CN105990960A - 一种永磁电动装置、电动车及其驱动与制动、增程方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁电动装置和电动车，所述电动装置包括电源调制器、驱动操控装置、定体和转体；转体为一个具有转动轴的环形机械圈，其上间隔设置至少4个磁极方向相同的永磁体转子单元；定体为一个具有固定轴的机械圆盘，其上至少设置一个定子单元且定子单元与转子单元的周期相对气隙不大于30mm；定子单元的电磁极方向与所述转子单元运动相向的磁极相反；电源调制器通过驱动操控装置/电磁制动装置获取用户的指令并相应输出时序电流，使电动装置实现驱动/制动；所述电动车包括车架、电池组和至少一个车轮，至少设置一套所述电动装置，增程系统在设定逻辑状态为二次电池组补充电能。

Description

一种永磁电动装置、电动车及其驱动与制动、增程方法

技术领域

本发明涉及电动车及其电源动力设计领域，特别涉及一种电动装置的机械设计及其驱动电流与制动的时序电流设计方法以及电动车的增程方法。

背景技术

目前电动自行车市场通常是配用安装在轮轴上的电动机，电动机设计为外转子形式，外转子通过辐条与车轮的轮圈机械固连，通过电动机转矩使车轮旋转。电动汽车业热点是开发乘用车轮毂电机，又称车轮内装电机，行业专家普遍认为，由于目前轮毂电机的部件重量远远超出轮毂本体(一般包括轮毂电机、刹车盘、刹车卡钳、主动悬挂电机、悬架、减震弹簧等)，其技术意义很有限；仅以单位体积的功率密度一项指标衡量，现有电动机远远达不到轮毂内装电机的一般设计要求。

图1是一种传统4极永磁有刷直流内转子电机的结构示意图，永磁体13磁极沿定体5的内缘N/S交替对称排布、相距一定间隔14，若干绕组设置在转体6与永磁体相对的环形区域内，外供直流电通过机械接触式换向装置给绕组通电，即可在内部形成旋转磁场而使转体旋转，通过转轴输出动力。

永磁无刷直流电机在近年获得了迅猛发展，其主要由电机本体、位置检测器和电源逆变控制器组成，永磁体一般设置在转体上、N/S磁极交替相距一定间隙排布，若干绕组设置在定体内，位置检测器和逆变器一起构成电子换向器取代机械接触式换向装置，绕组通电形成旋转磁场而使转体旋转。控制方面普遍采用了PWQ技术，这种永磁无刷直流电机的主要问题是正弦波变形的近似度控制，其动力供电虽然采用PWQ技术调制，但在控制思想方法上受限于电动机内部的传统设计。

续行里程短是现阶段电动车的软肋，行业普遍认为在高能量电池进入商用前，靠增加电池数量提升电动车的续行里程不现实，因此目前汽车市场主流是发展油、电双源混合车，其设计思想为：当汽车起步或低速时使用电动机的动力，汽车达到某个速度阀值时变换为使用内燃机的动力，从而降低汽车在起步或低速时因燃油在内燃机燃烧不完全引起的排气污染；其技术基础结构特征为：燃料箱给内燃发动机系统提供燃料输出动力；在此传统设计基础上并行增加一套电连接电池组的电动机系统，电动机由电池组提供电能输出动力；两路动力通过油、电动力转换装置共用机械传动系统，将内燃机或电动机的动力传递到轮毂上，这类双源动力的设计可称之为油、电动力并行系统，其明显缺点为制造成本高。

发明内容

本发明的目的，在于克服现有电动车用直流电动机的内部结构的缺陷，提供一种内部有别于传统设计的结构，同时通过电源调制器将直流电改变为一种非通电方向交替变换的时序电流供电方案，结构简单，转矩大，工艺容易实现。

本发明提供的一种电动车的永磁电动装置，所述电动装置包括电源调制器1、驱动操控装置9a、定体5和转体6；所述转体为一个具有转动轴的环形机械圈，其上间隔设置至少4个永磁体转子单元3b，且所有转子单元3b环绕转体设置的磁极方向相同；所述定体为一个具有固定轴的机械圆盘，其上至少设置一个定子单元3a并安装在靠近转体的位置，定子单元与转子单元的周期性相对气隙3d不大于30mm；所述定体与所述转体同轴7设置；

所述电源调制器1包括电源输入端1a、时序电流输出端1b和驱动信号输入端1d，电源输入端电连接电池组8的正负极，时序电流输出端电连接定子单元的内部绕组，驱动信号输入端电连接驱动操控装置9a；所述电源调制器对定子单元3a内部绕组供电使定子单元所形成的电磁极方向，设置为与所述转子单元3b运动相向的磁极相反；电源调制器通过驱动操控装置获取用户的指令并相应输出时序电流，使电动装置实现驱动。

优选的，所述电源调制器的额定功率不超过25kW。

所述定子单元3a/转子单元3b可在相对定体5/转体6的部位互为置换设计，配合相关装置设计也可取得电动效果。

优选的，所述转体6外部加装减速/变矩装置2，所述减速/变矩装置包括若干齿轮组合，其传动输入端与转体机械固连，传动输出端与电动装置外部的旋转装置机械固连；减速/变矩装置独立设置，或与转体一体化同轴7设置于转体的外部。

优选的，所述转子单元3b设置于转体6上包括嵌合于转体的外缘、内缘、转体内部或与转体一体化设计制造，在不影响安装于转体的前提下不限形状；转子单元在转体上设置包括N/S两极连线与转体6同轴法线10重合/垂直的4种典型组合状态，以及在4种典型组合状态基础上N/S两极连线偏转不超过20度；若干转子单元在转体安装时优选均匀排布。所述转子单元的材料为磁钢、钕铁硼等一类本领域技术人员公知的物质，其自身固有磁性且磁极方向不因外部磁场而改变。

优选的，所述定子单元3a由至少一组良导线环绕磁介质材料的磁芯而成，其内部线圈绕组可任意串联、并联连接，或通过不同绕组之间引出中间抽头组成多线外接回路；对外电连接的方式可以为两线或多线构成的回路。

所述定子单元设置于定体5上，以及若干个定子单元绕芯排布组合、绕组串联或并联连接，遵循电磁极方向与转子单元3b运动相向磁极相反的基本原则，以内部绕组通电的磁通量获得穿过气隙3d最大值为优选；定子单元在定体上的设置，包括内部绕组通电形成的电磁极两极连线12与车轮的法线10垂直/重合4种典型组合状态，包括电磁极的两极连线12偏转不超过20度角。

