CN106167070A - 具有双行星齿轮组和环形齿轮踏板反作用扭矩测量的电动自行车动力系统 - Google Patents

具有双行星齿轮组和环形齿轮踏板反作用扭矩测量的电动自行车动力系统 Download PDF

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Abstract

多种变型可包括具有第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的电动自行车动力系统，其中所述第二行星齿轮组被构造并布置成选择性地使踏板踏频超速传动，并且所述第一行星齿轮组被构造并布置成选择性地为马达提供额外的齿轮速比。

Description

具有双行星齿轮组和环形齿轮踏板反作用扭矩测量的电动自行车动力系 统
技术领域
本发明大体上涉及包括具有基于踏板力推进系统的电动自行车领域。
发明内容
多种变型可包括具有第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的电动自行车动力系统，其中所述第二行星齿轮组被构造并布置成选择性地使踏板踏频超速传动，并且其中所述第一行星齿轮组被构造并布置成选择性地为马达提供额外的齿轮速比。
多种变型还包括电动自行车，所述电动自行车包括：曲轴；可操作地连接至曲轴的第一踏板组件和第二踏板组件；可操作地连接至曲轴的链环；可操作地连接至链环的链条；可操作地连接至链条和后轮毂的后链轮；包括定子和转子的可操作地连接至曲轴的马达；邻近马达并可操作地连接至马达的电池组；可操作地连接至马达的第一行星齿轮组，其中所述第一行星齿轮组被构造并设置成选择性地为马达提供额外的齿轮速比；以及可操作地连接至第一踏板组件和第二踏板组件的第二行星齿轮组，并且其中所述第二行星齿轮组被构造并布置成选择性地使踏板踏频超速传动。
多种变型可包括电动自行车动力系统，所述电动自行车动力系统包括马达和至少一个齿轮组，其中至少一个齿轮组被构造并布置成位于马达内，以使马达有效地冷却。
通过下文提供的详细描述将易于理解本发明范围内的其他示例性变型。应该理解，虽然公开了本发明范围内的变型，但详细说明和具体实施例仅旨在用于说明而并非旨在限定本发明的范围。
附图说明
通过详细说明和附图可更加透彻地理解本发明范围内所选变型的实施例，其中：
图1示出了根据多种变型的电动自行车。
图2示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的透视图。
图3示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的示意图。
图4示出了根据多种变型移除了多个部分的电动自行车动力系统的透视图。
图5示出了根据多种变型移除了多个部分的电动自行车动力系统的透视图。
图6示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的后视图。
图7示出了根据多种变型的机械机构。
图8示出了根据多种变型的机械机构。
图9示出了根据多种变型的机械机构。
图10示出了根据多种变型的机械机构。
图11示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的示意图。
图12示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的示意图。
图13示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的示意图。
图14示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的杠杆示意图。
图15示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的示意图。
图16示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的杠杆示意图。
图17示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的示意图。
