CN105984550A

CN105984550A - 一种电动自行车的助力系统及电动自行车

Info

Publication number: CN105984550A
Application number: CN201510095703.1A
Authority: CN
Inventors: 吴森泉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2015-03-04
Publication date: 2016-10-05

Abstract

本发明公开了一种电动自行车的助力系统及电动自行车，助力系统包括电机、控制器、超越离合器和霍尔助力传感器，电机包括中轴、电机外壳、定子、用于安装定子的定子支架和转子，霍尔助力传感器包括磁钢和用于感应磁钢磁场变化并产生电压信号的霍尔传感器；霍尔传感器集成于控制器，该控制器装接于定子支架，或者，霍尔传感器和控制器分别装接于定子支架，且霍尔传感器的输出连接至控制器；超越离合器的外圈固接或一体成型于电机外壳，内圈采用轴承装接于电机的中轴；磁钢设置于超越离合器的内圈。电动自行车安装有上述助力系统。本发明将电机与控制器、超越离合器和霍尔助力传感器集成为一体，简化了安装步骤，简化了线路，使电动自行车的外观更加美观。

Description

一种电动自行车的助力系统及电动自行车

技术领域

本发明涉及电动自行车领域，特别是涉及一种电动自行车的助力系统及电动自行车。

背景技术

目前，现有技术的电动自行车包括两种，其中一种又可称为ebike(electric bike)，是在自行车的基础上加装电动助力系统，使自行车可依靠人力驱动行走，也可依靠人力与电力混合行走。另一种电动自行车则加装了转把闸把等操作部件和显示仪表系统，这种电动自行车可依靠人力行走，也可切换至依靠电力行走。现有技术的这两种电动自行车的助力系统主要包括用于驱动车轮旋转的电机、用于控制电机工作与否的控制系统，该控制系统包括控制器、霍尔助力传感器、超越离合器等，电机和控制系统分别安装在自行车上，且电机外接控制系统。现有技术的这两种电动自行车的助力系统，由于其电机与控制系统的各个部件是分开的，且分别需要独立安装，这就导致电动自行车的助力系统安装繁琐，线路繁多，并大大影响了电动自行车的美观性。

发明内容

本发明提供了一种电动自行车的助力系统及电动自行车，其克服了现有技术的电动自行车的助力系统所存在的不足之处。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动自行车的助力系统，包括电机、用于控制电机工作与否的控制器、超越离合器和霍尔助力传感器，电机包括中轴、电机外壳、定子、用于安装定子的定子支架和转子，霍尔助力传感器包括磁钢和用于感应磁钢磁场变化并产生电压信号的霍尔传感器；霍尔传感器集成于控制器，该控制器装接于定子支架，或者，霍尔传感器和控制器分别装接于定子支架，且霍尔传感器的输出连接至控制器；超越离合器的外圈固接或一体成型于电机外壳，内圈采用轴承装接于电机的中轴；磁钢设置于超越离合器的内圈。

一实施例中，还包括GPS模块，该GPS模块集成于所述控制器，或者，该GPS模块装接于所述定子支架，且该GPS模块的输出连接至控制器。

一实施例中，所述控制器还集成有用于与用户的终端设备进行通信的通信模块。

一实施例中，所述通信模块为蓝牙模块和/或移动网络连接模块。

一实施例中，所述电机外壳包括外毂和两端盖，两端盖分别固接于外毂的两端，并分别采用轴承装接于所述中轴；所述超越离合器的外圈固接或一体成型于其中一端盖的外侧。

一实施例中，所述超越离合器的内圈固接一飞轮接口，该飞轮接口用于连接自行车的飞轮。

一实施例中，所述磁钢为多个，并沿圆周方向均匀布置于所述超越离合器的内圈。

一实施例中，所述电机外壳与所述转子相固接，或者，所述电机外壳采用行星齿轮机构与所述转子相传动连接。

一种电动自行车，包括自行车本体，该自行车本体安装有供电电池，该自行车本体还安装有如上述任一项所述的电动自行车的助力系统，所述控制器的电源线通过所述中轴引出电机外壳，并与供电电池电连接；所述电机外壳与自行车本体的车轮相传动连接，所述超越离合器的内圈与自行车本体的飞轮同轴相接。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明将电机与控制器、超越离合器和霍尔助力传感器集成为一体，使电机具有助力控制功能，一方面使整体结构紧凑，线路精简，提升了电动自行车的美观度，另一方面大大简化了电动自行车助力系统的安装步骤，降低了安装人员的劳动强度；