优选的，所述电动装置还包括传感装置，所述传感装置包括若干能感应所述转子单元与定子单元相对位置的传感单元3c；所述传感单元与所述电源调制器的传感信号输入端1c电连接；所述电动装置至少在转体的内部或外部设置一传感单元；

优选的，所述传感装置包括定子单元的内部绕组，所述内部绕组包括环绕定子单元磁芯的绕组以及由若干定子单元绕组之间串联而成的多线外接回路。

优选的，所述电动装置还包括电磁制动装置9b，所述电源调制器1还包括制动信号输入端1e，其电连接电磁制动装置；所述电源调制器通过电磁制动装置获取用户的制动指令并相应输出时序电流，使所述电动装置实现制动。

所述驱动操控装置9a可设置为常规旋转把手式、推拉式操纵杆或其他任意手动控制方式，包括外置为遥控。

本发明中，所述电源调制器将直流电源转换为时序电流，使电动装置中的定子单元被限定在电源调制器设定的时域周期性地通电和断电。

本发明所述含有上述任一电动装置的电动车，包括车架4、电池组8和至少一个车轮，所述电动车至少设置一套所述的电动装置；所述电池组包括一次性使用的一次电池8a或可重复多次充电使用的二次电池8b，或两者组合设置。

所述电动车的车架任意；

所述电动车的车轮包括单轮毂以及同轴紧凑安装两个轮毂的准单轮结构。

优选的，所述一次电池8a和二次电池8b的组合设置包括电并联连接。

更优选的，所述电动车配置二次电池组8b时加装电能补充装置18，所述电能补充装置包括材料任意的一次电池8a与控制装置组合，或为内燃发电机与系统控制装置组合，或两者组合设置；电能补充装置通过逻辑充电装置17电连接二次电池组；所述的逻辑充电装置独立设置，或将其部分逻辑功能或全部逻辑功能集成于电源调制器1内。所述的增程系统包括电能补充装置和逻辑充电装置。

所述一次电池8a的控制装置至少包括一次电池启动装置；所述内燃发电机包括内燃机和发电机，所述系统控制装置至少包括内燃机启动及停止装置；所述内燃机的燃料任意；所述电能补充装置的组合设置，包括一次电池与控制装置、内燃发电机与控制装置各设置一套以上。所述逻辑充电装置至少包括充电控制装置，其设计亦可兼有一次电池的控制装置或/和发电机的电路控制装置的功能。

本发明还公开了一种前述电动装置的驱动方法，该方法由电源调制器通过所述转子单元3a和定子单元3b的位置关系输出时序电流控制电动装置转动；

所述时序根据转体旋转方向而定义，所述时序电流根据定子单元电磁场在转体上的有效作用区间结合转体上的转子单元个数而设置若干个通断周期T，每个通断周期T包括供电时域和断电时域；所述供电时域位于相应的时间段，所述为转子单元绕轴并与轴确定的法线与定子单元和轴所确定法线所形成的动态夹角，所述为转子单元绕轴切线方向与其所受定子单元电磁力作用方向重合状态所确定的值；所述断电时域内电源调制器1不输出电流。

优选的，所述供电时域的电流不限波形、频率及占空比。

优选的，所述通电时域T₁内初始的电流、电压或定子单元的磁通强度由传感装置获取转体转速实时值结合驱动操控装置9a给出的指令而调整。

优选的，所述方法还包括校正步骤；所述校正步骤为将定子单元与转子单元周期性隔气隙相对、处于同一法线的状态(为0)作为基准座标和基准时间，当转子单元每次前转至基准座标时，电源调制器进行一次时间归0校准并记录本次周期时间，通过与上次转子单元前转至基准座标的周期时间比较，从而获知转体旋转周期时间，并控制输出电流。

本发明还公开了所述电动装置的制动方法，该方法根据所述转子单元趋近定子单元、转子单元和定子单元处同一法线相对(为0)以及处于远离状态的至少一个时域中，通过电磁制动装置9b使电源调制器1输出时序电流控制电动装置制动；

所述时序根据转体旋转方向而定义；所述转子单元趋近定子单元为状态的相应时间段，所述为转子单元绕轴并与轴确定的法线与定子单元和轴所确定法线所形成的动态夹角，所述为转子单元在转体绕轴切线方向与其所受定子单元电磁力作用方向重合状态所确定的值。

优选的，所述方法还包括校正步骤，所述校正步骤将为0作为基准座标和基准时间，通过传感装置获知转子单元趋近/相对/远离定子单元的位置状态。

所述电源调制器对电动装置的驱动通电和制动通电的逻辑关系设置为或。

优选的，所述输出电流控制步骤包括：

1)驱动操控装置9对电源调制器1无输入指令时，电源调制器休眠；

2)驱动操控装置9给出加速指令时，电源调制器1输出时序电流；

3)当电动装置转速或通电频率达到设定的阈值时，所述的电源调制器断电。

本发明还公开了所述电动车配置二次电池组8b的一种增程方法，该方法在电动装置运行中需要为二次电池组8b持续补充电能，或当二次电池组实时电压或残存容量值低于所设定的阀值时，启用电能补充装置18为二次电池组补充电能。

本发明针对所述电动装置的设计特点，对电源调制器植入优化的数控编程逻辑，使之实现高效节电。所述电动装置应用于电动车可使用一次电池或二次电池，所述的一次电池包括所有一次性放电的电池和各种燃料电池，例如锌空气电池、铝空气电池以及氢转换电能等可提供一次性电能的装置；所述的二次电池包括所有放电后可反复充电的电池，例如锂电池、铅电池、金属储氢电池等。鉴于目前电动车市场所配用二次电池的储能密度较低，本发明针对这一技术现状设计了旨在对二次电池补充电能的增程系统，有效解决电动车续行里程短的公知主要问题。

本发明的优点在于：电动装置具有时序供电控制带来的节能效果，增程系统可有效克服电动车续行里程短的主要问题，以此方案进行设计的电动装置结构简单、组合多样化、成本低，有效适应高端节能电动车的设计要求。

