CN1070613A - 一种能远距离行驶的电动自行车 - Google Patents

Abstract

一种能远距离行驶的电动自行车，重心低，能装 大容量的蓄电池，行驶里程远，车子低速时能增大牵 引力，解决的方案是：在后驱动轮的轴两边分别装有 供电动机用的蓄电池，电池箱4、4′上分别装有驱动 自行车行驶的直流电动机各一只，行驶时，先开动使 车轮低速的电机A，达到一定速度后，关闭A，开动 使车子高速的电机B，爬陡坡时，A、B同时开动，人 也可同时助力，车子采用了薄形长寿命电池，容量为 60～105安时，调速采用电机与电池直接引线调速法 相结合，车速20公里/小时。

Description

自从自行车问世以来，由于它不用燃料，占地少等因素受到了人们的欢迎，随着社会不断的发展，人们早已生产出不用燃料，噪音小的电动自行车，但目前流行的电动自行车还存在着不少的缺陷。如上海自行车二厂生产的电动自行车，采用了二个12伏36安时的蓄电池作为能源，故行驶里程不远。充一次电仅能行驶60公里左右，由于蓄电池的容量太小，而许多用户在一个往返目的地后，往往是将用完电，在这种状况下反复用电池之话，电池的寿命不达正常寿命的一半，故这种电动自行车电池寿命不长。另外，这种电动自行车是利用半导体器件来调速，故障率高，又因这种车是调整电动机的端电压而达到调速的目的，只有将24伏电压调小，故无法增加电机的牵引力，爬坡性能差，仅适用于平原、城市。现也有一种电动自行车，专利号为8720373.6，此种电动自行车比前者有了一定的进步，如加装了缓冲装置灯光等设备，但是这种电动自行车是将36安时的蓄电池装在座位底下，将电池箱作为电动自行车架的一根梁，调速采用了将蓄电池串，并联的方法来改变电动机的端电压，即在电动机两端的电压可有12伏、24伏两种，达到了调速的目的。但这种电动自行车仍存在以下缺点：1、电动车的重心太高。理由是：将蓄电池迭装在座位底下，而蓄电池是个质量很大的器件，将电池迭装起来，无形中已加高了电动车的重心，这样就使电动自行车在骑行和存放中增加了危险度。2、这种电动自行车也无法将电池容量加大，行驶里程也不远，充一次电也是仅能行驶60公里左右。3、这种自行车调速装置仅能供给电动机24伏、12伏两种电动势，是将正常使用的24伏变为12伏，故无法增加牵引力，爬坡性能也差，也是适用于城市平原，加上12伏与24伏相差太大，根据功率W与电流I，电压V之间的关系，即W＝IV，电功率一定时，电压降低，电流会升高，用12伏给电机供电时，电压太低，电流I将会升高，电机中的线圈温度将会急剧上升，故这种电动自行车的电机故障率很高，况且在电机学中，也不允许将额定电压为24伏的电动机接在12伏的线路中使用。为了克服上述缺陷，本发明人设计了一种能远距离行驶的电动自行车，此电动自行车具有下列优点：1、蓄电池选用大容量电池;60-105安时都可以使用，故行驶里程远，选用75安时电瓶时，每充一次电，行驶里程可达140公里。

2、重心极低。理由是：车子做成如图1所示的新颖的背靠式，电池采用薄型，分别装在后驱动轮轴上，其中1为电瓶车专用车架，2为飞轮组，3、3′为蓄电池，4、4′为电池箱（图中4′、3′未画出），5为驱动轮后轴皮，6为货架，7为货架活动镙丝钉，8、12为背靠、货架活动镙丝，11为背靠、货架共用夹板，10是背靠伸前缩后控制杆，14为背靠锁钉，15为靠背锁钉孔，13为坐垫，其中松动7、8、12、14时，货架6、背靠9能伸前缩后，需要时可将9放倒在货架6上，此时背靠9变成了座垫。图4中的a图中的29、30为座垫伸前缩后槽孔，车子也可以做成如图2所示的形状，其中1′、2′、3′、4′、5′与图1中的1、2、3、4、5的作用相同，由于采用了本人专门为此电动自行车设计制造的薄形电池，车宽仅为0.38-0.40米。