图18示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的杠杆示意图。
图19示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的示意图。
图20示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的杠杆示意图。
图21示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的示意图。
图22示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的杠杆示意图。
图23示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的示意图。
图24示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的杠杆示意图。
图25示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的示意图。
图26示出了根据多种变型的电动自行车动力系统的杠杆示意图。
具体实施方式
以下变型说明本质上仅是示例性的，并不旨在限制本发明的范围、应用或用途。
图1示出了多个变型，其可以包括电动自行车40。在任意变型中，电动自行车40可以包括车架42，车架42可以包括连接至座管46的上管44。转向管45可以从上管44延伸。转向管45可以可操作地连接至前叉56，前叉56可以附接至前轮54。车把48可以附接至转向管45并且可以通过前叉56用于控制前轮54的方向。控制杆50可设置在车把48上并且可以被构造并布置成与一个或多个电子控制装置58、一个或多个机械机构E1、E2、E3、E4和/或马达60进行通信，这将在下文进行讨论。所述一个或多个电子控制装置58可以包括电子处理部件，以接收输入信号并发出信号以控制电动自行车40的各部件，其可以包括发送输出信号来控制马达60的操作。在多种变型中，一个或多个电子控制装置58可以包括存储器、处理器和软件和/或硬件来处理输入信号并产生输出信号，并且可以包括公式、查找表或用于比较和处理数据的其他装置。如果需要，制动杆52也可设置在车把48上。
电动自行车40还可以包括曲柄组件62，曲柄组件62可以包括曲轴64，曲轴64具有与其相连的第一踏板组件66和第二踏板组件70。第一踏板组件66可以包括第一脚踏板68，并且第二踏板组件70可以包括第二脚踏板72。链环或链轮CR可以可操作地连接至曲轴64，用于驱动链76，链76可操作地连接至后链轮78，后链轮78可以可操作地连接至后轮82的后轮毂80。
电动自行车40可以被构造并布置成允许骑乘者在完整的顺时针或逆时针旋转中使第一踏板组件66和第二踏板组件70转动，用于为电动自行车40提供动力或者可以允许骑乘者使用基于踏板力的推进系统，其中第一踏板组件66和第二踏板组件70可固定在大致水平的位置，使得骑乘者可通过将力沿顺时针或逆时针方向施加到附接至第一踏板组件66的第一脚踏板68或附接至第二脚踏板组件70的第二脚踏板72，提供直观的输入命令。输入命令对于骑乘者来说是直观的，并且可类似于骑乘非电动自行车，其中骑乘者通过将力施加到前进位置的脚踏板来向自行车曲柄施加顺时针力以使自行车向前移动，并且骑乘者通过将力施加到向后位置的脚踏板来向自行车曲柄施加逆时针力以使自行车减速。
本文中对顺时针或逆时针方向的引用为相对于自行车的右手边，其操作者面向电动自行车40移动的前进方向。
电动自行车40可以是具有曲柄组件62的自行车、三轮车或四轮电动自行车，曲柄组件62被构造并布置成使得骑乘者通过使用第一踏板组件66和第二踏板组件70向其提供输入。