附图说明

图1是一种传统4极永磁有刷直流内转子电机的结构示意图。

图2a是本发明电动装置电机本体的一种基础结构示意图。

图2b是永磁体转子单元在转体的一种磁极设置示意图。

图2c是永磁体转子单元在转体的另一种磁极设置示意图。

图3a是定子单元柱型绕芯设置为与转体法线垂直的示意图。

图3b是定子单元柱型绕芯设置为与转体法线重合的示意图。

图3c是定子单元凹型绕芯上部正对转体内缘的结构示意图。

图4a是转子单元所受电磁力的方向分解及绕轴形成动态夹角示意图。

图4b是转子单元与定子单元处于同轴法线的状态示意图。

图5a是电源调制器的基本工作逻辑示意图。

图5b是一种实现电源调制器的数字技术逻辑的模块组合示意图。

图5c是电源调制器增设电磁制动装置输入端的工作逻辑示意图。

图6是电源调制器输出电流呈周期性通断的时序示意图。

图7a是一个定子单元组合8个转子单元的一种局部结构示意图。

图7b是转体逆时针旋转对应的一种通断电时域示意图。

图7c是对应一个定子单元组合8个转子单元的一种通电逻辑示意图。

图7d是转体顺时针旋转对应的一种通断电时域示意图。

图8a是两个定子单元组合8个转子单元的一种局部结构示意图。

图8b是12个定子单元组合12个转子单元的一种局部结构示意图。

图9a是增程系统对二次电池组充电的一种逻辑控制结构示意图。

图9b是增程系统对二次电池组充电的另一种逻辑控制结构示意图。

图10a是本发明应用于电动两轮车的一种局部结构示意图。

图10b是本发明应用于电动两轮车的一种局部结构示意图。

图10c是本发明应用于电动四轮车的一种局部结构示意图。

附图标识：

1、电源调制器；1a、直流电源输入端；1b、时序电流输出端；1c、感应信号输入端；1d、行车信号输入端；1e、制动信号输入端；2、减速/变矩装置；3a、定子单元；3b、转子单元；3c、传感单元；3d、气隙；4、车架；5、定体；6、转体；7、轮轴；8、电池组；8b、二次电池组；9a、驱动操控装置；9b、电磁制动装置；10、同轴法线；11、车轮切线；12、绕组两极方向连线；13、永磁体；14、间隔；17、逻辑充电装置；18、电能补充装置；转子单元绕轴的动态夹角。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本发明进行详细说明。

本发明所述电动装置的电机本体基础结构如图2a所示，至少4个转子单元的N/S磁极环绕转体同极向设置，与常规技术N/S磁极交替排布的方案不同。定子单元3a由良导线环绕磁芯而成的，所述良导线通常使用铜材或镀铜金属，所述磁芯使用常规磁介质材料，该类磁介质为本领域技术人员公知的一种在磁场作用下内部状态发生变化、并可产生更强附加磁场的物质。

参见图2b，转体6外缘设置一个转子单元3b，S极面向转体内，定体5靠近转体的部位设置一个定子单元3a，两者运动相对的气隙3d足够小，如果定子单元通电的N极面向转体，则转子单元趋近通电的定子单元时，会受到其电磁力吸引而使转体加速运动；在另一个实施例中，转子单元的S极运动相向定子单元，定子单元绕组通电的N极逆转体旋转方向与其相对，两者磁作用同样为相吸，如图2c所示；该定子单元电磁极与转子单元相吸关系设置是本发明电动装置的基础模型。

转子单元绕轴所受力与定子单元电磁场作用于转体的区间相关，对一个绕芯为柱状或工字形的定子单元，其电磁力线穿越气隙的最大区间，对应于电磁极两极连线12与转体的相应法线10垂直(与相应切线11平行)的状态，如图3a所示；柱状或工字形绕芯亦可设置为电磁极的两极连线与转体的相应法线重合，如图3b所示，该设置方式通常为多个定子单元组合排布时选用。对于凹型绕芯，其电磁力对转子单元的作用区间，位于凹型绕芯上部正对转体的两端范围内，如图3c所示。

转子单元在转体上绕轴运动时，其所受电磁力F可分解为同轴法线10方向F₁₀与绕轴切线11方向F₁₁，其中对绕轴有贡献的是F₁₁；同时，转子单元和轴所确定的法线与定子单元和轴所确定的法线形成了一个动态夹角其绕轴趋近定子单元的切线方向与所受到电磁力F作用方向重合为一特殊状态，此时夹角为定值如图4a所示；转子单元所受电磁力的有效作用区间，位于以为0状态为基准的±位置区间内(所述±根据转体的旋转方向而相对定义)。当为0时，F₁₀为最大值，F₁₁为0，此时对转子单元绕轴无贡献，如图4b所示。F₁₁和F₁₀为一对此消彼长的运动变量，其理论强弱变换以为分界点，在的状态表现为以切向驱动力F₁₁为主，在的状态表现为以法向制动力F₁₀为主。

本发明电动装置的驱动技术方案为：电源调制器对应的状态时域通电，其余时域断电；当设计目标为节电时，优选甚至对应的时域通电；当需要充分利用转体的转动惯量时，优选甚至 对应的时域通电；因的状态以制动力F₁₀为主，在状态通电对驱动已失去优化意义；所述该驱动电流的通断时域如图6所示，其中T₁为通电时间，T₂和T₀均为断电时间，(T₁+T₂+T₀)构成了时序驱动电流周期T。本发明电动装置的制动技术方案为：电源调制器对应T₂和T₀的部分时域或全部时域设置为通电，所述T₂为转子单元绕轴对应的时域，所述T₀为转子单元远离定子单元的时域，同理，因在状态存在可观的切向力F₁₁，对制动无益。

上述根据状态的通、断电控制，可近似变换为相对时间控制，因为电源调制器通过时序校准容易判知从到为0、即(T₁+T₂)的时间段，只要设定T₁与T₂的相对时间，即等价于对相应状态的通、断电时域控制；例如控制对应至的时域通电，可简要设定为在(T₁+T₂)的时间段起始1/2时域通电，之后1/2时域断电；同理，当控制对应至0的时域通电，可简要设定为在(T₁+T₂)的时间段起始2/3时域断电，之后1/3时域通电；(T₁+T₂)是一个与转体转速相关的量，以时序周期的相对时间确定的状态在变速状态时会出现偏差，该相对时间偏差由电源调制器对应为0的状态给予校准，在下一周期校正。

为一个关联定子单元及转子单元设置方案的磁作用隐变量，通常是运用为0及为的显态位置作为传感装置判断电动装置内部相对位置的一种依据；的精确位置是一个与转体弧度、气隙间距、定子单元绕芯形状及其排布等参数相关的值，有多种理论模型，具体设计时应经实验校准。电源调制器相应输出驱动或制动电流的工作逻辑可由常规开关控制线路实现，也可采用CPU编程结合功率模块组电路实现，或采用大规模集成电路技术制造的专用芯片实现。