3、车子最低速时，能增大牵引力，爬坡性能优。

4、调速采用了新颖的电机与电瓶直接引线调速相结合的方法，故障率很低，蓄电池采用了本人设计的薄形长寿命大容量蓄电池（已申请了国家专利，申请号为91224891.2），正常使用可达4年以上，该电瓶每单格的电动势也为2伏，每只电池的电动势也为12伏，生产电瓶时，在4伏、6伏、8伏、10伏、12伏连接点中分别装上接线柱，与另外一只12伏的电瓶串联，可得16伏、18伏、20伏、22伏、24伏五种不同的电动势，在正常使用时用24伏档，需略慢时用22伏，再慢时用20伏或18伏、16伏，再慢时关闭能使车子高速的电机B，开动能使车子低速的电机A，这就是所谓电机、电瓶直接引线相结合的调速法，不用变速箱也能有五种或六种变速，而且用A驱动时，输出的牵引力大，这种手段，解决了现在社会上现有电动自行车调速部分故障多的无病、或变速手段不理想的问题。

此种能远距离行驶的电动自行车有A、B、C、D型，现以实施例对此种电动自行车分别详细说明。

实施例1为A型电动自行车，此种电动自行车适用于任何路面和爬陡坡，故适用于山区，原理为A型电动自行车采用了两个额定功率为180瓦的永磁直流电动机，如附图中的图1所示，图1中的4、4′为装在后驱动轮轴上的蓄电池箱（其中4′未画出）左、右对称，内装蓄电池3、3′（其中3′未画出）电池箱上分别对称装有能使电动自行车低、高速行驶的电动机A、B（图1中B未画出）电动机A在额定转速时，车速为8-10公里/小时，电动机B在额定转速时，车速为20公里/小时。电动自行车开始行驶时，先开动电动机A，以保证输出大的牵引力，达到一定车速后，再关闭电动机A，开启能使车子高速的电动机B，上坡时，则用电动机B冲坡，车速降低后，开动A，关闭B，如果是很陡的坡，则两个电动机都开动，同时人可以用脚蹬脚踏，给电动机助力，这样足可以爬上目前公路上的陡坡，选用两个电动机的立足点是省去昂贵的变速箱，也能输出大的牵引力，因为一个变速箱的售价与一个电动机的售价基本相等。另外，人们最害怕车辆半路出故障，有了两个电动机，车辆抛锚的系数就会大大减少。

图1中的1为能远距离行驶的电动自行车专用车架，图4中的a图中27、27′为车架尾叉，长度为0.42-0.68米为宜，图1中的2为飞轮组。图4中的c、d图为图2中电动自行车的专用车架的视图。

图3是将电动自行车右侧电瓶箱从轴上拿下后旋转180°，正对观察者得到的示图，16、21、24、25′为电瓶箱骨架，材料为角铁，22为装在后轮轴上的非封闭型孔，便于修理后轮时不必取下电池箱，17、18、20、25、26为加固电池箱用圆孔，23为加固电池箱铁板条，19为电瓶托板，蓄电池箱主受力金属条21、21′与电池箱重心距离为2-10cm，（其中21′未画出）电池箱4、4′也可以用硬塑料通过模具一次铸成。图4中的a、b图中的34为固定飞轮组用铁板，35为固定34用，36为35的下固定板，32、33为固定飞轮组的轴承座42用，39、40、41、39′、40′、41′为加固车架用，41、41′可以在与27、27′接触点d、d′（图中d′未画出，39′、40′、41′也未画出）弯成半月形后，开口向外，通过孔17、18装在电池箱4上，另外一个电池箱4′与4全部相同，同理27′一则的加固车架用附件39′、40′、41′与39、40、41完全相同，图5中的e图中的43为能使车子高速行驶的飞轮，通过链条由电动机B带动，47是传动飞轮，通过链条带动后驱动轮，46为驱动车辆低速的飞轮，由电动机A通过链条带动。45为人力驱动飞轮，此飞轮组使用人力，或电力驱动均互不影响，当然，飞轮45也可以直接装在后驱动轮轴皮上，此时脚蹬用的链条通过45直接驱动后轮。图5中的f图中的44为飞轮组轴，44上的镙丝用来固定飞轮43、45、46、47。51为轴承，50为弹簧垫圈，49为压紧轴承镙帽，48为压紧轴承用镙纹，当然轴44上可以装两个轴承，此时50、49可不再需要。

图5中的H、i图为电动自行车用的驱动轮轴皮，56为固定飞轮镙纹、55、53为装车轮幅条用，54为刹车鼓，52为固定后轮驱动齿盘用，57-62为固定驱动齿盘用圆孔，尾叉27、27′长度为0.42-0.68米之间。