参照图2至图6，在多种变型中，电动自行车40可以包括马达/发电机60，马达/发电机60可用于推进电动自行车40前进并由马达/发电机制动产生电力。马达/发电机60可以被附接至电动自行车40车架42，邻近踏板组件66、70、链环CR(或带环)和/或曲轴64。马达/发电机60可以包括任意类型的马达/发电机，包括但不限于在转轮环形电机中的无刷电机。马达60可以包括定子M1和转子M2。转子M2可以在可接地的定子M1内旋转。马达60可以由多个电池84供电。在一种变型中，多个电池84可以被布置成环形阵列，邻近马达60。这可以允许马达60和电池84彼此分离，这可以减少或消除马达60和电池84的传热问题。在多种变型中，一个或多个电子控制装置58可被定位在沿着一个或多个电池组件84和/或在一个或多个电池组件84内，图4中示出了其中的某种变型，并可以用于控制电动自行车40的操作。在多种变型中，一个或多个齿轮组可以位于马达60内，并且可以允许马达60有效地冷却。在一种变型中，第一行星齿轮组PG1和第二行星齿轮组PG2可以位于马达60内。在多种变型中，第一行星齿轮组PG1可以可操作地连接至马达60，并且可以用于向发动机60提供额外的齿轮速比，并且第二行星齿轮组PG2可以可操作地连接至第一踏板组件66和第二踏板组件70并可用于使传动踏板踏频超速传动。电动自行车动力系统86的这种布置可以减少动力系统86所需的包装空间，图6中示出了其中的某种变型。
参见图11，在多种变型中，第一行星齿轮组PG1可包括第一恒星齿轮S1，该第一恒星齿轮可操作地附接至一个或多个第一行星齿轮88，以使得当第一恒星齿轮S1转动时，第一恒星齿轮S1致使一个或多个第一行星齿轮88在可接地的第一环形齿轮A1内转动。在多种变型中，一个或多个第一行星齿轮88可操作地连接至第一齿轮架C1，并且可在一个或多个第一行星齿轮88可转动时致使该第一齿轮架C1转动。第一齿轮架C1可操作地连接至链环CR，该链环可驱动后轮82的后链轮78。在多种变型中，第一恒星齿轮S1可操作地附接至马达60的转子M2，并且可由转子M2驱动。这可允许来自马达60的高速输入。
在多种变型中，第一机械机构E1可操作地附接至第一踏板组件66和第二踏板组件70。第一机械机构E1可被构造并布置成，使得当第一机械机构E1关闭时，通过第一踏板组件66和第二踏板组件70的转动产生向后轮毂80的扭矩，并且当第一机械机构E1启动时，向后轮毂80的扭矩仅仅来自马达60。在该布置中，如下所述，第三机械机构E3关闭。
在多种变型中，第二行星齿轮组PG2可包括第二恒星齿轮S2，该第一恒星齿轮可操作地附接至一个或多个第二行星齿轮106，以使得当第二恒星齿轮S2转动时，第二恒星齿轮S2致使一个或多个第二行星齿轮106在可接地的第二环形齿轮A2内转动。在多种变型中，一个或多个第二行星齿轮106可操作地连接至第二齿轮架C2，并且可在一个或多个第二行星齿轮106可转动时致使该第二齿轮架C2转动。在多种变型中，第二齿轮架C2可操作地附接至曲轴64，该曲轴可操作地连接至第一踏板组件66和第二踏板组件70。在多种变型中，第二环形齿轮A2可操作地连接至第二机械机构E2，该第二机械机构可以是适合于提供以下至少一种的任何类型：(1)允许第一踏板组件66和第二踏板组件70沿顺时针和逆时针两个方向自由转动；(2)锁定第一踏板组件66和第二踏板组件70并且防止沿顺时针和逆时针两个方向转动；(3)锁定第一踏板组件66和第二踏板组件70以防止沿顺时针方向运动并且允许沿逆时针方向转动；或者(4)锁定第一踏板组件66和第二踏板组件70以防止沿逆时针方向转动但允许沿顺时针方向转动。
参见图7至图10，在多种变型中，第二机械机构E2可包括基板90，该基板具有可枢转地与其相连的多个凸部92、94(第一凸部92和第二凸部94，或者第一组凸部92和第二组凸部94)。每个凸部92、94可设有弹簧96。弹簧96可连接至凸部92、94并且连接至基板90以沿一个方向偏置凸部92、94。可提供具有轴或活塞98的螺旋管或伺服装置，该轴或活塞可相对于其中一个凸部92、94选择性地移出叠加位置，以使得弹簧96向上偏置凸部92、94且凸部92、94接合罩盖100的肩部102。罩盖100可置于基板90上方。罩盖100可操作地连接至曲轴64。罩盖100可具有形成在其中的由罩盖100中特征件所限定的多个凹部104，以使得多个凹部104的每个均由肩部102部分地限定，抵靠肩部102的凸部92、94可锁定并防止罩盖100沿一个方向和/或另一方向转动。罩盖100可操作地系连至曲轴64，以允许或防止同样的转动。在多种变型中，第二机械机构E2可以是螺旋管或伺服控制的，致使凸部92、94相对于形成在罩盖100中的凹部104的肩部移入或移出锁定位置。
