CN110329083A - 一种电动摩托车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动摩托车，电动摩托车不需要使用大量永久磁铁的永磁电动机，而使用一种新型的不需要稀土的轮毂式磁阻电动机，所述摩托车中的电机控制器、整车控制器、仪表控制器、电池管理器、TBOX模块、网关都集成和优化到摩托总控制器内，降低了对稀缺资源——稀土的需求，简化了系统，提高了可靠性和耐久性、降低了成本。

Description

一种电动摩托车

技术领域

本发明涉及电动摩托车技术领域，尤其涉及一种不需要稀土的磁阻式轮毂电动机作为摩托车的驱动动力源和使用摩托车综合控制器对整个摩托车进行电子控制。

背景技术

通常电动摩托车使用永磁同步轮毂电机来驱动摩托车，但是永磁同步电机使用许多永久电磁铁因而需要很多稀土资源。但由于稀土资源的缺乏，价格的不断上升使得电动摩托车的造价不断上升。

虽然交流感应电机也不需要永久磁铁，但是交流感应电机的效率较低、起步扭矩不够、发热严重。

通常电动摩托车上有多个分立的控制器，如电机控制器、整车控制器、仪表控制器、电池管理器、TBOX模块、网关等。每个控制器都需要中央处理芯片、电源管理系统、插头、线束和、外壳等。由于摩托车上位置有限，这些众多的控制器从安装到管理都是麻烦的，而且由于插头较多，线束较复杂，很容易除故障，可靠性很低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动摩托车。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案来实现的：

一种电动摩托车，包括前轮、后轮、电池、车架、坐垫、摩托总控制器、线束，其特征在于：所述车架前侧安装有前叉，所述前轮安装于前叉，所述前叉上部安装有把手，通过把手驱动前轮的角度，所述后轮安装于车架后侧，所述前轮和后轮中至少一个是装有轮毂式磁阻电机的驱动车轮，可单独驱动摩托车或共同驱动摩托车运行，车架上安装有减震弹簧。

作为优选，驱动车轮包括固定杆和转动设置在固定杆上的轮胎，所述轮毂式磁阻电机包括转子和定子，所述转子为固定在轮胎内侧的金属外圈，所述金属外圈内设有若干和电磁极数相对应的极靴，所述定子上设有线圈绕组并和固定杆相连。

作为优选，所述摩托总控制器包括电机控制模块、电池管理模块、控制器电源模块、信号处理模块、诊断和处理模块、决策模块、整车控制器模块、仪表控制器模块、TBOX模块、网关模块、连接插头。因而共享一个高性能的中央处理芯片、电源管理系统、插头、线束和外壳等。省去了原先每个控制器里的中央处理芯片、电源管理系统、插头、线束、外壳等。

作为优选，定子和固定杆之间设有缓冲吸收块，缓冲吸收块能够减少轮毂式磁阻电机的震动，缓冲吸收块和减震弹簧配合作用，起到良好的减震效果。

本发明的有益效果是，轮毂式磁阻电机作为驱动源，代替永磁同步电机，不需要使用稀土，降低了对稀缺资源——稀土的需求，降低了成本；定子和固定杆之间的缓冲吸收块能够减少磁阻电机的震动，起到良好的减震效果；摩托总控制器集成多种功能，大大简化了整个系统、降低了成本、对生产制造、管理都带来了很多方便；电机控制模块使用新颖的加零臂三相桥式逆变电路，提高了轮毂式磁阻电机的可控性和效率，减低了扭矩脉动和电噪声。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为装有轮毂式磁阻电机的驱动车轮示意图；

图3为摩托车总控制器的结构示意图；

图4为电机控制模块的主电路图。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本本发明的实施例进行详细阐述。

一种电动摩托车，包括前轮3、后轮4、电池、车架1、坐垫6、摩托总控制器、仪表板，其特征在于：车架1前侧安装有前叉2，前轮3安装于前叉2，前叉2上部安装有把手5，通过把手5驱动前轮3的角度，后轮4安装于车架1后侧，前轮3和后轮4中至少一个是装有轮毂式磁阻电机16的驱动车轮，车架1上安装有减震弹簧，可用一个装有轮毂式磁阻电机 16的驱动车轮单独驱动摩托车或用两个轮毂式磁阻电机16分别安装在前、后轮上共同驱动摩托车运行，驱动车轮包括固定杆7和转动设置在固定杆7上的轮胎12，轮毂式磁阻电机16 包括转子和定子9，转子包括固定在轮胎12内侧的金属外圈10，金属外圈10内设有若干和定子电磁极数相对应的极靴11，定子9上设有线圈绕组17并和固定杆7相连，定子9和固定杆7之间设有缓冲吸收快8。