图7a是一个定子单元组合8个转子单元的局部结构示意图，定子单元在转体一个旋转周期π分别与8个转子单元发生磁作用，电源调制器对应的理论时序电流划分为8个(T₁+T₂+T₀)周期，图7b标示了一种设定T为π/8、与转体逆时针旋转方向对应的T₁、T₂和T₀示意时域，图7c为其中一个周期T的通电逻辑示意图。转子单元并非设置越多越好，其在转体上的数目n受限于所受定子单元电磁力有效作用区间相应的空间占位，否则电源调制器对应输出的时序电流周期会重叠。

电源调制器启动供电的时刻和所设定的电流时序直接定义了转体旋转方向，当时序电流对应所述转子单元位于为至为的状态区间设置(此处－值区间以为0、相对前述供电时域对应转子单元位于的设置区间而相对定义)，则转体相应顺时针方向旋转，图7d标示了一种结构与图7b类同、与转体顺时针旋转方向相对应的T₁、T₂和T₀时序的示意区域。

如图8a所示，定体设置两个定子单元3a，转体上设置8个转子单元3b，在转体旋转周期中，电源调制器要为两个定子单元分别提供8个周期为(T₁+T₂+T₀)的时序电流；进一步可优选8个定子单元组合10个转子单元、12个定子单元组合12个转子单元(如图8b所示)，等等。理论上当H个定子单元与n个转子单元的组合，如果电源调制器对H个定子单元绕组分立供电，需对应设计n*H个(T₁+T₂+T₀)电流时序，编程将十分复杂；因此在多个定子单元3a的实用系统设计中，优选H个定子单元绕组电串联组合，或H个定子单元绕组分为若干组外接电源调制器；例如12个定子单元的绕组串联，每4个绕组中间引出抽头共三根线对外电连接电源调制器，技术上还可利用该三根线两两比较的微分电位的不同，作为一种转子单元与定子单元相对位置判别的信号源，替代独立设置的传感单元。

电源调制器可用常规开关电路设计或脉冲数字技术实现，后者的基础功能模块一般包括电源变换电路、内存贮有工作程序的微处理器和信号输入输出电路，能通过传感单元3c反馈信号相应地控制驱动模块输出的时序电流；电源调制器的基本工作逻辑如图5a简示，图5b是一种实现数字技术逻辑的模块组合示意图。

电源调制器的工作逻辑变换指令信号通常是从固连在转体内部或外部的传感单元获得，传感单元不限于使用磁电感应绕组或霍尔元件，也可使用光电编码器等，当转子单元绕轴7周期性运动时，传感单元可获得电流(电压)的变化率反馈给电源调制器，电源调制器依据这一感应信号判知转子单元3b的相对位置而相应发出电流时序。根据对传感单元3c的工作精度及可靠性要求，传感单元可在转体内部或外部设置一个或若干个，甚至变形为从上述多个定子单元绕组串联成多线回路反馈的方式、以及运用定子单元3a双线环绕的绕组反馈方式获得工作逻辑变换指令信号，此时电源调制器的感应信号输入端1c相应内置。

综上所述，所述的电源调制器是一个逻辑电源开关系统，时序通电周期/频率反映了单位时间内定子单元3a对转子单元3b的作用次数，该时序频率间接定义了转体的转速及定子单元所需的通电幅值或电磁力(源于电源调制器向定子单元的绕组通电)，通电幅值越大，单位时间内定子单元通电对转子单元的作用力越大、作用次数越多，其结果是转体的转速越快。电源调制器所输出电流的时序频率，与转体旋转一个周期隐含的(T₁+T₂+T₀)时序作用次数、通电平均强度以及转体的转速是相互对应的诸物理量关系，当电源调制器的诸多设定条件进入逻辑工作状态后，控制了时序通电的频率也就是控制了电动装置的转速。该人工控制电动装置的转速是通过驱动操控装置9a电连接电源调制器的输入端1d来实现。

驱动操控装置9a的传统产品为一个变形设计的变阻器或电位器，一般设计为常规旋转把手式，近年不少建立在光敏、霍尔控制技术基础的专用操控装置日趋成熟，亦可设计为推拉式操纵杆或若干定速档位的控制方式，包括遥控。

当电动装置需要增设电磁力制动功能时，电源调制器相应增设的制动信号输入端1e与电磁制动装置9b电连接，如图5c所示；电磁制动装置的功能为可控制电源调制器所输出的制动通电强度，制动通电电流越大，电磁制动效果越好。

本发明电动装置启动时有一种特殊状态，当转子单元刚好处于与定子单元隔气隙处于同一法线10、为0时，容易出现堵转。如非配合电动车设计为助动起步，可对电源调制器相应设计电动装置的静态启动程序；所述电动装置静态启动程序的一个简单例，是电源调制器在设定时间最大值得不到传感装置反馈信号的情况下，实时发出与正常驱动电流方向相反的启动电流，使转体上至少一个转子单元受到同极性相斥而偏离为0的状态，避免电动装置启动不畅顺。

定子单元在转体内的设置要点，是要使转子单元在周期性旋转中与其形成有效发生磁作用的相对气隙3d，该气隙是定子单元向转子单元传递电磁力作用的能量通道，气隙越小越有利于磁能量作用传递，但气隙过小易发生机械接触，设计时需综合把握材料的刚性和机械加工精度。

当电动装置的最佳速度/转矩需要外加装置调整时，可在转体6外部加装由若干齿轮组合而成的减速/变矩装置2，减速/变矩装置通过若干齿轮的组合可达到改变机械传动输入端的转速或改变转矩的技术目标，减速/变矩装置的设计方案较多，优选与转体同轴设置于转体外部；减速/变矩装置既可独立设置，也可以在转体外部实行一体化整体设计；甚至变形为与外部旋转装置连体设计；但在转体外部非同轴设置减速/变矩装置时，通常需配置悬架、减震弹簧等调整重心，非优选方案。

目前市场主流电动车是配置二次电池，由于二次电池的比能量低，铅电池一般仅为40VAh/Kg，锂电池一般为120VAh/Kg，配车的续航里程欠理想；一次电池的优点是自放电小、比能量高，近期实验室制作的铝空气电池的比能量已达到8000VAh/Kg以上，但这类金属电极一次电池普遍伴随内阻大的缺陷，其比能量虽高但大电流放电能力却不强，虽然其未来应用前景被业界看好，但现阶段仍难满足电动车电动装置对放电性能的需求，较稳健的技术方案是作为辅助电能使用。