图7示出了第二机械机构E2的示意图，该第二机械机构具有相对于基板90处于缩回位置的凸部92、94，以使得系连至曲轴64的罩盖100沿顺时针和逆时针两个方向自由地转动。
图8示出了第二机械机构E2的示意图，其中，第一凸部92(或第一组凸部92)和第二凸部94(或第二组凸部94)处于提升位置，以使得它们接合形成在罩盖100中的肩部102，该罩盖100系连至曲轴64，由此防止罩盖100和曲轴64沿顺时针和逆时针两个方向运动。
图9示出了第二机械机构E2的示意图，其中，第二凸部94(或第二组凸部94)相对于基板90处于提升位置，并且使得第二凸部94接合形成在罩盖100中的肩部102，以防止罩盖100和曲轴64的顺时针运动。然而，第一凸部92(或第一组凸部92)相对于基板90处于缩回位置并且不接合肩部102，由此允许罩盖100和其系连的曲轴64的逆时针运动。
图10示出了第二机械机构E2的示意图，其中，第一凸部92(或第一组凸部92)相对于基板90处于提升位置，并且使得第一凸部92接合形成在罩盖100中的肩部102，以防止罩盖100和其系连的曲轴64的逆时针运动。然而，第二凸部94(或第二组凸部94)相对于基板90处于缩回位置并且并不接合肩部102，由此允许罩盖100和其系连的曲轴64的顺时针运动。
再次参见图11，在多种变型中，第三机械机构E3可操作地连接至链环CR并且可被构造并布置成，使得当第三机械机构E3关闭时，来自曲轴64的扭矩传递至链环CR以驱动后轮毂80，并且当第三机械机构E3启动时，链环CR从曲轴64脱开以使得链环CR不再旋转来允许后轮毂80自由地旋转。第四机械机构E4可操作地附接至后轮毂80并且可被构造并布置成使得来自链环CR的扭矩输入连接至后轮毂80或者从其脱开。当第四机械机构E4关闭时，后轮毂80可操作地连接至后链轮78，以使得来自链环CR的扭矩驱动后轮毂80，并且当第四机械机构E4启动时，后轮毂80从后链轮78脱开以允许后轮毂80和后轮82自由地滑行。
电动自行车动力系统86也可包括弹簧SP，该弹簧可操作地连接至第二行星齿轮传动件PG2，其可吸收静态滥用并且可为骑乘者提供相称的感觉。
在多种变型中，用于测量扭矩SG2的装置，包括但不限于应变仪，也可操作地连接至第二行星齿轮组PG2并且可用于测量来自踏板输入的反作用扭矩。用于测量扭矩的装置SG1可放置在第二环形齿轮A2上并且可测量第二环形齿轮A2的反作用扭矩，其可与骑乘者输入扭矩成比例。用于测量扭矩SG1的装置可用于控制至少一个马达60或者马达60中的再生制动系统的操作。可操作地连接于第二环形齿轮A2的用于测量扭矩的装置SG1的定位可减小封装空间。
电动自行车40可被构造并布置成选择性地提供以下功能或模式中的至少一种：(A)踏板辅助，其中，探测扭矩(并且可选地，曲柄速度、位置和方向)并且响应所探测的扭矩(并且可选地曲轴64的速度和方向)由马达60提供对转动曲轴64的辅助；(B)旋转马达60与道路同步的滑行模式，其中，曲轴64与马达脱开，并且骑乘者并不转动电动自行车40的踏板组件66、70，而轮子54、82和马达60旋转；(C)旋转马达未与道路同步的滑行模式，其中，曲轴64并不联接至马达60，且马达60并不联接至链环CR；(D1)具有再生制动模式的电子滑行器，其中，第一踏板组件66和第二踏板组件70被锁定不再转动，并且曲轴64与马达60脱开，骑乘者可向第一脚踏板68或第二脚踏板72施加后向力，以使得用于测量扭矩的装置SG1测量反作用扭矩并致使再生制动指令发送至马达60以产生可反馈给电池组84的能量，增大电池组84的效率和范围；(D2)再生制动模式，其中，马达60使得电动自行车40减速，同时可将再生制动指令发送给马达60以产生可反馈给电池组84的能量，其提高电池组84的效率并增大电池组84的范围；(E)踏板力转把模式，其中，当第二机械机构E2被锁定时，测量曲轴64的顺时针扭矩/力，并且其中由骑乘者施加在前进踏板上的力被探测并用作向马达60的转把输入；(F)无需反向传动锁定的踏板模式，其中，骑乘者可沿顺时针方向转动曲轴64，以使得电动自行车40向前移动，在向后移动时，骑乘者可以以自由旋转模式沿逆时针方向转动曲轴64，而无需反向传动锁定或者锁定后轮82；或者(G)安全锁定模式，其中，第一踏板组件66和第二踏板组件70不可顺时针或逆时针转动，但电动自行车40可滚动。
