CN106043579B - 用于电动自行车动力和能量系统的冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于电动自行车动力和能量系统的冷却方法。具有车架的电动自行车，该车架可以包括管和开口。管可以从第一端延伸到第二端并且可以限定与开口流体连通的管内部容积。电力单元可以在管的第二端附近安装到车架并且可以具有冷却空气入口和排气端口。可以穿过管内部容积和电力单元的至少一部分限定冷却路径。冷却路径可以与开口流体连通，使得空气可以流入开口，穿过管，进入电力单元的冷却空气入口并离开电力单元的排气端口。

Description

用于电动自行车动力和能量系统的冷却方法

技术领域

本发明总体上涉及的领域包括电动自行车，并且更具体地包括用于电动自行车的冷却系统。

背景技术

电动自行车可以具有各种车轮布置，并且可以包括能够用于推进的车载电动马达。

发明内容

在多个例示性变型中，电动自行车可以具有可以包括管和开口的车架。管可以从第一端延伸到第二端并且可以限定与开口流体连通的管内部容积。电力单元可以在管的第二端附近安装到车架并且可以具有冷却空气入口和排气端口。可以穿过管内部容积和电力单元的至少一部分限定冷却路径。冷却路径可以与开口流体连通，使得空气可以流入开口，穿过管，进入电力单元的冷却空气入口并离开电力单元的排气端口。

在其它例示性变型中，电动自行车可以包括车架。第一管可以设置为车架的一部分并且可以具有第一端和第二端。前管可以连接到第一端。电力单元可以在第二端附近安装到车架。可以穿过前管、第一管和电力单元限定冷却路径。冷却路径可以通过前管开放，使得空气可以流到冷却路径中并且穿过电力单元用于冷却。

在多个另外的例示性变型中，一种用于与电动自行车一起使用的产品可以包括电力单元，该电力单元可以是可操作的以驱动电动自行车。转子可以构造为在电力单元中旋转。可以在电力单元中配置电池单元以便提供动力来使转子旋转。可以在电力单元中配置至少一个转向器以便将冷却空气引导到电池单元上。可以对曲柄手动地操作，并且所述曲柄可以构造为与转子一起运转来驱动电动自行车。

1. 一种电动自行车，包括：

包括管和开口的车架，所述管从第一端延伸到第二端并且限定与所述开口流体连通的管内部容积；

电力单元，在所述管的第二端附近安装到所述车架并且具有冷却空气入口和排气端口；并且其中穿过所述管内部容积和所述电力单元的至少一部分限定冷却路径，所述冷却路径与所述开口流体连通，使得空气可以流入所述开口，穿过所述管，进入所述电力单元的所述冷却空气入口并离开所述电力单元的所述排气端口。

2. 根据方案1所述的电动自行车，其中所述车架还包括前管，该前管包括通向前管内部容积的所述开口，所述前管在所述第一端连接到所述管，使得所述前管内部容积与所述管内部容积和所述冷却路径流体连通。

3. 根据方案1所述的电动自行车，其中所述车架还包括座管和由所述座管支撑的车座；其中所述座管限定开放内部，该开放内部处于流体地通向所述电力单元的状态，使得空气通过所述座管离开所述电力单元。

4. 根据方案3所述的电动自行车，其中所述座管具有车座排气端口，该车座排气端口通向所述冷却路径，以允许空气离开所述冷却路径。

5. 根据方案4所述的电动自行车，其中所述车座排气端口引导来自冷却端口且在所述车座处的空气。

6. 根据方案5所述的电动自行车，还包括将所述车座连接到所述座管的座杆，其中空气通过所述座杆离开所述冷却路径。

7. 根据方案1所述的电动自行车，其中所述管具有第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第二部分分离，并且其中空气通过所述第一部分流入所述电力单元的所述冷却空气入口，并且通过所述电力单元的所述排气端口并通过所述第二部分离开。

8. 根据方案1所述的电动自行车，还包括连接在所述电力单元中的转子，其中所述转子具有开放中心，并且其中在所述管和所述开放中心之间配置有管道，以将空气引导到所述开放中心。