本发明所述电动车优选在配置二次电池的技术基础上，增加设置电能补充装置18和逻辑充电装置17，行业习惯统称为增程系统；所述逻辑充电装置的主要功能是监测二次电池组8b的实时状态，并在设定的工作逻辑下为二次电池组补充电能，如图9a所示；所述二次电池组的实时状态至少包括实时电压或残存容量，例如某电动车的铅电池组的标称工作电压为48V，其正常工作电压区间为42.0V至53.2V，当设定铅电池组补充电的电压阀值为47V时，只要逻辑充电装置监测到电池组的实时电压下降至47V，即启动电能补充装置为二次电池组补充电。所述逻辑充电监测和直流充电控制的功能，也可以部分或全部移植至电源调制器实现，图9b所示的是一种由电源调制器监测二次电池组实时电压并控制充电逻辑、直流充电功能由逻辑充电装置完成的基础结构示意图。所述增程系统的电能补充装置，可以为材料任意的一次电池与直流充电控制装置组合而成，例如采用铝空气电池。

电能补充装置也可以为燃料箱、内燃机、发电机和整流装置组合而成，该类装置组合均为相对成熟技术，所述的燃料包括但不限于甲醇、乙醇、汽油、柴油、天燃气、气态或液态氢等；业内公知，内燃机的一个重要特点是在低速或变速时的状态燃烧不充分，但在定速尤其是高速的恒功率状态下工况一般都较理想，由于本发明电动车的增程系统功能仅是为二次电池组补充电能，内燃机可设置在恒功率工况，即使电能补充装置的电能来源是采用内燃机燃料，燃料的燃烧排放也十分低。

所述增程系统的两类电能补充装置，在电动车设计可组合并用。

本说明书所述的优选例仅为推荐，若干技术方案可部分使用，也可加入或组合并用其他成熟技术。只要根据电动装置的磁流能量特点，通过对电源调制器设计可精确控制的时序电流，即可实现本发明方案的基本技术目标。

对电动车以及电动机技术较深入了解的专业人士，都不难在本发明所述的方案基础上，举一反三地变形实施本发明内容。例如在市场现有脉冲直流电动机基础上，通过传感方式的改变以及控制器电流程序变换来部分实施本发明。本发明所述电动装置的基础结构、电源调制器的电流时序控制方法、电能补充方案及其衍生的技术变形实施，均应被列入本发明的保护范围。

实施例1、

一种电动装置及其配套的电动两轮车，电动装置的电机本体配置在后轮，其在车架4的局部结构如图10a所示，车轮周长为1000mm，电池组8选用24V12Ah磷酸铁锂电池，安装在车架的内部。电动装置的定体5设计为外带定轴的圆盘，定轴外部机械参数参照常规电动两轮车轮轴的数据设计，并用于取代常规两轮车轮轴而安装；电动装置的转体6利用一个具有转动轴、内缘周长为500mm的双环形钛铝合金圈(行业习惯统称轮毂)，可与定体同轴心套装在圆盘定体的外部；在圆盘定体靠近轮毂内缘的部位安装一个定子单元3a。

轮毂形式的转体内缘设置8个永磁体转子单元，其两极连线与转体的切线平行，S极面向如图2c所示的逆时针方向(顺车轮旋转方向)；转子单元加工成盒状小单元，长度为1.5mm，宽度和厚度在不影响安装的情况下取最大值，紧密安装在转体的内缘；定子单元3a的绕芯选择凹形铁磁体，绕组由一根直径0.60mm的铜线环绕凹形磁芯50圈而成，安装要点：将定子单元安装在靠近转体内缘5mm的圆盘定体部位，外加螺丝固定，凹形绕芯的弧形对应转体圆弧而安装，上部正对转体内缘(如图3c所示)，两端对应转体占位32度机械角。

设定电动装置配车最大时速20km/h即5.6m/s(5.6转/s)，计取车轮相应的旋转周期时间为180ms；因定子单元在车轮一个旋转周期与8个转子单元发生电磁力作用，电源调制器供电的(T₁+T₂+T₀)时序周期最小值T为180/8即22.5ms，设计过载功率450W，设定时序T₁：(T₂+T₀)为1：6；在额定电压24V时测得最大车速的电流强度为10A，该电流强度是一个根据整车重量、驾驶员额定体重结合电动装置设计并经实验校准的值。电源调制器的电源输入端1a电连接电池组8的正负极，时序驱动电流输出端1b电连接定子单元的线圈绕组，感应信号输入端1c电连接传感单元3c，行车信号输入端1d电连接驱动操控装置9a，定子单元内部绕组的通电方向，设置为N极如图2c所示的顺时针方向(逆车轮旋转方向)。传感单元3c选用一个常规磁电感应绕组，外加螺丝将其固连在靠近转体内缘的部位。

电动装置外置的驱动操控装置9a采用无级变阻的旋转式电位器，常规把手式，通过与电子控制线路的配套设计，可通过改变阻值实时控制电源调制器输出的电流强度，从而控制电动两轮车的正常车速。电动两轮车常规使用的照明灯、转弯/制动信号灯、音鸣等通断电操控的控制单元，均采用市购产品配套。

电源调制器采用脉冲数字技术实现，其核心模块包括常规CPU和一个设计功率450W的驱动模块，其细化工作逻辑如图5b所示，其中脉冲变换调理电路主要是完成将脉冲信号转换为阶梯波信号，脉冲信号发生器主要产生所需的脉冲信号，其次经微分电路输出尖峰脉冲，然后经过限幅电路将尖峰脉冲的负半周滤除，只剩下正半轴尖峰脉冲，用集成运放组成的积分电路进行积分累加，加上电压比较器和控制电路，就组成了完整的阶梯脉冲信号，对电路的各个元件进行参数调整，从而得到满足工作逻辑要求的阶梯波信号。电源调制器在T₁通电时序内，通过控制芯片(CPU)使驱动模块产生一系列幅值随时序递减的脉冲电流，脉冲频率30KHz。