图12示出了图11中所示的电动自行车的总体布置的示意图，其中，根据多种变型，第一机械机构E1、第二机械机构E2、第三机械机构E3和第四机械机构E4每个为可选择的单向离合器。
以下图表1示出了电动自行车40的六种不同状态(状态1-7)以实现上述的一种或多种功能或模式A-G。图表确定了根据多种变型的用于E1-E4的操作状况。
表1
图13和图14示出了被构造并布置成实现表1中所确定的状态1的电动自行车动力系统86的示意图和杠杆图。状态1可以使电动自行车40在以下模式中起作用或运转：(B)旋转马达与道路同步的滑行模式；(D1)电子滑行/再生模式；(D2)再生模式；和(E)踏板力转把模式。在状态1中，至马达60的电力接通。第一机械机构E1可以是单向离合器E1，其可以是关闭的以使由马达60供应至后轮毂80的扭矩。在状态1中，第二机械机构E2可布置成使得第一踏板组件66和第二踏板组件70被锁定，以使防止它们沿顺时针/向前方向和逆时针/向后方向两个方向旋转。骑乘者可以滑行，可向前踏板68、72施加向前的力以控制电动自行车40的速度，或者向向后踏板68、72施加逆时针/向后的力以将指令发送至马达60来再生制动。
图15至图16示出了被构造并布置成实现表1中所确定的状态2的电动自行车动力系统86的示意图和杠杆图。状态2可以使电动自行车40在以下模式中运转：(A)踏板辅助；(B)旋转马达与道路同步的滑行；(D1)电子滑行/再生；和(D2)再生。在状态2中，至马达60的电力可接通。第一机械机构E1可以是单向离合器，其可以是打开的以使由马达60供应至后轮毂80的扭矩。第二机械机构E2可以是单向离合器并布置成使得骑乘者可沿顺时针/向前方向转动第一踏板组件66和/或第二踏板组件70，但被防止沿逆时针或向后方向转动。这可使得骑乘者滑行，以通过沿顺时针/向前方向转动第一踏板组件66和第二踏板组件70为马达60提供额外的齿轮速比，或通过向第一踏板组件66和第二踏板组件70施加向后的力来启动再生制动。
图17和图18示出了被构造并布置成实现表1中所确定的状态3的电动自行车动力系统86的示意图和杠杆图。状态3可以使电动自行车40在以下模式中运转：(A)踏板辅助；(B)旋转马达与道路同步的滑行模式的滑行；(D2)再生；以及(F)无需反向传动锁定的踏板模式。在状态3中，至马达60的电力接通。第一机械机构E1可以是单向离合器E1，其可以是关闭的以使由马达60供应至后轮毂80的扭矩。在状态3中，第二机械机构E2可布置成使得第一踏板组件66和第二踏板组件70可沿顺时针/向前方向和逆时针/向后方向两个方向旋转。这可允许骑乘者滑行并使得沿逆时针/向后方向转动第一踏板组件66和第二踏板组件70，而无需反向传动锁定。
图19和图20示出了被构造并布置成实现表1中所确定的状态4的电动自行车动力系统86的示意图和杠杆图。状态4可以使电动自行车40在以下模式中运转：(A)踏板辅助；(C)旋转马达未与道路同步的滑行(例如，马达不与道路同步)；以及(F)无需反向传动锁定的踏板模式。在状态4中，至马达60的电力接通。第一机械机构E1可以是单向离合器E1，其可以是关闭的以使由马达60供应至后轮毂80的扭矩。在状态4中，第二机械机构E2可布置成使得第一踏板组件66和第二踏板组件70可沿顺时针/向前方向和逆时针/向后方向两个方向旋转。这可允许骑乘者滑行。第四机械机构E4可以是单向离合器，该单向离合器通常被称为自由轮离合器，当骑乘者沿逆时针/向后方向踩踏第一踏板组件66或第二踏板组件70中的至少一个时，第四机械机构E4可以是打开的以脱开后轮毂80阻止从链环CR接收扭矩，以使后轮毂80可无需反向传动锁定自由地滑行。