9. 根据方案1所述的电动自行车，还包括定位在所述电力单元中的风扇，所述风扇补充通过所述电力单元的空气流动。

10. 根据方案1所述的电动自行车，还包括定位在所述电力单元中的电池，其中所述冷却路径围绕所述电池指向。

11. 一种电动自行车，包括：

包括具有第一端和第二端的第一管的车架；

连接到所述第一端的前管；

在所述第二端附近安装到所述车架的电力单元，

其中穿过所述前管、所述第一管和所述电力单元限定冷却路径，所述冷却路径通过所述前管开放，使得空气可以穿过所述冷却路径流到所述电力单元用于冷却。

12. 根据方案11所述的电动自行车，还包括连接在所述车架中的座管和连接到所述座管的车座；其中所述座管具有开放内部，该开放内部通向所述电力单元，使得所述冷却路径通过所述座管离开所述电力单元。

13. 根据方案12所述的电动自行车，其中所述座管具有通向所述冷却路径的排气端口，所述排气端口指向所述车座。

14. 根据方案11所述的电动自行车，其中所述电力单元包括具有内部的外壳，并且所述内部通向所述第一管的第二端。

15. 根据方案11所述的电动自行车，其中所述第一管具有第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第二部分分离，并且其中空气通过所述第一部分流入所述电力单元，并且空气通过所述第二部分离开所述电力单元。

16. 根据方案12所述的电动自行车，还包括将所述车座连接到所述座管的座杆，其中空气通过所述座杆离开所述冷却路径。

17. 根据方案11所述的电动自行车，还包括连接在所述电力单元中的转子，其中所述转子具有开放中心，并且其中在所述第一管和所述开放中心之间配置有管道，以将空气通过所述管道引导到所述开放中心。

18. 根据方案11所述的电动自行车，还包括定位在所述电力单元中的风扇，所述风扇补充通过所述电力单元的空气流动。

19. 根据方案11所述的电动自行车，还包括定位在所述电力单元中的电池，其中所述冷却路径围绕所述电池指向。

20. 一种用于与电动自行车一起使用的产品，包括：

可操作以驱动所述电动自行车的电力单元；

构造为在所述电力单元中旋转的转子；

配置在所述电力单元中以便提供动力来使所述转子旋转的电池单元；

由所述电动自行车限定的冷却路径，所述冷却路径将冷却空气引导到所述电力单元中；

至少一个转向器，配置在所述电力单元中以便将冷却空气引导到所述电池单元上；以及

被手动操作的曲柄，所述曲柄构造为与所述转子一起运转来驱动所述电动自行车。

本发明范围内的其他例示性变型将从下文提供的详细描述变得清楚。应该理解的是，详细描述和特定示例虽然公开了本发明范围内的变型，但仅意图用于例示的目的，而不意图限制本发明的范围。

附图说明

从详细描述和附图将更加全面地理解本发明范围内的变型的选择示例，在附图中:

图1是根据多个变型的电动自行车的示意性图示。

图2是根据多个变型的电动自行车的示意性图示。

图3是根据多个变型的电动自行车的动力单元区域的示意性图示。

图4是根据多个变型的电动自行车的动力单元区域的示意性图示。

图5是根据多个变型的电动自行车的动力单元区域的示意性图示。

具体实施方式

以下变型的描述实质上仅是例示性的，而绝不意图限制本发明的范围、其应用或使用。

图1示出了可以包括电动自行车10的多个变型。电动自行车10可以呈现用于提供对电气化部件的强制和自然对流冷却的结构和方法。该结构和方法可以通过引导冷却空气通过车架12来向电气部件提供冷却空气。各种特征可以提供保护以防止在冷却空气中携带水和杂质。

更具体地，电动自行车可以是两轮车、三轮车或者四轮电动自行车，其具有构成且布置为允许骑行者向其提供推进输入的曲柄组件14。电动自行车10也可以包括马达-发电机单元16形式的电力单元，其可以被用于向前推进电动自行车10并且可选地从马达制动发电。在多个变型中的任意变型中，马达-发电机单元16可以由多个类型的电池组件中的任意电池组件供电，例如如图3所示。马达-发电机单元16可以附接到自行车车架12。