2、本发明通过进一步在控制器上设置GPS模块，使本发明还具备对电动自行车进行定位、记录其行驶轨迹、计算其运动量的功能，从中提升了电动自行车的优越性；

3、本发明通过进一步在控制器上设置能与用户的终端设备进行通信的通信模块，使得本发明还可以通过用户的终端设备对其助力系统的控制器进行智能化控制，从而不仅使电动自行车上免于安装用于控制及显示的仪表仪器，使电动自行车更加轻便，还进一步提升了电动自行车的优越性。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种电动自行车的助力系统及电动自行车不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明的电动自行车助力系统的立体构造示意图一；

图2是本发明的电动自行车助力系统的立体构造示意图二；

图3是本发明的电动自行车助力系统的局部结构示意图；

图4是图3所示附图的侧视图；

图5是本发明的其中以端盖与超越离合器的结构示意图；

图6是图5所示附图的主视图。

具体实施方式

实施例，请参见图1-图6所示，本发明的一种电动自行车的助力系统，包括电机、用于控制电机工作与否的控制器8、超越离合器6和霍尔助力传感器。电机包括中轴4、电机外壳、定子、定子支架5和转子，其中，电机外壳包括包括外毂1和两端盖2、3，两端盖2、3分别固接于外毂1的两端，并分别采用轴承装接于所述中轴4；定子装接于定子支架5，该定子支架5固接于中轴4的中部，转子采用轴承装接于中轴4，该定子和转子分别位于电机外壳内，且转子与电机外毂1相固接。此外，转子也可以采用行星齿轮机构与电机外毂1相传动连接，且当电机通电时，电机外毂1与转子相联动，当电机断电时，电机外毂1与转子脱开。

霍尔助力传感器包括多个磁钢9和用于感应磁钢9磁场变化并产生电压信号的霍尔传感器；霍尔传感器集成于控制器8，该控制器8具体为控制板结构，其装接于定子支架5的其中一端，且其中部设有供中轴4穿过的通孔(这里，也可以直接将霍尔传感器装接于定子支架5上，并使其输出采用导线连接至控制器8)。超越离合器6位于电机外壳外，且其外圈61固接于电机外壳的其中一端盖2的外侧面(或者，也可以使超越离合器的外圈61一体成型于电机外壳的其中以端盖2的外侧面)，内圈62采用轴承装接于电机的中轴4；磁钢9为多个，并沿圆周方向均匀嵌入超越离合器6的内圈62。超越离合器6的内圈62还固接一飞轮接口7，该飞轮接口7用于连接飞轮。

本实施例中，所述控制器8上还集成有用于对电动自行车进行GPS定位的GPS模块，该GPS模块的GPS天线通过所述中轴4引至所述电机外壳外。这里，也可以直接将GPS模块装接于所述定子支架5上，并将该GPS模块的输出采用导线连接至控制器8。

本实施例中，所述控制器8还集成有用于与用户的终端设备进行通信的通信模块，该通信模块的通信天线通过所述中轴4引至所述电机外壳外。具体，所述通信模块为蓝牙模块，此外，所述通信模块也可以采用移动网络连接模块。

本实施例中，所述超越离合器6为棘轮式超越离合器，其外圈61设置有棘轮63，内圈62设置有棘爪64。此外，所述超越离合器6也可以采用楔块式超越离合器6或滚珠式超越离合器6。

本发明的一种电动自行车的助力系统，其电机与控制器8、超越离合器6、霍尔助力传感器集成为一体后，安装时，只需将电机安装于电动自行车的自行车本体上即可，省去了以往还需要安装控制器8、超越离合器6、霍尔助力传感器的繁琐步骤，降低了安装人员的劳动强度。该助力系统整体结构紧凑、线路精简，从中提升了电动自行车的美观度。

本发明在控制器8上设置GPS模块后，能够对电动自行车进行GPS定位，并记录其行驶轨迹，计算运动量，还能通过蓝牙模块方便用户查看其状态和进行控制。用户采用其终端设备对其电动自行车进行控制前，先在其终端设备上(该终端设备可以是智能手机、平板电脑等)安装与电动自行车的控制器8相配套的控制软件，然后将其终端设备上的蓝牙与助力系统的控制器8上的蓝牙模块进行配对，两者配对成功后，用户通过操控其终端设备上的控制软件对内置于电机中的控制器8进行控制：切换该助力系统的助力档位，并能查看电动自行车的当前速度、里程和平均速度等。