摩托总控制器包含了电机控制模块、电池管理模块、控制器电源模块、信号处理模块、诊断和处理模块、决策模块、连接插头、整车控制器模块、仪表控制器模块、TBOX模块、网关。

驾驶员通过油门旋钮、刹车旋钮或踏板进行控制，传感器将控制信号传输给摩托总控制器，控制信号由信号处理模块处理，处理后的信号交诊断和处理模块审查这些信号的可靠性，然后决策模块根据这些信号确定磁阻电机出力的大小，电机控制器根据决策模块的决策将调制好的三相电压通过线束输送到驱动车轮的轮毂式磁阻电机16。当电机控制器输出三相电源给轮毂式磁阻电机16时，电流流往定子线圈绕组17，产生旋转磁场，轮毂式磁阻电机16的转子在旋转磁场的作用下旋转，改变旋转磁场的转速就改变了转子的转速，从而改变轮胎的转速，这样摩托车在驾驶员的直接控制下行驶。转子上没有永久磁铁，也没有线圈绕组，所以非常简单并且不需要稀土。对于小动力，可用一个装有轮毂式磁阻电机16的驱动车轮单独驱动摩托车，对于大动力需求，可用两个装有轮毂式磁阻电机16的驱动车轮分别作为电动摩托车的前、后轮上共同驱动摩托车运行，也无须变速箱。

连接插头用于和外界连线，输入信号和输出信号导线都从连接插头接入摩托总控制器，实现摩托总控制器内外信号的流通。

控制器电源模块是将电池输入的电压降压和稳压，再提供合适的电压和电流给摩托总控制器中的其余模块或为摩托总控制器外的传感器供电。

信号处理模块对I/O、PWM、和模拟等输入信号进行硬件滤波、软件滤波、量化处理等，处理后的信号将供其他模块使用。

诊断和处理模块判断输入信号是否正常，其中包括从信号处理模块获得的所有信号和通过TBOX获取的其它数字信号，还对输出的电压、被控制的轮毂式磁阻电机16进行监控。一旦发现问题，就根据故障的严重程度按照警告、跛行回家、停车等三种处理方式处理。这些情况都会通过TBOX发往云端。

决策模块用于处理输入信号，确定磁阻电机的出力大小。

电机控制模块将三相电压发送给磁阻电机，直接控制轮毂式磁阻电机16的旋转方向、转速、和扭矩大小。

仪表控制器用于控制摩托车上的仪表给驾驶员显示应该有的信息，如车速、电源、温度、故障等。

电池管理器用于管理电动摩托车上的电池的充电、放电、安全保护、SOC、SOL、SOH等的计算等。

TBOX用于对外联系、通讯、数据传输等，报告摩托车所在位置、工作状态、电池状态、故障等。

网关用于连接各网络进行安全把关和数据传输等。

电机控制模块包括三相桥式逆变电路15和零臂13，三相桥式逆变电路15分别接轮毂式磁阻电机16的U、V、W上端，零臂13的输出接轮毂式磁阻电机16的中性点，通过对零臂13的控制可以产生更好的续流，对电压波行进行有效控制，降低电噪声、部分消除扭矩脉动、提高可靠性、且提高了效率。三相桥式逆变电路15和零臂13中的电子开关14可由所需电压等级、电流等级选择IGBT、MOS管、或功率三极管等半导体开关电路来实现。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动摩托车，包括前轮、后轮、电池、车架、坐垫、摩托总控制器、传感器、线束，其特征在于：所述车架前侧安装有前叉，所述前轮安装于前叉，所述前叉上部安装有把手，通过把手驱动前轮的角度，所述后轮安装于车架后侧，所述前轮和后轮中至少一个是装有轮毂式磁阻电机的驱动车轮。

2.根据权利要求1所述的一种电动摩托车，其特征在于：所述驱动车轮包括固定杆和转动设置在固定杆上的轮胎，所述轮毂式磁阻电机包括转子和定子，所述转子为固定在轮胎内侧的金属外圈，所述金属外圈内设有若干极靴，所述定子上设有线圈绕组并和固定杆相连。

3.根据权利要求1所述的一种电动摩托车，其特征在于：所述摩托总控制器包括电机控制模块、电池管理模块、控制器电源模块、信号处理模块、诊断和处理模块、决策模块和连接插头。

4.根据权利要求3所述的一种电动摩托车，其特征在于：所述摩托总控制器还包括整车控制模块、仪表控制模块、TBOX模块、网关。

5.根据权利要求2所述的一种电动摩托车，其特征在于：所述定子和固定杆支架设有缓冲吸收快。

6.根据权利要求4所述的一种电动摩托车，其特征在于：还包括油门旋钮、刹车旋钮、踏板。

7.根据权利要求3所述的一种电动摩托车，其特征在于：所述电机控制器包括零臂和三相桥式逆变电路。