实施例2为专门为平原而设计的B型电动自行车，此B型电动自行车采用了单一电动机B和人力脚蹬两种驱动，省去了A型中的电机A、飞轮组2，而在后驱动轮轴皮右边并排装上两只飞轮52′、53′（如图5中的g图所示），电动机B直接通过链条驱动大飞轮52′，人力驱动飞轮53′，飞轮内部其它构造与现在市场上飞轮的构造相同，尾叉27、27′的长度为0.44-0.48米为宜，其余与实施例1相同。

实施例3是专为城市设计的C型电动自行车，它采用了由两个电动机A、B作为动力，省去了人力用的大链盘、脚踏、脚踏腿，图5中e图中的45等，尾叉27、27′长度为0.5-0.58米为宜，其余与实施例1相同。

实施例4为用变速箱通过齿轮变速的D型电动自行车，动力采用一个大功率（360瓦）直流永磁电动机，蓄电池采用电动势为28-36伏型号，以减少电流，变速箱可装在飞轮组2的位置上，再通过链条而带动后驱动轮转动，关于齿轮变速箱的工作原理，因是已有技术，在此不再详述，当然也可以通过齿轮直接传动，即通过传动轴直接驱动后轮转动，此也是现有技术，在此也不再详述，其余与实施例1相同。

Claims (9)

1、一种能远距离行驶的电动自行车，它包括：车把、指示灯、车轮、前叉、挡泥板等部件，其特征在于：在电动自行车后轮轴的两边分别拧有装电动自行车用的能源蓄电池箱各一个，蓄电池装于箱中，电池箱上装有驱动电动自行车行驶的永磁直流电动机A、B，车上还装有传递电机动力的飞轮组2，线路上设有改变电动机转速的四挡开关(或五挡开关)、单档开关各一只，车架上还有加固车架和固定电池箱的附件39、40、41、39′、40′、41′，它们分别焊接在车架后尾叉27、27′上，车上还设有便于远距离行驶的背靠式座椅，电动自行车也可以不用链条，直接通过齿轮，通过变速箱、传动轴传递动力。变速采用电机与蓄电池直接引线相结合的方法。

2、根据权利要求1所述装置，其特征在于：车用储能的元件蓄电池通过电池箱分别拧紧在后驱动轮车轴的两边。电池箱的主受力金属条21、21′上各有一个非封闭的孔22、22′，它们分别套在后驱动轮轴两边，用螺丝帽拧紧，电池箱的重心在21（或21′）前面2～10cm处。电池箱采用金属材料做成，也可以用硬塑料用模具一次铸成。

3、根据权利要求1所述的电动自行车，其特征在于：驱动自行车行驶走的装置可用两个永磁直流电动机A、B和人力，也可以仅用两个电机驱动，也可以用一个电动机B和人驱动。

4、根据权利要求1所述的装置，电动自行车的动力（包括电机A、B和人）通过传递动力的飞轮组、链条使驱动轮运动，人的驱动力也可以通过传递动力、改变转速的大链盘，链条直接使后驱动轮运动，电动机B的动力也可以通过传递动力的链条直接使驱动轮运动。

5、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，飞轮组通过轴承装在后尾叉27、27′的上面34上，34有能使飞轮组前后，左右移动的孔32、33，飞轮组中间装有轴承51，51通过弹簧垫50被镙帽49压紧，飞轮组的轴承轴44左右分别有顺时针，逆时针方向的镙纹。（也可以统一镙向）飞轮43、45、46、47按需要装在44上，飞轮组2也可以装上两个轴承，此时不必再用压紧51的弹簧垫50、镙帽49。

6、根据权利要求1所述装置，其特征在于：电动自行车的后轴皮为右边有装人助力用的飞轮45，左边刹车鼓54上装有使电机驱动的大盘牙，大盘牙装在圆铁板52上。后轴皮也可以是右边有能装两个飞轮52′、53′的镙纹。电机直接驱动52′，人力直接驱动53′。

7、根据权利要求1所述的装置，其特征是：车架后尾叉27、27′的长度为0.42～0.68m之间，车架上有附件39、40、41、39′、40′、41′。

8、根据权利要求1所述装置，电动自行车调速采用电机与电池直接引线调速相结合的方法，有五个（或六个）供变速用的档位，最低档为能使车子低速行驶的电机A驱动，其余四个或五个档位接到直接改变电机转速的蓄电池四只（或五只）接线柱上。

9、根据权利要求1所示的装置，其特征在于：电动机与后驱动轮之间，可以通过传递动力的齿轮，变速箱，传动轴使驱动轮运动，此时电机采用大功率电机，360瓦左右为宜。蓄电池也可以用电动势为28伏～36伏型号的电池。

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