在一个变型中，自行车车架12可以包括上管20，该上管20可以具有连接到座管22的端部24。在向前的相对端部27处，上管20可以连接到前管28。车座25可以与座杆26接合，座杆26可以与座管22连接。车把30可以可旋转地附接到前管28，并且车把30可以借助于轮叉34操作性地连接到前轮32。如果期望，则可以在车把30上设置制动杆36。下管38可以从前管28大体沿向下且向后方向延伸。座管22和下管38的下部近端可以连接到车架12的支撑曲柄组件14和马达-发电机单元16的区域。车架12还可以包括后下叉40和后上叉42，其可以支撑后轮44。

马达-发电机单元16可能在运转时产生热。为了将冷却空气导入马达-发电机单元16内，可以在前管28中设置空气进气口46。空气进气口46可以包括格栅48以便提供保护而防止水和杂质进入。空气进气口46可以提供至中空前管28的内部容积的开口，该前管28进而可以通向中空下管38的内部容积。下管38可以将冷却空气流导入马达-发电机单元16。在循环穿过马达-发电机单元16之后，冷却空气可以通过中空座管22离开。通过座管22的流动可以继续通过中空座杆26。被加热的冷却空气可以指向车座25的下侧，如箭头29所示，或者转向器50可以能够重新定位成将排气52远离车座25向后引导。转向器50可以在将流动指向车座25或者直接离开车座排气端口52的位置之间运动。冷却空气流路径51可以包括入口46、前管28、下管38、马达-发电机单元16、座管22、座杆26和车座排气端口52。通过冷却空气流路径51，干净的冷却空气可以循环通过马达-发电机单元16。

可以参考图2描述多个附加变型，其示出了电动自行车55。电动自行车55可以包括单管车架56，其中中空管58在前管60和后轮62之间伸展。后轮62和车架56可以包括无毂连接件、单腿叉式连接件或者常规叉式连接件。车把64可以可旋转地附接到前管60，并且车把64可以借助于轮叉70操作性地连接到前轮68。轮叉70可以借助于无毂连接件、单腿叉式连接件或者常规叉式连接件与前轮68连接。座管72可以在管58处连接到车架56。车座74可以通过座杆76连接到座管72。电动自行车55可以具有构成且布置为允许骑行者向其提供推进输入的曲柄组件75。

电动自行车55还可以包括马达-发电机单元78形式的电力单元，其可以被用于向前推进电动自行车55并且可选地从马达制动发电。在多个变型中的任意变型中，马达-发电机单元78可以由多种类型的电池组件中的任意电池组件供电，例如如图3所示。马达-发电机单元78可以通过外壳80附接到自行车车架56。

在多个变型中，可以向马达-发电机单元78提供冷却空气。可以在前管60中设置空气入口79，并且前管60的内部可以通向中空管58的内部。中空管58的内部可以被分隔壁88划分成两个部分84和86。分隔壁88可以连同座管72和中空管58之间的连接一起形成。为了将部分84与部分86分离，座管可以延伸到中空管58内或穿过中空管58。中空管58可以形成为具有弧形部90，使得在弧形部的顶点处的下表面92高于入口79。在水或杂质通过入口79进入的情况下，不希望的材料会沉淀到中空管的底部并朝向入口79流回且通过入口79流出。

可以设置管道94以将部分84的内部与马达-发电机单元78的中心连接，以便引导冷却空气。冷却空气可以在马达-发电机单元78内循环，并且可以被引导通过外壳80离开进入到部分86内。可以从部分86设置有排气出口96以便排出被加热的冷却空气。冷却空气流路径87可以包括入口79、前管60、中空管58的部分84、管道94、外壳80、中空管58的部分86和排气出口96。通过冷却空气流路径87，干净的冷却空气可以循环通过马达-发电机单元78。

