CN1048943C - 电气自动车的电气动力装置以及动力传送装置 - Google Patents

Abstract

在设有以蓄电池电源、电机、电机转速控制装置为动力系统的电气自动车中，其电气动力装置设有构成蓄电池电源的多个蓄电池，收容蓄电池的箱体，装载在箱体中的电机驱动电路和充电器，覆盖蓄电池的基板，以及连接蓄电池、电机驱动回路及充电器各端子的插座。其传动系为在设置电机、离合器、变速装置，传动装置的电气自动车中，设有带爪型离合器的自动2速离合器变速装置，而爪型离合器是由带永久磁铁的离合器可动部、带励磁线圈的离合器驱动部构成的传动装置。

Description

电气自动车的电气动力装置以及动力传送装置

本发明涉及电气自动车用的电气动力装置以及动力传送装置的组件化构造，特别是提高电气动力装置的交换以及装配的容易性，并且，通过提高动力传送装置的传动效率以及自动控制化，使综合的行驶性能提高。

近年来，用电动马达进行行驶的电气自动车作为替代用内燃机的自动车的下一代的车辆正在受到关注。也就是说，占据大气污染主要原因的70％左右的自动车的排气、噪音等等的环境问题，通过这种电气自动车可得到大部分的解决，再有，据说能延长成倍以上的石油资源的寿命。

这种电气自动车，装配有作为动力驱动系统电池电源，行驶用的电动马达，控制马达回转的马达驱动回路。由该马达所产生的马达动力通过动力传送装置来回转驱动行走轮，使该车辆行驶。

以下采用电气自动车之一种的电动小型摩托车作为例子来进行说明。如图14所示，电动小型摩托车51具有通过图中省略的缓冲装置悬架在车体52的主架53上的行走轮54，55，沿大体于车体中央位置低位设置的蓄电池电源56，根据驾驶者的操作指令控制来自蓄电池电源部56的电力，并将其供给到马达上的马达驱动回路57，通过马达驱动回路57而进行回转控制的行驶用电动马达58，将马达58所产生的回转驱动力传送到行走轮55上的动力传送装置59。

另一方面，作为电气自动车的电气动力系统的蓄电池电源部是通过托架而固定到主架上的，例如，由4个蓄电池60，60…所构成的这种蓄电池60，为防止电力损失采用大直径电缆串连连接，以便能得到所定的电压。并且，在蓄电池电源部56两侧的马达驱动回路57以及充电器61通过托架固定到车体52上，并分别用电缆与蓄电池电源部56的输入输出端子连接。进一步地，这种马达驱动回路57及充电器61均通过设置在其下面的车体52上的放热板62进行放热，以此来维持正常的动作。这样，该蓄电池电源部56，马达驱动回路57，充电器61就分别地通过各自的托架而固定装配到车体52上，它们通过电缆、组件相互连接。

还有，63是指示马达转数的控制回路，马达驱动回路57与操纵手柄的64的加速器轴把手和配线电气相连，根据驾驶者，操纵轴把手的控制信号，向马达驱动回路57输出。

并且，从与该蓄电池电源部56相连接的马达驱动回路57以所规定的电量供给到电动马达58中，电动马达58以规定的回转速度运转，该马达的驱动力通过动力传送装置59而传送到后轮55上。一般公知的这种动力传送装置59是使用并列设置的复数的齿轮机构的2速离合器变速装置，以及使用摩擦传动带的无级变速装置。

所述的多级变速装置设置了复数的由不同齿轮比构成的齿轮组所组成的齿轮机构，根据驾驶者所选择的应轮机构，通过断续离合器的机械啮合与马达驱动侧连结。即，它设置了马达输出轴，及与各齿轮机构的输入轴对面的回转离合器板，通过使一侧的回转板与另一侧的回转板相接离，以机械接触或分离的方式来进行马达驱动的断续，驱动不同齿轮比的齿轮组，进行变速。再有，这样的离合器的动作借助于齿轮，杠杆，连杆机械等通过驾驶者的手动操作采进行，离合器的操作是根据运转状况通过驾驶者的判断来进行。

并且，皮带式无极变速装置(CVT)，是在马达侧设置有原动皮带轮，在后轮侧设置有从动皮带轮，且皮带设置在这些皮带轮上，通过皮带与皮带轮之间的摩擦力的传动，将马达驱动力传送到后轮侧的装置。再有，该皮带使用断面为V形的皮带，根据该V形皮带的楔形效果，可得到比平皮带大的摩擦力，提高传动效率。这样，通过连续地增减一侧皮带轮的直径，无极地变更皮带轮之间的回转直径来使输入的回转速度变速。

然而，根据以往的电气自动车的蓄电池部分，由于各个蓄电池通过电缆串联相接，在蓄电池的装配中进行作业及交换作业时，存在着需要拆下电缆以及连接电缆这样繁琐操作的问题。即，在需取下蓄电池端子部的电线来时，很难区别端子与电线束之间的对应关系，有时还会出现连接不好的问题。再有，电气动力系统的蓄电池部分驱动回路，充电器由于也是通过电缆组件与相互连接的，因而在制作时进行装配以及由于部分部件发生故障需更换等的情况下，同样存在着作业复杂化的问题。

