设备之间的数据传输线，而不必为此再需要一根线。
下面借助示意图对本发明进行进一步阐述。
图1示出了依据本发明的驱动装置的一种优选的实施方式；
图2为图1中的A区沿I-I线的剖面图。
图1展示了依据本发明的驱动装置的一种优选的实施方式，其包括一个电动机10、一个电源12和一个将电动机10和电源12电连接起来的能量传输电缆14。
按照本发明，能量传输电缆14设计为同轴电缆。如图2中看到的，该同轴电缆包括一内导体16和一同轴环绕内导体16的外导体18，而在内导体16和外导体18之间有一层电介质20。此外同轴电缆12还具有一由电绝缘材质制成的环绕外导体的护套22。
电动机10例如是一直流电动机，同轴电缆12将电流强度≤30A或≤50A的直流电从电源12传输至电动机10。
电源12优选为一个锂蓄电池。但是电源12也可以并非是一个电池和蓄电池之类的蓄能器，而是一个发电机，它将机械驱动能转化为电能。该发电机例如可由一内燃机驱动。
电动车，例如一个Pedelec或E-bike装上该驱动装置特别具有优势，因为将电能从电源12传输至电动机10的同轴电缆12在密度、弯曲刚度、对环境影响的不敏感性、耐用度和抗拉强度方面具有同自行车上使用的鲍登钢丝线相同的或部分更好的机械性能。因而该同轴电缆12可以不需要特别的措施而如鲍登钢丝线一样在Pedelec上使用。同时同轴电缆12因其构造方式，使得将大电流从电源12传输至电动机10的电缆很紧实，也即所需结构空间小。在电流强度小于等于30A、50A或更高时，它相比其它常用的双芯电缆所需要的结构空间要小得多。
此外已有大量设备和机器可加工、批量生产、整修同轴电缆和在其末端安装插头，甚至可以自动化和大批量进行加工生产。
此外通常这种驱动装置也需要电缆来进行高频信号形式的数据传输，例如从一电动机控制单元至电动机10，或是从电源12至电动机控制单元。特别的优点是可以使用该同轴电缆完成该功能，因为它已经具备电子高频信号传输所必要的屏蔽和阻抗。因此不需要有不同类型的电缆来进行数据传输和能源传输，而是由同一条同轴电缆配备不同插头就可实现。这就简化了生产和安装程序以及与此关联的物流。

Claims (6)

1.一种电动自行车，具有一驱动装置，该驱动装置包括一直流电动机(10)、一电池和/或发电机形式的电源(12)，一电动机控制单元，一将电源(12)和直流电动机(10)电连接起来的能量传输电缆(14)，其特征是，该能量传输电缆(14)设计为第一同轴电缆形式，该能量传输电缆(14)至少有一内导体(16)、一外导体(18)，一设置于内导体(16)和外导体(18)之间的绝缘体(20)以及一包裹外导体的电绝缘护套(22)；一外导体和一内导体分别与电源盒直流电动机电连接；其中，还包括一用于将高频信号形式的数据从电动机控制单元传输到直流电动机(10)的第二同轴电缆，所述第二同轴电缆具有与第一同轴电缆相同的形式。
2.根据上述权利要求1所述的电动自行车，其特征是，所述第一同轴电缆(14)设计为能传输大于等于30A的电流。
3.根据上述权利要求2所述的电动自行车，其特征是，所述第一同轴电缆(14)设计为能传输50A的电流。
4.根据上述权利要求1—3中任一项所述的电动自行车，其特征是，所述第一同轴电缆(14)设计为能承受从0到100V的电压。
5.根据权利要求4所述的电动自行车，其特征是，所述第一同轴电缆(14)设计为能承受48V的电压。
6.根据权利要求1所述的电动自行车，其特征是，电源(12)是镍金属氰化物蓄电池、镍镉蓄电池、铅蓄电池或一个锂离子蓄电池。
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