可以参考图3描述多个变型的进一步细节，其示出了电动自行车（例如电动自行车10）的电力单元区域。动力单元100可以大体包括具有转子102和定子104的电动马达。转子102可以操作性地与链环连接，并且可以随着曲柄106一起绕中心线107旋转，并且可以被用于推进相关联的自行车。可以在动力单元100内定位电池单元108，用于给电动马达提供动力。此外，电动马达可以构造为作为发电机运转，以便向电池单元108供电用于存储。

可以通过中空管将冷却空气供应给动力单元100，该中空管可以是下管110。下管110也可以容纳电子单元112，电子单元112可以被用于控制动力单元100的运转。下管110可以通过冷却空气入口通向外壳114内，在该外壳114内，一系列转向器116、118、120、122可以限定在电池单元108上方和周围指向的冷却通道124。可以通过一系列风扇叶片来辅助冷却空气在外壳114内的循环，所述一系列风扇叶片包括可以连接到转子102的叶片126和128。可以在外壳114中定位传动装置130，并且传动装置130可以操作性地构造成具有转子102来提供来自动力单元100的驱动转矩。可以在外壳114和座管134之间设置排气端口连接件132，以便允许空气离开动力单元100来吸热。

可以参考图4描述多个变型的附加细节，其示出了电动自行车（例如电动自行车55）的电力单元区域。动力单元140可以大体包括具有转子142和定子144的电动马达。如关于图2描述的那样，管道94可以将中空管部分84通过冷却空气入口连接到转子142的中心。转子142可以包括一系列风扇叶片以便辅助冷却空气在外壳80内循环，所述一系列风扇叶片包括叶片146和148。传动单元150可以构造为具有转子142，以便操作性地将来自动力单元140的驱动扭矩提供给相关联的电动自行车。第二管道152可以提供排气端口，以便将空气引导到外壳外并进入中空管部分86内（如图2所示）以便排气。

可以参考图5描述多个附加变型，其示出了电动自行车（例如电动自行车55）的电力单元区域。动力单元140可以大体包括具有转子142和定子144的电动马达。可以在中空管58内定位转向器160，从而将其分成部分164和165，并且将流动引导到管道94内。管道94可以将中空管部分164连接到转子142的中心。转子142可以包括一系列风扇叶片162以便辅助冷却空气在外壳80内循环。外壳80的内部可以通过中空管58中的开口167通向部分165。在部分165内，空气可以流过座管72，并且可以向后离开座管72并通过通路170离开以便排气。中空管58可以还包括连接到管壁169的内部底部的局部隔板168，以便提供额外的碎屑捕集。

通过所描述的例示性变型，可以通过提供强制和自由对流来改进离开自行车的动力单元的热传递。冷却空气可以被引导通过自行车的车架以便辅助提供流动并清洁进气空气。以下变型的描述仅是认为在本发明的范围内的部件、元件、产品和方法的例示，而绝不意图由具体公开或没有明确阐述的内容限制这样的范围。可以将本文描述的部件、元件、动作、产品和方法以与本文明确描述的方式不同的方式结合和重新设置，并且仍被认为落在本发明的范围内。

变型1可以涉及具有车架的电动自行车，该车架可以包括管和开口。管可以从第一端延伸到第二端并且可以限定与开口流体连通的管内部容积。电力单元可以在管的第二端附近安装到车架并且可以具有冷却空气入口和排气端口。可以穿过管内部容积和电力单元的至少一部分限定冷却路径。冷却路径可以与开口流体连通，使得空气可以流入开口，穿过管，进入电力单元的冷却空气入口并离开电力单元的排气端口。

变型2可以包括根据变型1的电动自行车，其中车架可以包括前管，该前管包括开口。开口可以通向前管内部容积。前管可以在第一端连接到管，使得前管内部容积与管内部容积和冷却路径流体连通。

变型3可以包括根据变型1或2的电动自行车，其中车架可以包括座管和由座管支撑的车座。座管可以限定开放内部。开放内部可以处于流体地通向电力单元的状态，使得空气可以通过座管离开电力单元。