再有，在冬季等的格外低温的环境下，由于蓄电池内的电气化学的变化变得不活泼，蓄电池的充放电能力极剧下降，因而有使车辆行走不良的危险。

进一步地，在车辆连续行走时，虽然采取放热对策，驱动回路由于连续行走而加热，回路的机能下降，因而尽管更换了满充电的电池，不存在动力源的问题，但也存在车辆不能行走的问题。

并且，在以往的动力传送装置的多极变速装置中，由于用于变速的离合器操作一般是根据驾驶者的判断用脚(4轮车)或用手动(2轮车)进行操作，在离合器断续的时间以外难于操作，此时存在着不能调定的问题。

进一步地，皮带式无极变速装置由于是通过皮带与皮带轮之间的摩擦传动来传送驱动力的，因而传动效率低，存在着不能提高车辆的行驶性能的问题。并且，上于皮带与皮带轮之间的传动是使用了两者间的摩擦力，因而传动时实际上伴随有某种程度的滑动的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种可将复数的蓄电池、马达驱动回路和充电器收容在箱体内，使装配容易且可一起交换的电气动力装置。

本发明的另一目的在于提供一种动力传送装置，其在提高传动效率的同时可实行自动化，并能与马达联系动作，使电气自动车的综合行走能力提高。

本申请的第1发明为电气自动车的电气动力装置，它是在由具有蓄电池电源，马达，控制马达回转的控制回路作为动力系统的电气自动车中，设置构成所述蓄电池电源的复数的蓄电池，收容所述蓄电池的箱体，搭载在所述箱体上的马达驱动回路及充电器，复盖所述蓄电器的板状基板，将所述蓄电池与所述马达驱动回路及充电器的各端子连接的插座。

本申请第2发明的电气自动车的电气动力装置是在第1发明的基础上，在所述箱体上设置放热板，同时在该放热板上放置马达驱动回路及充电器，所述插座设置在所述基板的下面，并且使板状基板装在所述箱体上，所述插座与所述各端子连接。

本申请第3发明的电气自动车的动力传送装置，是在由具有马达，离合器，变速装置，动力传送装置作为动力系统的电气自动车中，设置有自动2离合器变速装置，该装置由可与马达输出轴同时回转且能同轴方向移动配置的爪型离合器，具有空载支承在所述爪型离合器的两侧、且通过与该爪型离合器机械接触而接合、分离的1速以及2速变速齿轮的齿轮组所构成。所述的爪型离合器由设置成可沿所述马达输出轴方向移动且设置有永久磁铁的离合可动部分，以及设置在所述离合器可动部分的外侧且设置有励磁线圈的离合器驱动部分所构成。

本申请第4发明的电气自动车的动力传送装置是在第3发明的基础上，将所述离合器驱动部分两端的轭铁设定成比所述离合器可动部分两端的轭铁的两端的厚度大，伴随着由所述离合器驱动部分的励磁使所述离合器可动部分移动，构成作用力反转的磁性回路。

再有，在本申请的第3及第4发明中，所述自动2速离合器变速装置可收容在具有放热板的密闭箱体中。

因此，根据本申请第1发明的电气动力装置，由于复数的蓄电池所构成的蓄电池电源，充电器及马达驱动回路放置在箱体中，其各个端子通过插座相结合，通过将各部件无电缆连接，可从根本上消除伴随着电缆而产生的不良现象。即，可防止电缆断线接触不良等而产生的故障，再有，由于仅安装板状基板，可以以规定的串列等方式进行连接，不需要烦人的各个蓄电池的连接电缆的安装作业。

再有，通常在更换已消耗的蓄电池时，由于可将蓄电池容量减少了的电气动力装置一起更换成另一充满电的电气动力装置，因而不需要随着各个蓄电池的装卸所要进行的连接电缆的安装及拆下作业。

进一步地，在连续行走后的车辆更换蓄电池时，即使由连续行走引起发热而产生动作不良危险的驱动回路，也由于能同时更换成新的常温条件下的蓄电池而能继续行走。

更进一步地，在这种一起更换电气动力装置的情况下，已消耗了的电气动力装置由于一边进门严密的温度管理一边进门充电，可良好地维持蓄电池的性能，同时能大大提高电池的寿命。即，在以往的充电时，由于充电时引起蓄电池本体的温度上升，以及由于一年四季外气温的变动等等，均不能在一定温度下充电。因此，本申请的电气动力装置，例如可一边将该装置全部浸入到30℃恒温水槽中一边充电，通过在维持适当的温度状态的同时进行充电，防止了由于温度变动引起蓄电池的可靠性下降，可良好地维持蓄电池的性能，由此可延长电池的寿命。

再有，在用导热性能优良的材料制成箱体，在该箱体中放置充电器及马达驱动回路、并在放置位置的附近设置放热板的本申请与第2发明中，通过进行放热处理，其结果，可得到良好的放热效果。

进一步地，在驱动回路及充电器放置在蓄电池电源附近的情况下，在冬季等低温环境时，随着马达驱动回路乃至充电器的运作而产生的发热，通过高热传导性的箱体传导到蓄电池侧，借助于适度加温蓄电池电源的蓄电池并进行保温的作用，即使是在低温环境下，也可防止蓄电池的性能低下。