图21和图22示出了被构造并布置成实现表1中所确定的状态5的电动自行车动力系统86的示意图和杠杆图。状态5可以使电动自行车40在以下模式中运转：(A)踏板辅助；(C)旋转马达未与道路同步的滑行(例如，马达不与道路同步)；以及(F)无需反向传动锁定的踏板模式。在状态5中，至马达60的电力接通。第一机械机构E1可以是单向离合器E1，其可以是关闭的以使由马达60供应至后轮毂80的扭矩。在状态3中，第二机械机构E2可布置成使得第一踏板组件66和第二踏板组件70可沿顺时针/向前方向和逆时针/向后方向两个方向旋转。这可允许骑乘者沿逆时针/向后方向滑行或踩踏板。第三机械机构E3可以是单向离合器，其可以是打开的，当滑行时脱开链环CR阻止从后轮毂80接收扭矩以减少滑行时的旋转损失。
图23和图24示出了被构造并布置成实现表1中所确定的状态6的电动自行车动力系统86的示意图和杠杆图。状态6可以使电动自行车40在安全锁定模式(G)下起作用。在状态6中，至马达60的电力切断，并且第二机械机构E2可以布置成使得第一踏板组件66和第二踏板组件70可被锁定以使得它们不会转动。在状态6中，前轮54和后轮82可转动，从而使电动自行车40滚动。
图25和图26示出了被构造并布置成实现表1中所确定的状态7的电动自行车动力系统86的示意图和杠杆图。状态7可以使电动自行车40在以下模式中操作：(A)踏板辅助；(B)旋转马达与道路同步的滑行；以及(F)无需反向传动锁定的踏板模式。在状态7中，至马达60的电力接通。第一机械机构E1可以是单向离合器E1，其可以是关闭的以使得由马达60供应至后轮毂80的扭矩。第三机械机构E3可以是单向离合器，其可以是打开的，当滑行时脱开链环CR阻止从后轮毂80接收扭矩以减少旋转损失。
变体的以下说明仅仅是被视为本发明范围内的部件、元件、动作、产品和方法的举例说明，并且不旨在以任何方式通过所具体公开的或者并未明确提出的来限制该范围。除了本文明确描述的之外，如本文所描述的部件、元件、动作、产品和方法可以被组合并重新布置，并且仍然被视为在本发明的范围内。
变型1可以包括电动自行车动力系统，其具有第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，其中，所述第二行星齿轮组被构造并布置成选择性地使踏板踏频超速传动，并且其中所述第一行星齿轮组被构造并布置成选择性地为马达提供额外的齿轮速比。
变型2可以包括在变型1中所述的电动自行车动力系统，其进一步包括马达，并且其中第一行星齿轮组和第二行星齿轮组位于马达内以使马达有效地冷却。
变型3可以包括在变型2中所述的电动自行车动力系统，其进一步包括电池组件，电池组件位于邻近马达，并且可操作地连接至马达以将能量传送至马达，切断马达与电池组件之间的热传递并使电池组件有效地冷却。
变型4可以包括在变型1至变型3任一项中所述的电动自行车动力系统，其进一步包括用于测量扭矩的装置，该用于测量扭矩的装置可操作地连接至第二行星齿轮组，并且其被构造并布置成测量在第二行星齿轮组的接地元件处来自踏板输入的反作用扭矩。
变型5可以包括在变型4中所述的电动自行车动力系统，其中，用于测量扭矩的装置被构造并布置成控制马达或者再生制动系统中的至少一个的运行。
变型6可以包括在变型1至变型5任一项中所述的电动自行车动力系统，其进一步包括第一踏板组件和第二踏板组件，第一踏板组件和第二踏板组件可操作地连接至曲轴和第二行星齿轮组；马达，其中，所述马达可操作地连接至第一行星齿轮组以选择性地转动曲轴；链环，所述链环可操作地连接至曲轴；链条，所述链条可操作地连接至链环；后链轮，所述后链轮可操作地连接至链条和后轮毂；以及后轮，所述后轮可操作地连接至后轮毂。
变型7可以包括在变型1至变型6任一项中所述的电动自行车动力系统，其进一步包括以下中的至少一个：可操作地连接至第一踏板组件和第二踏板组件的第一机械机构、可操作地连接至第二行星齿轮组的第二机械机构、可操作地连接至链环的第三机械机构、和可操作地连接至后轮毂的第四机械机构。
变型8可以包括在变型7中所述的电动自行车动力系统，其中，第一机械机构、第二机械机构、第三机械机构和第四机械机构中的至少一个是单向离合器。
变型9可以包括根据在变型7和变型8任一项中所述的电动自行车动力系统，其中，第一机械机构被构造并布置成使得当第一机械机构打开时，通过转动第一踏板组件或者第二踏板组件中的至少一个来转动曲轴，并且当第一机械机构关闭时，通过曲轴来转动马达。