本发明的一种电动自行车，又称为ebike，其包括自行车本体，该自行车本体安装有供电电池(该供电电池具体可采用锂电池)，该自行车本体还安装有上述电动自行车的助力系统，所述控制器8的电源线通过所述中轴4引出电机外壳，并与供电电池电连接；所述电机外壳与自行车本体的车轮相传动连接，所述超越离合器6的内圈62通过飞轮接口7与自行车的飞轮同轴相接。

本发明的一种电动自行车，在其供电电池保持供电的状态下，其使用过程如下：用户踩踏自行车本体的踏板，使飞轮带动超越离合器6的内圈62旋转，超越离合器的内圈62通过旋转，一方面使其上的棘爪与超越离合器外圈上的棘轮相互挂接，从而使超越离合器的内圈62带动其外圈61转动，进而通过电机外壳带动车轮转动；另一方面使嵌置于超越离合器6内圈62的磁钢9产生磁场变化，集成于控制器8的霍尔传感器感应到该磁场变化，并产生相应的电压信号，通过控制器8使电机通电，从而使电机的转子带动电机外壳转动。此时，人力与电力相结合驱动车轮旋转，使用户骑行更加省力。当用户停止踩踏自行车本体的踏板时，自行车本体的飞轮停止转动，使超越离合器的内圈62也跟着停止旋转，则超越离合器内圈上的棘爪与其外圈上的棘轮相互脱开，使超越离合器6的外圈61与内圈62可以相对滑动，即外圈61可相对内圈62空转。同时，嵌置于超越离合器6内圈62的磁钢9不产生磁场变化，集成于控制器8的霍尔传感器感应不到磁场变化，使控制器8控制电机停止工作。

本发明的一种电动自行车的助力系统，其除了可以应用于上述电动自行车(即ebike)，还可以应用于另一种电动自行车，该电动自行车加装有转把闸把等部件，能够单独控制电机工作，使该电动自行车可实现人力行走和电力行走两种工作模式。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种电动自行车的助力系统及电动自行车，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种电动自行车的助力系统，包括电机、用于控制电机工作与否的控制器、超越离合器和霍尔助力传感器，电机包括中轴、电机外壳、定子、用于安装定子的定子支架和转子，霍尔助力传感器包括磁钢和用于感应磁钢磁场变化并产生电压信号的霍尔传感器；其特征在于：霍尔传感器集成于控制器，该控制器装接于定子支架，或者，霍尔传感器和控制器分别装接于定子支架，且霍尔传感器的输出连接至控制器；超越离合器的外圈固接或一体成型于电机外壳，内圈采用轴承装接于电机的中轴；磁钢设置于超越离合器的内圈。

2.根据权利要求1所述的电动自行车的助力系统，其特征在于：还包括GPS模块，该GPS模块集成于所述控制器，或者，该GPS模块装接于所述定子支架，且该GPS模块的输出连接至控制器。

3.根据权利要求1或2所述的电动自行车的助力系统，其特征在于：所述控制器还集成有用于与用户的终端设备进行通信的通信模块。

4.根据权利要求3所述的电动自行车的助力系统，其特征在于：所述通信模块为蓝牙模块和/或移动网络连接模块。

5.根据权利要求1所述的电动自行车的助力系统，其特征在于：所述电机外壳包括外毂和两端盖，两端盖分别固接于外毂的两端，并分别采用轴承装接于所述中轴；所述超越离合器的外圈固接或一体成型于其中一端盖的外侧。

6.根据权利要求1所述的电动自行车的助力系统，其特征在于：所述超越离合器的内圈固接一飞轮接口，该飞轮接口用于连接自行车的飞轮。

7.根据权利要求1所述的电动自行车的助力系统，其特征在于：所述磁钢为多个，并沿圆周方向均匀布置于所述超越离合器的内圈。

8.根据权利要求1所述的电动自行车的助力系统，其特征在于：所述电机外壳与所述转子相固接，或者，所述电机外壳采用行星齿轮机构与所述转子相传动连接。

9.一种电动自行车，包括自行车本体，该自行车本体安装有供电电池，其特征在于：该自行车本体还安装有如权利要求1-8中任一项所述的电动自行车的助力系统，所述控制器的电源线通过所述中轴引出电机外壳，并与供电电池电连接；所述电机外壳与自行车本体的车轮相传动连接，所述超越离合器的内圈与自行车本体的飞轮同轴相接。