根据本申请的第3发明，由于用电磁力电气控制离合器的断续动作，因而能得到与马达的电气连系，提高离合器的动作性能。即，在该离合器断续动作时，根据离合器的动作信号可控制马达的转矩及转数作瞬间适当变更。

更进一步地，根据本申请的第4发明，离合器可动部分位于移动行程的终端时，通过离合器可动部分的永久磁铁及离合器驱动部分的轭铁的吸引力作用，使离合器可动部分始终沿啮合方向的力起作用，因此，在离合器可动部分到达移动终端后，即使离合器驱动部分的励磁线圈变成无励磁，也能不返回到中立位置而维持推压的状态。在这种离合器可动部分的移动行程的两端，作用在该离合器可动部分上的力的方向变成逆方向，即使在励磁线圈无励磁的情况下，由于在行进方向上的推力作用力对离合器可动部分继续起作用，因而离合器驱动部分的励磁线圈的通电会变成仅在离合器可动部分移动开始时进行，操作离合器所消耗的电力可限制在必要的最小限度。还有，在切断离合器的连接的情况下，就是爪型离合器的离合器可动部分返回到中立状态，与在与相反侧的齿轮连接等的情况下，通过向励磁线圈逆方向的电流通电，在逆方向可有相同的作用，进行离合器可动部分的移动。

再有，在本申请的第3及第4发明中，在所述的自动2速离合器变速装置收容在具有放热板的密闭箱体中的情况下，可兼有放热及箱体的作用，使结构简单化。

以下，根据附图1-10说明本发明的实施例，并且，在实施例中仅电气自动车的一种的电动二轮车为侧进行说明。

图1中的电动二轮车1具有与以往的发动机驱动的两轮车同样地设置在车体2的前后悬挂在车体主架3上的车轮4，5。前轮4通过手柄6进行操纵，后轮4不是用发动机，而是用电动马达7来驱动回转的。

在主架3中载有收纳蓄电池等动力源并供给电力的电气动力装置8，以及将该电气动力装置8所供给的电能通过电动马达7转换为机械运动传送给后轮的动力传送装置9。并且，尽管图中已省略，但基本上设置在手柄6上的加速器手把、闸杆、制动机构、悬挂装置等均使用往的二轮车相同的结构。

所述的电气动力装置8如图2至图4所示，它由上方开口的箱体10，由收容在箱体10内的复数的蓄电池11构成的蓄电池电源12，配置在蓄电池电源12附近的充电器13，以及马达驱动回路14，和将这些电力部件12，13，14相互连接并盖住箱体10整个的上面板状基板15构成。所述的电气动力装置8低位地搭载在车体2的主架3的大致中央的位置上，并可一起进行更换。

所述的电气动力装置8的箱体10使用铝合金等热传导性优良的材料，并制成上方开口的长箱形形状。这样，构成蓄电池电源部12的复数的蓄电池11就能被收容在该开口的空间内。并且，在箱体10的两侧，设置放置充电器13及马达驱动回路14的长板状设置板10a，在该设置板10a的下面，沿车体的前后方向成一体设置多个大型放热板(散热器)10b。因此，伴随着所放置的充电器13以及马达驱动回路14的动作的发热可通过该放热板放出到空气中，能使各部件继续正常动作。

充电器13由整流电路及变压电路等构成，在不卸下电气动力装置8的情况下就可进行充电，在上面突设有接线端子13a。并且，由于用作充电的充电器13的全部发热量比较大，因而通过设置在箱体10上的大型放热板10b，可进行充分的放热。进一步地，由于充电器13放置在箱体10的蓄电池电源部12的附近，因而在冬季等低温环境时，该充电器13的发热通过热传导率高的箱体10而传导到蓄电池11上，可以适度加温蓄电池电源部12的蓄电池11。因此，即使是在低温环境下，通过该充电器13的发热而适度加温蓄电池13，能充分发挥蓄电池的充放电性能，可进行充足容量的充电。

并且，马达驱动回路14以MOS-FET回路为主构成，其上面突设连接端子14a。通过该FET回路的开关动作进行波控制，使马达的回路数得以控制。而且，由于该开关动作使回路全部的发热量比较大，要通过设置在箱体10上的大型放热板10b进行充分的放热处理。再有，与此同时，由于马达驱动回路14配置在蓄电池电源部12的附近，在冬季等低温环境时，该马达驱动回路14的发热通过热传导率高的箱体10而传导到蓄电池11侧，能适度加温蓄电池电源部12的蓄电池11。因此，在低温环境下，通过把该驱动回路14的发热而适度加温蓄电池11，能充分发挥蓄电池11的充放电性能，故能扩大电气自动车的可能行驶的环境。

所述的板状基板15具有至少比蓄电池电源部12上面的面积大的平板状基板形成。放置在箱体10中的部件12，13，14用非电缆连接，同时，各个回路16设置在该板状基板15上。即，在该板状基板的15的下面，在与所放置的蓄电池电源部12的各蓄电池11，充电器13，马达驱动回路14的各连接端子11a，12a，13a相对应的地方设置连接插座15a。而且，这些所设定的插座15a之间通过长板状导体板15b相连接，该导体板15b用压力机铆紧固定。再有导体板15b用铜作为材料，被设定成大的板厚，以防止所连接的部件12，13，14之间的电力损失。还有，由于在这样的板状基板15的下面设置连接插座15a及装配回路16，因此，在通过防止触电事故而充分确保安全性，并能保护各种回路。