变型10可以包括在变型7至变型9任一项中所述的电动自行车动力系统，其中，第二机械机构被构造并布置成允许以下中的至少一种：第一踏板组件和第二踏板组件沿顺时针和逆时针两个方向自由旋转；防止第一踏板组件和第二踏板组件沿顺时针和逆时针两个方向旋转；防止第一踏板组件和第二踏板组件沿顺时针方向旋转并且允许沿逆时针方向旋转；或者防止第一踏板组件和第二踏板组件沿逆时针方向旋转并且允许沿顺时针方向旋转。
变型11可以包括在变型7至变型10任一项中所述的电动自行车动力系统，其中，第三机械机构被构造并布置成使得当第三机械机构关闭时，来自曲轴和马达的扭矩被传送至链环，并且当第三机械机构打开时，链环与曲轴和马达分离。
变型12可以包括在变型7至变型11任一项中所述的电动自行车动力系统，其中，第四机械机构被构造并布置成使得当第四机械机构关闭时，使后轮毂可操作地连接至后链轮以接收来自后链轮的扭矩，并且当第四机械机构打开时，使后轮毂与后链轮断开允许后轮毂自由滑行。
变型13可以包括根据变型1至变型12任一项中所述的电动自行车动力系统，所述电动自行车动力系统还包括可操作地连接至第二行星齿轮组的弹簧，所述弹簧被构造并布置成吸收静态滥用，并且当第二机械机构锁定第一踏板组件和第二踏板组件以防止旋转时为骑乘者提供相称的感觉。
变型14可以包括根据变型1至变型13任一项中所述的电动自行车动力系统，其中电动自行车动力系统被构造并布置成以以下项中的至少一项模式来选择性地运行：踏板辅助模式、旋转马达与道路同步的滑行模式、旋转马达未与道路同步的滑行模式、电子滑行器/再生模式、再生模式、踏板转把模式、无需反向传动锁定模式的踏板模式或安全锁定模式。
变型15可以包括电动自行车，所述电动自行车包括：曲轴；可操作地连接至曲轴的第一踏板组件和第二踏板组件；可操作地连接至曲轴的链环；操作地连接至链环的链条；可操作地连接至链条和后轮毂的后链轮；包括定子和转子的可操作地连接至曲轴的马达；邻近马达并可操作地连接至马达的电池组；可操作地连接至马达的第一行星齿轮组，其中第一行星齿轮组被构造并布置成选择性地为马达提供额外的齿轮速比；以及可操作地连接至第一踏板组件和第二踏板组件的第二行星齿轮组，并且其中第二行星齿轮组被构造并布置成选择性地使踏板踏频超速传动。
变型16可以包括变型15所述的电动自行车，其中第一行星齿轮组包括接地第一环形齿轮、第一太阳齿轮、第一齿轮架，所述第一太阳齿轮可操作地附接至一个或多个第一行星齿轮以使第一行星齿轮在第一环形齿轮内转动，所述第一齿轮架可操作地连接至一个或多个行星齿轮并随行星齿轮转动，并且其中齿轮架可操作地连接至链环，并且其中第一太阳齿轮可操作地附接至转子并可由马达驱动；并且其中第二行星齿轮组包括第二接地环形齿轮、第二太阳齿轮、第二齿轮架，所述第二太阳齿轮可操作地附接至一个或多个第二行星齿轮以使一个或多个第二行星齿轮在第二环形齿轮内转动，所述第二齿轮架可操作地连接至一个或多个第二行星齿轮并随第二行星齿轮转动，并且其中第二齿轮架可操作地连接至曲轴。
变型17可以包括变型15至变型16任一项中所述的电动自行车，所述电动自行车还包括以下至少一个：可操作地附接至第一踏板组件和第二踏板组件的第一机械机构，所述第一机械机构被构造并布置成使得当第一机械机构关闭时，由马达或第一踏板组件和第二踏板组件中的至少一个提供扭矩到后链轮，且当第一机械机构打开时，由马达提供扭矩到后链轮；可操作地连接至第二太阳齿轮的第二机械机构，其中第二机械机构被构造并布置成选择性地提供以下至少一种：第一踏板组件和第二踏板组件沿顺时针和逆时针两个方向自由转动；沿顺时针和逆时针两个方向锁定第一踏板组件和第二踏板组件；只沿顺时针方向锁定第一踏板组件和第二踏板组件；或只沿逆时针方向锁定第一踏板组件和第二踏板组件；可操作地连接至链环的第三机械机构，所述第三机械机构被构造并布置成使得当第三机械机构关闭时，来自于曲轴或马达的扭矩被传送至链环，并且当第三机械机构打开时，链环与曲轴和马达分离；或可操作地附接至后轮毂的第四机械机构，所述第四机械机构被构造并布置成使得当第四机械机构关闭时，后轮毂可操作地连接至后链轮，并且当第四机械机构打开时，后轮毂与后链轮分离。
变型18可以包括变型15至变型17任一项中所述的电动自行车，所述电动自行车还包括用于测量扭矩的装置，所述用于测量扭矩的装置可操作地连接至第二行星齿轮组，并且其被构造并布置成测量由踩踏板产生的反作用扭矩或当第二机械机构被锁定时的直接曲轴扭矩。