变型4可以包括根据变型3的电动自行车，其中座管可以具有车座排气端口，该车座排气端口通向冷却路径，以允许空气离开冷却路径。

变型5可以包括根据变型4的电动自行车，其中车座排气端口可以引导来自冷却端口且在车座处的空气。

变型6可以包括根据变型5的电动自行车，并且可以包括将车座连接到座管的座杆，其中空气可以通过座杆离开冷却路径。

变型7可以包括根据变型1-6中的任意一项的电动自行车，其中管可以具有第一部分和第二部分。第一部分可以与第二部分分离。空气可以通过第一部分流入电力单元的冷却空气入口，并且可以通过电力单元的排气端口并通过第二部分离开。

变型8可以包括根据变型1-7中的任意一项的电动自行车，并且可以包括连接在电力单元中的转子。转子可以具有开放中心。可以在管和开放中心之间配置有管道，以将空气引导到开放中心。

变型9可以包括根据变型1-8中的任意一项的电动自行车，并且可以包括定位在电力单元中的风扇。风扇可以补充通过电力单元的空气流动。

变型10可以包括根据变型1-9中的任意一项的电动自行车，并且可以包括定位在电力单元中的电池。冷却路径可以围绕电池指向。

变型11可以涉及可以包括车架的电动自行车。第一管可以设置为车架的一部分并且可以具有第一端和第二端。前管可以连接到第一端。电力单元可以在第二端附近安装到车架。可以穿过前管、第一管和电力单元限定冷却路径。冷却路径可以通过前管开放，使得空气可以流到冷却路径中并且穿过电力单元用于冷却。

变型12可以包括根据变型11的电动自行车，并且可以包括连接在车架中的座管。车座可以连接到座管。座管可以具有开放内部，该开放内部通向电力单元，使得冷却路径可以通过座管离开电力单元。

变型13可以包括根据变型12的电动自行车，其中座管可以具有通向冷却路径的排气端口。排气端口可以指向车座。

变型14可以包括根据变型11的电动自行车，其中电力单元包括具有内部的外壳，并且内部可以通向第一管的第二端。

变型15可以包括根据变型11-14中的任意一项的电动自行车，其中第一管可以具有第一部分和第二部分。第一部分可以与第二部分分离。空气可以通过第一部分流入电力单元，并且空气可以通过第二部分离开电力单元。

变型16可以包括根据变型12-15中的任意一项的电动自行车，并且可以包括将车座连接到座管的座杆。空气可以通过座杆离开冷却路径。

变型17可以包括根据变型11-16中的任意一项的电动自行车，并且可以包括连接在电力单元中的转子。转子可以具有开放中心。可以在第一管和开放中心之间配置有管道，以将空气通过管道引导到开放中心。

变型18可以包括根据变型11-17中的任意一项的电动自行车，并且可以包括定位在电力单元中的风扇。风扇可以补充通过电力单元的空气流动。

变型19可以包括根据变型11-18中的任意一项的电动自行车，并且可以包括定位在电力单元中的电池。冷却路径可以围绕电池指向。

变型20可以涉及用于与电动自行车一起使用的产品。电力单元可以是可操作的以驱动电动自行车。转子可以构造为在电力单元中旋转。可以在电力单元中配置电池单元以便提供动力来使转子旋转。可以由电动自行车限定冷却路径，其中所述冷却路径可以将冷却空气引导到电力单元中。可以在电力单元中配置至少一个转向器以便将冷却空气引导到电池单元上。可以对曲柄手动地操作，并且所述曲柄可以构造为与转子一起运转来驱动电动自行车。

本发明范围内的选择变型的上述描述实质上仅是例示性的，并且因此其变型或变体不被看作脱离了本发明的精神和范围。

Claims (17)

1.一种电动自行车，包括：

包括管和开口的车架，所述管从第一端延伸到第二端并且限定与所述开口流体连通的管内部容积；

电力单元，在所述管的第二端附近安装到所述车架并且具有冷却空气入口和排气端口；并且其中穿过所述管内部容积和所述电力单元的至少一部分限定冷却路径，所述冷却路径与所述开口流体连通，使得空气可以流入所述开口，穿过所述管，进入所述电力单元的所述冷却空气入口并离开所述电力单元的所述排气端口；