并且，在该板状基板15的插座15a及导体板15b之间的空隙中不仅仅只放置主要的控制回路，还能装上各种附加的添加回路16。也即，例如，通过监视各蓄电池11的电流、电压状态的监视回路，和根据该监视的结果，在各蓄电池11的电压有偏离的情况下，让蓄电池各别地去放电，使蓄电池电压均一化的回路以及各种传感器的驱动，评价回路等等，均可一同放置在该板状基板15上。因此，能简单搭载回路，同时能通过附加这样的回路得到自动化蓄电池管理的具有智能的电气动力装置8。再有，由于在单一的基板上配置回路，能集中进行管理，在容易进行电气维修的同时，不需要车体内回路间的配线，能使装置简单化。

如以上所说明的那样，根据本实施例的电气动力装置，由复数的蓄电池构成的蓄电池电源、充电器以及马达驱动回路放置在箱体中，它们的各个端子通过板状基板的大电流通电用的导体而与设有配线的插座相结合，由于各部件间无电缆连接，可根本上消除伴随着电缆连接所产生的不良现象。即，可防止由连接电缆的断线、连接器的接触不良所引起的故障。再有，由于仅安装着板状基板，能以规定的串联等方式连接蓄电池，不需要将各个蓄电池与电缆连接的烦人的安装作业，使装配工数大大减少，因而装配变得容易。再有，在通常使用时，即使是在更换部分蓄电池的情况下，可同样使更换作业简单化。

再有，在交换已消耗了的蓄电池时，由于将蓄电池容量减少了的电气动力装置一起交换成充满电的另一电气动力装置，因而不需要随着个个蓄电池的装卸在一起而需进行的连接电缆的安装及拆下操作，使交换作业容易化。

进一步地，在车辆连续行走后交换蓄电池的情况下，即使是有由于连续动作的发热而引起动作不良危险的驱动回路，也由于能同时更换成新的常温下的蓄电池，可以继续行驶，可以稳定地长距离地行驶。

更进一步地，在一起交换电气动力装置的情况下，已消耗了的电气动力装置通过一边进行严密的温度管理一边充电，可使电池的寿命大大提高。即，在对以往的蓄电池充电的情况下，由于蓄电池自身的温度而上升，而且由于一年四季外气温的变动，蓄电池不能在一定温度下进行充电。由于该充电时的温度变化，作为蓄电池用的蓄铅电池的可靠性下降，可使用的寿命减少，因而经济性下降。在这种情况下，例如，通过一边将电气动力装置全部浸入30℃的恒温水槽中一边进行充电，由于是在维持适当的温度状态的同时进行充电，因而在良好地维持蓄电池性能的同时，能延长电池寿命，其结果，能提高经济性。

再有，由于使用热传导性优良的材料制成箱体，在该箱体中放置充电器及马达驱动回路，在该放置位置的附近设置大型放热板进行放热，能得到良好的放热效果，充电器及马达驱动回路的动作温度极限变高，使动作性能得以提高。

进一步地，由于驱动回路及充电器放置在蓄电池电源的附近，因而在冬季等低温环境时，随着该马达驱动回路或充电器的动作所产生的发热通过高热传导性的箱体而传导到蓄电池侧，通过适度地加温蓄电池电源的蓄电池并进行保温，即使是在低温环境下，也可防止蓄电池性能的下降。由于能维持蓄电池的充放电能力，可提高电气自动车的行驶性能。下面，根据图5至图10所示的实施例说明本发明的动力传送装置。

本实施例的动力传送装置9一体地设置在密闭的箱体20中，它由马达驱动回路21，行走用电动马达7，将马达7所产生的回转驱动力变换成适当的回转数及转矩，并传送到后轮5上的2速自动离合器变换装置22构成，该动力传送装置9通过图中省略了的缓冲装置安装到车架3上。

即，在图5至图7中，在密闭式箱体20的一端侧上固定有用铝合金铸造成的具有箱体式构造的行走用电动马达7，另一端侧上固定有通过轴承支承在本20中的轴上的后轮5。并且，在该马达的输出轴7a与后轮轴5a之间设有自动2速离合器变速装置22，它被收容在密闭式箱体20内。因此，该马达7所产生动力经过自动2速离合器变速装置22而传送到后轮5上，驱动后轮5回转，使车辆行走。

该密闭箱体20是用热传导性优良的轻型铝合金材料制成的。并且，在该密闭箱体20放置电动马达7以及自动2速离合器变速装置22的附近的外侧面上，沿车体的前后方向将多个大型放热板(散热器)20a与箱体20为一体设置。因此，在车辆行走时，由电动马达7的工作所发出的大量热量，行走时有效地放出到通过大型放热板20a的大量空气中，能使马达7持续稳定地工作。

再有，控制该电动马达7转数的马达驱动回路21设置在大型放热板20a附近，共同应用该大型放热板20a进行有效的放热处理。还有，虽然马达驱动回路21是设置在马达7侧的箱体20内的，但也可以配置在放热效果大的自动2速离合器变速装置22附近的箱体20内。