电源调制器的工作逻辑为：以定子单元3a与转子单元3b周期性隔气隙3d相对、处于同一法线10(为0)的状态记为基准座标和基准时间，当人力助动或驱动操控装置9a给出驱动信号、并且传感单元3c感知转子单元3b绕轴前转至达到位置(约16度角，对应转子单元进入凹形绕芯两端范围内隔气隙相对的初始时刻，精细值以实验为准)的时刻，电源调制器启动输出T₁电流为7A、T₁与(T₂+T₀)比值为1：6的通、断电时序；当转子单元每次绕轴至基准座标时，电源调制器进行一次时间归0校准并记录本次周期时间，通过与转子单元上次绕至基准座标的周期时间比较，获知本次周期时间的实时值，并对下一步工作逻辑进行判定：如果驱动操控装置无输入指令，电源调制器休眠；如果驱动操控装置给出的指令是加速，则电源调制器在下一周期对应为位置的时刻，执行T₁与(T₂+T₀)比值为1：6的通、断电时序，实时通电的平均强度由驱动操控装置给出；如果电源调制器输出电流维持在接近10A的状态，上述设定的逻辑将使电源调制器的时序通电频率越来越高，对应车轮每周期中定子单元3a对转子单元3b的电磁力作用次数越来越多，车速越来越快；当时序通电频率高于所设定的1/22.5ms或电源调制器连续5s输出电流在10A的状态时，电源调制器无条件断电而达到自动限速的设计目标。

所述电动装置配置在后轮的两轮车，也可以把电动装置配置在单轮车上，或配置在两轮车或三轮车的前轮，以及在两轮车的前、后轮同时配置。

实施例2、

将实施例1所述的电动装置，配置在三轮车的前轮，车架4的局部结构如图10b所示；车轮和转体的周长、定子单元和转子单元的设计安装方法与实施例1类同，电池组8选用48V100Ah铅酸胶体电池，安装在车架内部的电池箱。

转体6外部增加设置有一个由若干齿轮组合而成的减速/变矩装置2，其与转体同轴心安装，如图10b三轮车的前轮所示，减速/变矩装置的减速比为10：1；减速/变矩装置的传动输入端与转体机械固连，其外部设置有若干机械孔，若干辐条的一端穿孔固定，另一端固连前轮的轮毂内缘，使电动装置实现对前轮的传动。

电动装置配车最大时速20km/h即5.6m/s(5.6转/s)，计取车轮相应的旋转周期时间为180ms；电动装置的转体6经过减速/变矩装置2对应的限速值为56转/s，相应的旋转周期时间18ms，即电源调制器对电动装置供电的(T₁+T₂+T₀)时序周期最小值T为18ms，电源调制器供电的(T₁+T₂+T₀)时序周期最小值T为18/8即2.25ms，设计过载功率1500W，设定时序T₁：(T₂+T₀)同为1：6。

电源调制器采用的脉冲数字技术方案和实施例1类同，工作逻辑调整为：当对定子单元绕组启动通电时，在4s内以7A为基准、对应车轮旋转周期在每下一个周期自动加大10％输出强度的电流时序，从第5s起始等待驱动操控装置的下一步工作指令：如果驱动操控装置9a无输入指令，电源调制器1休眠；如果驱动操控装置给出的指令是加速，则电源调制器在下一周期启动通电的时刻，执行T₁与(T₂+T₀)比值为1：6的电流时序，实时通电的平均强度由驱动操控装置给出。

前述定子单元绕组启动通电的时刻，也可改变为达到15.5度的状态位置。

本实施例所述的电动装置，可对应每个车轮安装一套，也可对应一个车轮安装两套甚至多套电动装置。

实施例3、

对实施例1所述的电动装置增设电磁力制动功能。

电磁制动装置9b为一个十级变阻器，电源调制器相应增加一个制动信号输入端1e电连接电磁制动装置9b，如图5c所示；当人工控制电磁制动装置发出制动信号时，电源调制器切断T₁对应时序的电流，启动T₂时域通电，制动通电时域设定为传感单元3c感知转子单元3b绕轴至为4度到为0位置的时间段。

电源调制器所输出的制动电流，对应电磁制动装置9b的十级阻档设置为十级强度，设定输出的电流强度为：首级5A、末级12A，十级电流平均设置。

实施例4、

将实施例3电动装置的制动逻辑进一步优化为：电源调制器启动T₂时域通电的同时，将T₀部分时域的工作逻辑同步变换为通电，该T₀部分时域的数值与(T₁+T₂)相等，T₀通电启动时刻以为0开始计时；电源调制器在该T₀部分时域所输出的电流强度与T₂时域相同。本实施例大大加强了电磁制动的制动效果。

本实施例对定子单元绕组的制动通电增加了转子单元和定子单元处于远离状态的时域，该两段制动通电时域也可以对应周期时序T而简要设定为：在(T₁+T₂+T₀)时序中，起始3/8时域断电，之后5/8时域诵电。

前述实施例3制动时域为4度到为0位置的时间段，也可以更改为为2度到为0位置的时间段。

实施例5、

对实施例4所述的电动车加装增程系统。

所述增程系统以甲醇发电机系统为电能补充装置18，发电机系统由甲醇燃料箱、甲醇内燃机、发电机和整流装置组合而成；增程系统的逻辑充电装置17主要由电池组实时电压监测模块、恒电压限定电流充电模块和工作逻辑控制模块等功能模块所组成，工作逻辑为：当监测到电池组的实时电压下降至23V时，自动启动甲醇发电机系统为磷酸铁锂电池组8b补充电能，其充电工作方式为恒定电压28.2V限制最大电流4A，当充电电流小于0.5A时自动停止充电。

实施例6、

横梁两端同轴分别安装两个轮的电动装置，每个轮各设置一套电动机械装置，两个轮的电动机械装置共用一个电源调制器；电动装置的基础参数参照实施例2设计而调整，车轮周长为1500mm，每个转体6为一个具有转动轴、周长为500mm的环形合金钢圈，内部均匀间隔地嵌合8个永磁体转子单元3b，8个转子单元的S极全部正对转体的轴，8个转子单元间隔平均设置，其局部结构如图7a所示；定子单元3a的线圈绕组调整为60圈，对应转体占位的机械角为40度，与转体内缘间距6mm；减速/变矩装置2与转体同轴一体化设计安装，减速比为9：1。

电动装置设计为配车限速20Km/h即5.6m/s(3.7转/s)，转体经过减速/变矩装置对应的限速值为33.3转/s，计取其限速旋转周期时间为30ms，设置在转体内部的定子单元3a在转体旋转周期中分别与8个转子单元3b发生电磁力作用，即限速值对应的周期时间为3.75ms；电源调制器对定子单元绕组的通电方向设置为图2b所示的绕芯N极逆转体旋转方向，对电动装置的驱动供电时序(T₁+T₂+T₀)设定为：(T₁：T₂：T₀)为0.6：1.275：1.875，即限速值对应的通电时域T₁为0.6ms，其余3.15ms的(T₂+T₀)时域均为断电状态；电源调制器选用大规模数字逻辑开关集成电路实现，设计最大过载功率1800W。