连接在所述电力单元中的转子，其中所述转子具有开放中心，并且其中在所述管和所述开放中心之间配置有管道，以将空气引导到所述开放中心；以及

其中所述车架还包括前管，该前管包括通向前管内部容积的所述开口，所述前管在所述第一端连接到所述管，使得所述前管内部容积与所述管内部容积和所述冷却路径流体连通。

2.根据权利要求1所述的电动自行车，其中所述车架还包括座管和由所述座管支撑的车座；其中所述座管限定开放内部，该开放内部处于流体地通向所述电力单元的状态，使得空气通过所述座管离开所述电力单元。

3.根据权利要求2所述的电动自行车，其中所述座管具有车座排气端口，该车座排气端口通向所述冷却路径，以允许空气离开所述冷却路径。

4.根据权利要求3所述的电动自行车，其中所述车座排气端口引导来自冷却端口且在所述车座处的空气。

5.根据权利要求4所述的电动自行车，还包括将所述车座连接到所述座管的座杆，其中空气通过所述座杆离开所述冷却路径。

6.根据权利要求1所述的电动自行车，其中所述管具有第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第二部分分离，并且其中空气通过所述第一部分流入所述电力单元的所述冷却空气入口，并且通过所述电力单元的所述排气端口并通过所述第二部分离开。

7.根据权利要求1所述的电动自行车，还包括定位在所述电力单元中的风扇，所述风扇补充通过所述电力单元的空气流动。

8.根据权利要求1所述的电动自行车，还包括定位在所述电力单元中的电池，其中所述冷却路径围绕所述电池指向。

9.一种电动自行车，包括：

包括具有第一端和第二端的第一管的车架；

连接到所述第一端的前管；

在所述第二端附近安装到所述车架的电力单元，

其中穿过所述前管、所述第一管和所述电力单元限定冷却路径，所述冷却路径通过所述前管开放，使得空气可以穿过所述冷却路径流到所述电力单元用于冷却；以及

连接在所述电力单元中的转子，其中所述转子具有开放中心，并且其中在所述第一管和所述开放中心之间配置有管道，以将空气通过所述管道引导到所述开放中心。

10.根据权利要求9所述的电动自行车，还包括连接在所述车架中的座管和连接到所述座管的车座；其中所述座管具有开放内部，该开放内部通向所述电力单元，使得所述冷却路径通过所述座管离开所述电力单元。

11.根据权利要求10所述的电动自行车，其中所述座管具有通向所述冷却路径的排气端口，所述排气端口指向所述车座。

12.根据权利要求9所述的电动自行车，其中所述电力单元包括具有内部的外壳，并且所述内部通向所述第一管的第二端。

13.根据权利要求9所述的电动自行车，其中所述第一管具有第一部分和第二部分，所述第一部分与所述第二部分分离，并且其中空气通过所述第一部分流入所述电力单元，并且空气通过所述第二部分离开所述电力单元。

14.根据权利要求10所述的电动自行车，还包括将所述车座连接到所述座管的座杆，其中空气通过所述座杆离开所述冷却路径。

15.根据权利要求9所述的电动自行车，还包括定位在所述电力单元中的风扇，所述风扇补充通过所述电力单元的空气流动。

16.根据权利要求9所述的电动自行车，还包括定位在所述电力单元中的电池，其中所述冷却路径围绕所述电池指向。

17.一种用于与电动自行车一起使用的产品，包括：

可操作以驱动所述电动自行车的电力单元；

构造为在所述电力单元中旋转的转子；

配置在所述电力单元中以便提供动力来使所述转子旋转的电池单元；

由所述电动自行车限定的冷却路径，所述冷却路径将冷却空气引导到所述电力单元中；

至少一个转向器，配置在所述电力单元中以便将冷却空气引导到所述电池单元上；

被手动操作的曲柄，所述曲柄构造为与所述转子一起运转来驱动所述电动自行车；

连接在所述电力单元中的转子，其中所述转子具有开放中心，并且其中在所述电动自行车的车架的管和所述开放中心之间配置有管道，以将空气通过所述管道引导到所述开放中心。