所述行驶用电动马达7为耐久性及可靠性优良的大输出功率的DC马达，它被水平地装配在密闭箱体20内。并且，该电动马达7的输出功率通过后述的自动2速离合器变速装置22的爪型离合器23而传送到后轮5或截止传送到后轮5。

该自动2速离合器变速装置22由与马达输出轴7同步回转且可在同轴方向移动配置的爪型离合器23以及齿轮组30构成，该齿轮组30具有由回转轴空载支承在该爪型离合器23两侧的同一轴上、并通过与爪型离合器23机械接触进行离合器的1速，2速原动变速齿轮24，26。该齿轮组30的1速，2速原动变速齿轮24，26与分别和这些齿轮啮合的从动变速齿轮25，27设定一定的齿轮比，以给定的减速进行回转。再有，这些从动变速齿轮24，27与同一中间原动轴28a相结合，驱动与该中间原动轴28a结合的中间原动齿轮28，并由该中间原动齿轮28啮合驱动的中间从动齿轮29驱动使后轮轴5a转动的带齿皮带传动装置31。于是，该爪型离合器与通过电磁力所选择的原动变速齿轮24，26的机械离合，就能传送或断开马达的输出功率。因此，由电动马达7所得到的输出功率通过机械式减速机械变换成合适的转矩·转数，该驱动通过带齿皮带传动装置31有效地传送到后轮轴5a上，旋转驱动后轮5。

即，如图8所示，爪型离合器23由与马达输出轴7a花键结合，且设置成可沿马达轴7a的轴方向移动的离合器可动部分32，以及设置在该离合器可动部分32的外侧的圆筒状离合器驱动部分33所构成。因此，马达7的回转动力传到离合器可动部分32，在驱动离合器可动部分32回转的同时，该离合器可动部分32可沿马达轴方向移动。这样，使离合器可动部分32根据来自离合器驱动部分33的电磁力在所选择的1速，2速原动变速齿轮24、26侧移动，并使两者机械接触，通过回转驱动所选择的1速原动变速齿轮24或2速原动变速齿轮26，来进行传送的开动力的离合器动作。再有，由于这种爪型离合器23的动作通过电磁力来进行的，故可与行驶用马达7电气相连地进行动作。

再有，该爪型离合器23是啮合离合器的一种(牙嵌式离合器)。在该离合器可动部分32的两个侧面上，在以马达轴7a为中心的圆周面上间断设置角形突起32a，32a，在与该面相对的1速，2速原动变速齿轮24，26的侧面上也同样地间隔地设置角形突起24，26。因此，离合器可动部分32在移到1速或2速原动变速齿轮侧时，这些凹凸部32a，24a，26a相啮合，1速或2速原动变速齿轮24，26通过离合器可动部32机械地与马达输出轴7a连接。

还有，在本实施例中，虽然是在离合器可动部分32的两侧面上及对应的1速，2速原动变速齿轮24，26的相对面上，沿同一圆周上设置了角形的突起部，但并不仅限于此，也可以设置台形、螺旋等的凹凸部，通过它们之间的啮合进行连结。并且，不仅可在圆周上设置，也可以设置多个山形的凹凸部，用以将它们啮合。

在这样的爪型离合器23中，在离合器可动部32上设置永久磁铁34，而在离合器驱动33上设置励磁线圈33。

即，如图9所所该离合器可动部分3内藏有在两端设置了轭铁34a，34a的筒状永久磁铁34，该两端部以所固定的N，S极着磁。并且，通过让离合器驱动部分33中的电磁力作用在该永久磁铁34上，使离合器可动部分32沿轴的任意方向移动，来进行离合器的断续动作。

再有，该离合器驱动部分33形成为比离合器可动部分32的外周直径大的筒状，它由断面形状略呈E型的强磁性体轭铁36，以及设置在该E型轭铁36的间隙部的励磁线圈35构成。

进一步地，如图10所示，该E型轭铁36与通常的E型轭铁37(图11)相比较，被设置成沿轴方向两端的轭铁厚度大，构成增加了两端磁通量的磁性回路，即，本E型轭铁36的两端轭铁厚度A设定成比通常的E型轭铁37的两端轭铁厚度B大。若永久磁铁移动，则通过此时永久磁铁所产生的磁场与所述磁铁34相反，在通常的E形状轭铁37的情况下，如图12所示，存在着变动，但与妨碍平常移动的一个方向的力的作用相反，在两端轭铁增厚了的E形状轭铁36的情况下，如图13所示，以移动的中间附近作为边界，作用着逆转的力。即，从图10中实线示出的永久磁铁34的移动开始到虚线所示的中间附近，该永久磁铁34受到与相对于移动方向的逆方向的同心力。因此，从该移动中间附近到用二点划线所示的移动终了时，沿移动方向进行的推动力起作用。