电源调制器设定的行车控制逻辑与实施例1的方法类同，通过周期校准记录的时序通电频率，可获知实时车速，当时序通电频率高于1/3.75ms(对应转体转速33.3转/s)时，电源调制器无条件断电而达到自动限速的设计目标。

本实施例中，驱动供电时域T₁亦可定义为从至为位置相应的时间段，简要设定为：在(T₁+T₂+T₀)时序中，起始1/3时域通电，之后2/3时域断电。

本实施例在横梁两端配置电动装置的技术方案，可在同轴并行的两轮车、三轮车的后轮和四轮车的前轮、后轮实施；该技术方案转弯行驶时存在差速，应特别设计限速，或通过对电源调制器内置差速程序，使转弯行驶更稳定。

实施例7、

在实施例6基础上，每套电动机械装置内的定子单元3a增设为两个，合金转体以一体化成型工艺在内部嵌合8个间隔平均设置的永磁体转子单元3b，转子单元的S极全部正对转体的轴，如图2a所示。两个定子单元的绕芯改为圆柱形，绕组匝数同为60圈，安装时圆柱形绕芯两端与转体相应的法线10垂直，如图3a所示；两个定子单元安装在转体6内部法线平面的中心、靠近转体内缘5mm的定体环形部位，技术要求与旋转方向毗邻转子单元3b的机械间距相同，两个定子单元的绕组电串联连接，在转体旋转周期中共同与其均匀分布的8个转子单元发生电磁力作用。

本实施例中，电源调制器的驱动供电时域定义为从至为位置相应的时间段，制动供电时域定义为从至为0位置相应的时间段。

本实施例中的两个定子单元3a的机械布局，也可以改为在转体内部两侧对称的定体部位安装，两个定子单元的绕组电串联连接，且电磁极方向相同。

实施例8、

在实施例1凹形绕芯上部正对转体的内缘的设计基础上，将凹形绕芯的上部逆转体旋转方向偏转5度角，永磁体转子单元3b顺转体旋转方向偏转5度角，其余与实施例1类同。本实施例因定子单元3a内部绕组通电后形成电磁场的偏转角，更符合转子单元绕轴与定子单元周期性相吸的动态模型，效果比实施例1要好。

此外还可将实施例1所述的传感单元3c改设在前轮的车架上，在前轮周期面对传感单元3c的环形区域任意部位，专门设置一块永磁体，使传感单元的感应绕组伴随车轮旋转而周期性获得感应信号，所取得的实施效果与实施例1类同。

实施例9、

一种准单轮结构电动车用的电动装置，电动装置内部结构与实施例8类同；所述准单轮结构是同轴紧凑安装两个轮毂，电动装置的电机本体部分设在两个轮毂之间；转体6外部设置两个与其同轴的减速/变矩装置2，减速比为12：1；每个减速/变矩装置的外部设置有若干传力筋务，其一端通过机械装置与减速/变矩装置2的外部固连，另一端固连两个轮毂的内缘，使电动装置实现对准单轮的机械传动。本实施例的驱动供电时域定义为从至为位置相应的时间段，制动供电时域定义为从至为0相应的时间段，驱动操控装置9a设置为遥控。

本实施例所述结构也可在一个轮以上的电动车实施，使电动行驶效果更稳定。

实施例10、

将实施例1的定子单元改变为双线环绕磁芯，其中一个绕组由一根直径0.60mm的铜线环绕凹形磁芯50圈而成，用于动力供电回路，电连接电源调制器1；另一个绕组回路由一根直径0.20mm的铜线环绕凹形磁芯15圈而成，用作替代独立设置的传感单元3c，作为转子单元3b伴随转体旋转位置的判别信号源。

实施例11、

安装在图10c所示四轮车两个前轮的电动装置，电动装置的定体与固定轴固连，电动装置的转体6通过减速/变矩装置2与车轮的轮毂内缘固连；定体5内部设置12个定子单元3a，定子单元绕芯为工字形，绕组匝数65圈，安装时，工字形绕芯两端连线与转体相应的法线10重合，并且在靠近转体内缘5mm的环形部位均匀分布；钛铝合金转体6以一体化成型工艺在内部嵌合12个间隔设置的永磁体转子单元3b，如图8b所示，其N极全部正对转体的轴7。

12个定子单元的绕组电串联连接，每4个定子单元的绕组中间引出抽头，对外形成3根线组成电外接回路(类似于传统电动机内部绕组的Δ形接法)，在转体旋转周期中与其均匀分布的12个转子单元发生电磁力作用；电源调制器的电连接方式对应设计为三线回路，其相应输出的时序脉冲电流在三线构成的各个回路中平均分配；电源调制器对定子单元绕组的通电方向设置为绕芯S极逆转体旋转方向；本实施例可以进一步利用定子单元3a绕组外接两相反馈的两两比较微分电位差，作为内部位置判别的信号源，替代独立设置的传感单元。

本实施例所述电动装置配置四轮车的电池组选用48V100Ah锌镍电池8b，电动装置的驱动、制动控制方式与前述定子单元设置于转体内部的方法类同，驱动供电时域定义为从至为位置相应的时间段，亦可简要设定为：在(T₁+T₂+T₀)时序中，起始1/12时域通电，之后11/12时域断电。制动供电时域简要设定为：在(T₁+T₂+T₀)时序中，起始5/12时域断电，之后7/12时域通电。

本实施例所述四轮车的倒车，通过电源调制器对电动装置逆车轮旋转方向而定义对定子单元绕组启动供电的时刻和电流时序，时序电流启动对应于从到为的区间而设置(此处所述的－值区间，是以为0的状态作为基准座标、并根据前述车轮旋转方向对转子单元与定子单元的内部相对位置而定义)。

本实施例所述的电动装置既可在轮毂式电动车对应至少一个轮设置，也可配合中央动力式的电动车或双源汽车上的轮毂安装，使本发明所述的电动装置成为辅助电动系统，多途径地节省电动车或双源汽车的能源。

本实施例所述四轮车还可进一步加装增程系统，电能补充装置18选用48V1000Ah铝空气一次电池系统；电能补充装置的工作方式设置为四轮车启动时同步工作，并在电动装置运行中对电池组浮充电，逻辑充电装置17设计为恒定电压54V、限定最大充电电流20A的工作方式；本实施例因两个前轮在转弯行驶时存在差速，设置限速并对电源调制器内置差速程序，使转弯行驶更稳定。