变型19可以包括变型18中所述的电动自行车，其中用于测量扭矩的装置是应变计，其附接至第二环形齿轮并且被构造并布置成测量第二环形齿轮的反作用扭矩以控制马达的运行或马达中的再生制动系统的至少一种。
变型20可以包括变型15至变型19任一项中所述的电动自行车，其中电动自行车被构造并布置成以以下项中的至少一项模式来选择性地运行：踏板辅助模式、旋转马达与道路同步的滑行模式、旋转马达未与道路同步的滑行模式、电子滑行器/再生模式、再生模式、踏板转把模式、无需反向传动锁定模式的踏板模式或安全锁定模式。
变型21可以包括电动自行车动力系统，所述电动自行车动力系统包括马达和至少一个齿轮组，其中至少一个齿轮组被构造并布置成位于马达内以允许将马达有效地冷却。
变型22可包括变型21中所述的电动自行车动力系统，其进一步包括与马达相邻的电池组件且其可操作地连接至马达以将能量发送至马达，其切断在马达和电池组件之间的热传递并允许电池组件有效地冷却。
落入本发明范围内的可选变型的上述描述在性质上仅是说明性的，因此，不将变型或变体视为背离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电动自行车动力系统，其具有第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，其中所述第二行星齿轮组被构造并布置成选择性地使踏板踏频超速传动，并且其中所述第一行星齿轮组被构造并布置成选择性地为马达提供额外的齿轮速比。
2.根据权利要求1所述的电动自行车动力系统，其进一步包括马达，并且其中所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组位于所述马达内以使所述马达有效地冷却。
3.根据权利要求2所述的电动自行车动力系统，其进一步包括电池组件，所述电池组件位于邻近所述马达，并且可操作地连接至所述马达以将能量发送至所述马达，所述马达和所述电池组件之间的热传递是解耦合的，并使所述电池组件得以有效地冷却。
4.根据权利要求1所述的电动自行车动力系统，其进一步包括用于测量扭矩的装置，所述用于测量扭矩的装置可操作地连接至所述第二行星齿轮组，并且所述用于测量扭矩的装置被构造并布置成测量在所述第二行星齿轮组的接地元件处来自踏板输入的反作用扭矩。
5.根据权利要求4所述的电动自行车动力系统，其中所述用于测量扭矩的装置被构造并布置成控制所述马达或再生制动系统中的至少一个的运行。
6.根据权利要求1所述的电动自行车动力系统，其进一步包括第一踏板组件和第二踏板组件，所述第一踏板组件和所述第二踏板组件可操作地连接至曲轴和所述第二行星齿轮组；马达，其中所述马达可操作地连接至所述第一行星齿轮组以选择性地转动所述曲轴；链环，所述链环可操作地连接至所述曲轴；链条，所述链条可操作地连接至所述链环；后链轮，所述后链轮可操作地连接至所述链条和后轮毂；以及后轮，所述后轮可操作地连接至所述后轮毂。
7.根据权利要求6所述的电动自行车动力系统，其进一步包括以下项中的至少一项：可操作地连接至所述第一踏板组件和所述第二踏板组件的第一机械机构、可操作地连接至所述第二行星齿轮组的第二机械机构、可操作地连接至所述链环的第三机械机构、以及可操作地连接至所述后轮毂的第四机械机构。
8.根据权利要求7所述的电动自行车动力系统，其中所述第一机械机构、所述第二机械机构、所述第三机械机构和所述第四机械机构中的至少一者是单向离合器。
9.根据权利要求1所述的电动自行车动力系统，其进一步包括弹簧，所述弹簧可操作地连接至所述第二行星齿轮组，所述弹簧被构造并布置成吸收静态滥用，并且在为防止旋转第二机械机构锁定第一踏板组件和第二踏板组件时为骑乘者提供均衡的感觉。
10.根据权利要求7所述的电动自行车动力系统，其中所述电动自行车动力系被构造并布置成以以下项中的至少一项模式来选择性地运行：踏板辅助模式、旋转马达与道路同步的滑行模式、旋转马达未与道路同步的滑行模式、电子滑行器/再生模式、再生模式、踏板转把模式、无需反向传动锁定模式的踏板模式或安全锁定模式。
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