这样，一旦离合器32移动到移动行程的终端位置，由于离合器可动部分32的永久磁铁34与离合器驱动部33的轭铁，吸引力起作用，但在通常情况下离合器可动部分32受沿与原动变速齿轮24，26啮合方向的力作用。因此，在离合器可动部分32到达了移动终端时，即使离合器驱动部33变成无励磁，该离合器可动部分32不仅能返回到中立位置，而且能维持推压的状态。在这样的离合器可动部分32的移动行程的两端，作用在离合器可动部分32上的力的方向变成逆方向，即使在无励磁的情况下，也由于沿励磁方向推动离合器可动部分32的作用力继续起作用，变成仅在离合器可动部分32的移动开始时对离合器驱动部分33的励磁线圈35进行通。其结果，可使离合器操作的电力消耗限制在必要的最小范围内。

还有，在切断离合器连接的情况下，即爪型离合器23的离合器可动部分32返回到中立状态，在与相反侧的齿轮连接的情况下通过对励磁线圈35上逆方向的电流通电，同样的在逆方向上作用使离合器可动部分32的移动。

再有，与爪型离合23断续接合的1速，2速齿轮组30由可空转地支承在马达输出轴7a上的爪型离合器23两侧的1速，2速原动变速齿轮24，26，和分别与这些齿轮啮合的1速，2速从动变速齿轮25，27，和将这些1速，2速从动变速齿轮25，27固定到被固定的同一中间齿轮轴28a上的中间原动齿轮28，以及与该中间原动齿轮28相啮合的中间从动齿轮29所构成。并且，对于该1速的原动变速齿轮与从动变速齿轮来说，例如，以30∶1的齿轮比来设定齿数，对于2速的原动变速齿轮与从动变速齿轮来说，同样地以10∶1的齿轮比来设定齿数，使输入的转数的减速。

进一步地，这种减速了的驱动力通过带齿皮带传动装置31而最终传动到后轮5上。即，在固定中间从动齿轮29的皮带轮轴41a上固定了原动皮带轮41，在该原动皮带轮41与固定在后轮轴5a上的从动皮带轮42之间设置带齿皮带43。因此，各皮带轮41，42与皮带43通过相互的齿与齿的啮合而高效率地传动驱动力。即，由于通过这样的啮合而传动时不存在滑动，因而确实有效地传动。

下面，说明这种自动2速离合器变速装置的动作。

首先，控制回路由运转状况自动判别，通过该控制回路输出离合器切换的指令，开始进行爪型离合器23的离合器切换动作。

例如，在开始行驶时从现在已行驶的2速侧向1速侧切换。即，向离合器驱动部分33的励磁线圈35中通所定的离合器切换方向电流，由该励磁线圈35产生磁场。磁场作用在离合器可动部分32的永久磁铁34上，使离合器可动部分32移动到1速侧的原动变速齿轮24侧。与此同时，根据离合器的切换信号，马达的转矩及转数被控制成，例如，暂时地变成与低转矩等的相适应的情况。因此，离合器可动部分32与1速的原动变速齿轮24平滑地嵌合，该原动变速齿轮24以与马达输出轴7相同回转速度被转转驱动，使励磁线圈35的通电停止。这样，该马达的回转速度通过1速齿轮组的齿轮比被减速，从而使1速的从动变速齿轮25减速。其次，这种转驱动力从与该从动变速齿轮25同轴上的中间原动齿轮28借助于中间从动齿轮29传送到原动皮带轮41上。而且，该原动皮带轮41的回转驱和通过带齿皮带43传送到从动皮带轮41上，与该从动皮带轮41同时结合在后轮轴5a上的后轮5通过1速齿轮比的减速回转驱动车辆行驶。

在车辆以1速驱动时，行驶速度提高，马达高速回转，转矩变高的情况下，变成由1速侧向2速侧切换。即，在离合器驱动部分33的励磁线圈35中通上离合器切换方向的电流，由该励磁线圈产生磁场。该磁场作用在离合器可动部分32的永久磁铁34上，离合器可动部分32向2速侧的原动变速齿轮26侧移动。与此同时，根据离合器的切换信号，马达的转矩和转数被控制成暂时适当地变更。因此，离合器可动部分32与2速的原动变速齿轮26平滑地嵌合，该原动变速齿轮26通过与马达输出轴7a同一回转速度进行回转驱动，停止励磁线圈35的通电。于是，该马达的回转速度根据2速齿轮组的齿轮比进行转动，使车辆继续行走。

如以上所说明的那样，爪型离合器为通过电磁力而进行动作的啮合离合器之一种，该爪型离合器由带齿皮带通过机械式的啮合将驱动侧与被动侧相连结，同时，通过皮带与皮带轮之间的相互的齿与齿之间的啮合而传送驱动力，因而可以达到高的传动效率。即，该啮合离合器与带齿皮带间没有滑动而确实地在传送，因而可以往的由V皮带的摩擦传动的70％的传动效率相比较，可使效率提高到约90％。这是因为在由皮带与皮带轮之间的摩擦力进行传动中，在传动时，伴随有不妨碍使用的某种程度的滑动缘故，而在本实施例的啮合传动中，该滑动根本不会产生。

再有，由于使用电磁力电气地进行离合器的断续动作，因而可做到与马达的电气相连，提高离合器的动作性能。即，由于在该离合器断续动作时，根据离合器动作信号，能控制马达的转矩及转数瞬间的适当变更，因而能平滑地进行离合器之间相互啮合，连接，脱离动作，在得到舒适的离合器操作感的同时，能提高离合器的断续性能。