实施例12、

在实施例11的电动装置基础上，对电动四轮车设计双增程系统。

所述双增程系统的电能补充装置18分别由铝空气一次电池系统18a(包括铝空气电池及其控制系统)以及内燃发电机系统18b(包括燃料箱、内燃机、发电机和整流装置及其控制系统)组合而成；双增程系统的逻辑充电装置17的功能模块包括充电模块和控制模块，充电模块设置有两路输入端，分别电连接铝空气电池系统18a的电能输出端和电连接内燃发电机系统18b的电能输出端；逻辑充电装置17的充电模块输出端电连接二次电池组8b，其工作启动由逻辑充电装置17的控制模块通过电连接电源调制器1实现逻辑控制。

逻辑充电装置17通过电源调制器1的编程控制，实现对二次电池组8b的实时电压/残存容量的监测和充电控制功能；双增程系统为二次电池组补充电能时，优先启用内燃发电机系统18b，内燃发电机系统使用的燃料任意；当内燃发电机系统不能工作时，继续启用铝空气电池系统18a为二次电池组补充电能。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (13)

1.一种电动车的永磁电动装置，其特征在于，所述电动装置包括电源调制器(1)、驱动操控装置(9a)、定体(5)和转体(6)；所述转体为一个具有转动轴的环形机械圈，其上间隔设置至少4个永磁体转子单元(3b)，且所有转子单元(3b)环绕转体设置的磁极方向相同；所述定体为一个具有固定轴的机械圆盘，其上至少设置一个定子单元(3a)并安装在靠近转体的位置，定子单元与转子单元的周期性相对气隙(3d)不大于30mm；所述定体与所述转体同轴(7)设置；

所述电源调制器(1)包括电源输入端(1a)、时序电流输出端(1b)和驱动信号输入端(1d)，电源输入端电连接电池组(8)的正负极，时序电流输出端电连接定子单元的内部绕组，驱动信号输入端电连接驱动操控装置(9a)；所述电源调制器对定子单元(3a)内部绕组供电使定子单元所形成的电磁极方向，设置为与所述转子单元(3b)运动相向的磁极相反；电源调制器通过驱动操控装置获取用户的指令并相应输出时序电流，使所述电动装置实现驱动。

2.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述转体(6)外部加装减速/变矩装置(2)；所述减速/变矩装置包括若干齿轮组合，其传动输入端与所述转体机械固连，传动输出端与所述电动装置外部的旋转装置机械固连；所述减速/变矩装置独立设置，或与转体一体化同轴(7)设置于转体的外部。

3.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述定子单元(3a)由至少一组良导线环绕磁介质材料的磁芯而成，其若干个组合得到的绕组之间通过串联或并联连接，或通过不同绕组之间引出中间抽头组成多线外接回路。

4.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述电动装置还包括传感装置，所述传感装置包括若干能感应所述转子单元(3b)与定子单元(3a)相对位置的传感单元(3c)；所述传感单元与所述电源调制器的传感信号输入端(1c)电连接；所述电动装置至少在转体的内部或外部设置一传感单元。

5.根据权利要求4所述的电动装置，其特征在于，所述传感装置还包括定子单元(3a)的内部绕组，所述内部绕组包括环绕定子单元磁芯的绕组以及由若干定子单元绕组之间串联而成的多线外接回路。

6.根据权利要求1所述的电动装置，其特征在于，所述电动装置还包括电磁制动装置(9b)，所述电源调制器还包括制动信号输入端(1e)，其电连接电磁制动装置；所述电源调制器通过电磁制动装置获取用户的制动指令并相应输出时序电流，使所述电动装置实现制动。

7.一种电动车，其特征在于，其含有如权利要求1～6任一项所述的电动装置，所述电动车包括车架(4)、电池组(8)和至少一个车轮，所述电动车至少设置一套所述的电动装置；所述电池组包括一次性使用的一次电池(8a)或可重复多次充电使用的二次电池(8b)，或两者组合设置。

8.根据权利要求7所述的电动车，其特征在于，所述电动车配置二次电池组(8b)时加装电能补充装置(18)，所述电能补充装置包括材料任意的一次电池(8a)与控制装置组合，或为内燃发电机与系统控制装置组合，或两者组合设置；电能补充装置通过逻辑充电装置(17)电连接二次电池组；所述的逻辑充电装置独立设置，或将其部分逻辑功能或全部逻辑功能集成于电源调制器(1)内。

9.基于权利要求1～6任一电动装置的驱动方法，该方法由电源调制器通过所述转子单元(3b)和定子单元(3a)的位置关系输出时序电流控制电动装置转动；

所述时序根据转体旋转方向而定义，所述时序电流根据定子单元电磁场在转体上的有效作用区间结合转体上的转子单元个数而设置若干个通断周期T，每个通断周期包括供电时域和断电时域；所述供电时域位于相应的时间段，所述为转子单元绕轴并与轴确定的法线与定子单元和轴所确定法线所形成的动态夹角，所述为转子单元绕轴切线方向与其所受电磁力作用方向重合所确定的值；

所述断电时域内电源调制器(1)不输出电流。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通电时域内初始的电流、电压或定子单元(3a)的磁通强度由传感装置获取转体转速实时值结合驱动操控装置(9a)给出的指令而调整。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括校正步骤；所述校正步骤为将转子单元和定子单元处同轴法线相对、为0的状态作为基准座标和基准时间，当转子单元每次前转至基准座标时，电源调制器(1)进行一次时间归0校准并记录本次周期时间，通过与上次转子单元前转至基准座标的周期时间比较，从而获知转体的旋转周期时间，并控制输出电流。

12.基于权利要求1～6任一电动装置的制动方法，该方法在所述转子单元趋近定子单元、转子单元和定子单元处同轴法线相对以及转子单元和定子单元处于远离状态的至少一个时域中，输出时序电流控制电动装置制动；

所述转子单元趋近定子单元为状态的相应时间段，所述为转子单元绕轴并与轴确定的法线与定子单元和轴所确定法线所形成的动态夹角，所述为转子单元绕轴切线方向与其所受电磁力作用方向重合所确定的值。

13.基于权利要求7或8所述电动车的增程方法，该方法在电动装置运行中需要为二次电池组(8b)持续补充电能，或当二次电池组的实时电压或残存容量值低于所设定的阀值时，启用电能补充装置(18)为二次电池组补充电能。