进一步地，由于马达驱动回路，行驶用马达，自动2速离合器变速装置均被收容在具有放热板的密闭箱体中成为组件化结构，因而能兼有放热及箱体的作用，使构造简单化。

再有，由于将连接各个部件的电气配线均收容在箱体内，能很好地保护配线，提高动力以及传送装置的可靠性。

正如以上所说明的那样，根据本申请的第1发明的电气动力装置，由复数的蓄电池所构成的蓄电池电源，离电器及马达驱动回路离置在箱体中，其各个端子通过插座相结合，通过将各部件无电缆连接，可从根本上消除伴随着电缆而产生的不良现象。再有，由于仅安装板状基板，可以以规定的串列等方式进行连接，不需要烦人的各个蓄电池的连接电缆的安装作业。

再有，通常在更换已消耗的蓄电池时，由于可将蓄电池容量减少了的电气动力装置一起更换成另一充满电的电气动力装置，因而不需要随着个个蓄电池装卸所要进行的连接电缆的安装及拆下作业。

进一步地，在连续行走后的车辆更换蓄电池时，即使由连续行走引起发热而产生动作不良危险的驱动回路，也由于能同时更换成新的常温条件下的蓄电池而能继续行走。

更进一步地，在这种一起更换电气动力装置的情况下，已消耗了的电气动力装置，由于一边进行严密的温度管理一边进行充电，可良好地维持蓄电池的性能，同时能大大提高电池的寿命。即，在以往的充电时，由于充电时引起蓄电池本体的温度上升，以及由于一年四季外气温的变动等等，不能在一定温度下充电。因此，本申请的电气动力装置，例如可一边将该装置全部浸入到30℃恒温水槽中一边充电，通过维持适当的温度状态的同时进行充电，防止了由于温度变动引起蓄电池的可靠性下降，可良好地维持蓄电池的性能，由此而延长电池的寿命。

再有，在用传导性能优良的材料制成箱体、在该箱体中放置充电器及马达驱动回路、并在放置位置的附近设置放热板的本申请的第2发明中，通过进行放热结果可得到良好的放热效果。

进一步地，在驱动回路及充电器放置在蓄电池电源附近的情况下，在冬季等低温环境时，随着马达驱动回路乃至充电器的运作而产生的发热，通过高热传导性的箱体传导到蓄电池侧，借助于适度加温蓄电池电源的蓄电池并进行保温的作用，即使是在低温环境下，也可防止蓄电池的性能低下。

根据本申请的第3发明，由于用电磁力电气控制离合器的断续动作，因而能得到与马达的电气连系，提高离合器的动作性能。即，在该离合器断续动作时，根据离合器的动作信号可控制马达的转矩及转数的瞬间适当变更。

更进一步地，根据本申请的第4发明，离合器可动部分位于移动行程的终端时，通过离合器可动部分的永久磁铁及离合器驱动部分的轭铁，吸引力起作用，成为离合器可动部分常常沿啮合方向的力作用状态，因此，在离合器可动部分到达移动终端时，即使离合器驱动部分的励磁线圈变成无励磁，也能不返回到中立位置而维持推压的状态。在这种离合器可动部分的移动行程的两端中，作用在该离合器可动部分上的力的方向变成逆方向，即使在励磁线圈无励磁的情况下，由于在行进方向上的推力作用力对离合器可动部分连续起作用，因而离合器驱动部分的励磁线圈的通电就仅在离合器可动部分移动开始时进行，使操作离合器所消耗的电力可在必要的最小限度。还有，在切断离合器的连接的情况下，即爪型离合器的离合器可动部分返回到中立状态，在与相反侧的齿轮连接等的情况下，通过向励磁线圈逆方向的电流通电，在逆方向可起到相同的作用，进行离合器可动部分的移动。

再有，在本申请的第3及第4发明中，在所述的自动2速离合变速装置收容在具有放热板的密闭箱体中的情况下，可兼有放热及箱体的作用，使结构简单化。

如以上所述，根据本发明，通过将复数的蓄电池、马达驱动回路，充电器收容在箱体内，将各个部件通过板状基板相连接，可得到装配容易可一起进行更换的电气动力装置。进一步地，本发明可得到一种动力传送装置，它使用具有通过行走用马达及电磁力而动作的啮合离合器的2速离合器变速装置，在提高传动效率的同时实行自动化，并能与马达连系动作。本发明通过这些装置组件化的结构，可使电气自动车综合的行走能力提高。

以下是对附图的简单说明：

图1是涉及本发明电动自动车的一实施例的电动二轮车概略构成的侧面图。

图2示出了第1发明的电气动力装置的一实施例，其是沿图II-II线的断面图。

图3是本第1发明的电气动力装置的一实施例的平面图。

图4是本第1发明的电气动力装置的一实施例的分解斜视图。

图5是第2发明的电气动力装置的一实施例的全体平断面图。

图6是第2发明的电气动力装置的一实施例的全体侧面图。

图7示出了第2发明的电气动力装置的一实施例，其是沿图6中VII-VII线的断面图。

图8涉及第2发明的动力传送装置，它是显示自动2速离合器变速装置的爪型离合器的概略构成的斜视图。

图9涉及第2发明的动力传送装置，它是显示爪型离合器的离合器驱动部分，离合器驱动部分的斜视图。

图10涉及第2发明的动力传送装置，它是显示爪型离合器的离合器驱动部分，离合器驱动部分的断面图。

图11涉及第2发明的动力传送装置，它是显示以往的爪型离合器的离合器驱动部分，离合器驱动部分的断面图。

图12步及第2发明的动力传送装置，它是说明作用在以往的电磁动作的离合器可动部分上的力的曲线图。

图13涉及第2发明的动力传送装置，它是说明作用在本实施例的电磁动作的离合器可动部分上的力的曲线图。

图14是以往的电动自动车的电动小型摩托车概略构成的侧面图。符号的说明：

1.电动二轮车

2.车体

3.主架

4.前轮

5.后轮

6.操纵柄

7.行驶用的电动马达

8.电气动力装置

9.动力传送装置

10.电气动力装置的箱体

10a.电气动力装置的箱体的设置板

10b.电气动力装置的箱体的放热板

11.蓄电池

11a.蓄电池的端子

12.蓄电池电源部

12.充电器13a.充电器的端子14.马达驱动回路14a.马达驱动回路的端子15.板状基板15a.板状基板的连接插座15b.板状基板的连接插座间的导体板16.附加的追加回路20.密闭箱体20a.密闭箱体的放热板21.马达驱动回路22.自动2速离合器变速装置23.爪型离合器24.1速的原动变速齿轮24a.1速的原动变速齿轮的嵌合突起25.1速的从动变速齿轮26.2速的原动变速齿轮26a.2速的原动变速齿轮的嵌合突起27.2速的从动变速齿轮28.中间原动变速齿轮28a.中间原动轴29.中间从动变速齿轮30.齿轮组31.带齿皮带轮传动装置32.离合器驱动部分32a.离合器驱动部分的接触突起33.离合器驱动部分34.永久磁铁34a.永久磁铁的轭铁35.离合器驱动部分的励磁线圈36.离合器驱动部分的轭铁37.离合器驱动部分的通常轭铁41.原动皮带轮41a.皮带轮轴42.从动皮带轮43.带齿皮带

Claims (6)

1.一种电气自动车的电气动力装置，所述电气自动车以马达，由多个蓄电池构成的蓄电池电源，收容所述蓄电池的箱体，放置在所述箱体中的马达驱动回路，以及充电器作为动力系统；

其特征在于：

设置有复盖所述蓄电池的板状基板，和用于将所述蓄电池、所述马达驱动回路及充电器的各端子相连接的插座；

所述插座设置在所述板状基板的下面，所述板状基板装在所述箱体时，所述插座与所述各端子相连接。

2.一种电气自动车的电气动力装置，所述电气自动车以马达，由多个蓄电池构成的蓄电池电源，收容所述蓄电池的箱体，放置在所述箱体中的马达驱动回路，以及充电器作为动力系统；

其特征在于：

设置有复盖所述蓄电池的板状基板，和用于将所述蓄电池、所述马达驱动回路及充电器的各端子相连接的插座；

所述箱体设置有放热板，并且所述马达驱动回路及充电器载置在该放热板上；所述插座设置在所述板状基板的下面，所述板状基板装在所述箱体时，所述插座与所述各端子相连接。

3.一种电气自动车的动力传送装置，所述电气自动车以马达、离合器、变速装置及动力传送装置作为动力系统；

设置有配置成可与输出轴同轴回转且可在其同轴方向上移动的啮合离合器，以及由空载支承在所述啮合离合器的两侧、具有与该啮合离合器相啮合的1速及2速变速齿轮的齿轮组所构成的自动2速离合器变速装置；

所述啮合离合器由设置成可沿所述马达输出轴的方向移动且设置有永久磁铁的离合器可动部分，以及设置在所述离合器可动部分外侧的且设置有励磁线圈的离合器驱动部分构成；

其特征在于：所述啮合离合器是爪型离合物，通过与所述变速齿轮机械接触而实现接离。

4.根据权利要求3所述的电气自动车的动力传送装置，其特征在于：所述自动2速离合器变速装置被放置在具有放热板的密闭箱体内。

5.一种电气自动车的动力传送装置，所述电气自动车以马达、离合器、变速装置及动力传送装置作为动力系统；

设置有配置成可与输出轴同轴回转且可在其同轴方向上移动的啮合离合器，以及由空载支承在所述啮合离合器的两侧、具有与该啮俣离合器相啮合的1速及2速变速齿轮的齿轮组所构成的自动2速离合器变速装置；

所述啮合离合器由设置成可沿所述马达输出轴的方向移动且设置有永久磁铁的离合器可动部分，以及设置在所述离合器可动部分外侧的且设置有励磁线圈的离合器驱动部分构成；

其特征在于：所述啮合离合器是爪型离合物，通过与所述变速齿轮机械接触而实现接离；

并且，所述离合器驱动部分两端的轭铁被设定成比所述离合器可动部分两端的轭铁的两端厚度大，通过所述离合器驱动部的励磁伴随着所述离合器可动部分的移动，构成作用力反转的磁性回路。

6.根据权利要求5所述的电气自动车的动力传送装置，其特征在于：所述自动2速离合器变速装置被放置在具有放热板的密闭箱体内。

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