CN110550140A - 双传动中置电机 - Google Patents

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    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
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Abstract

本发明提出一种双传动中置电机，主要用于电动自行车，电机转子套在中轴外，由二组中轴轴承支撑，电机定子套在电机转子外，由二组电机转子轴承支撑，电机定子与车架固定，脚踏主动链轮装在中轴上，脚踏被动链轮及棘轮装在电动车后轮上，电动主动链轮装在电机转子上，电动被动链轮及棘轮装在电动车后轮上，脚踏曲柄装在中轴二端，脚踏传动装置与电动传动装置采用多链轮脚踏变速机构；人力骑行和电动骑行可以在互不干涉情况下独立工作，需要时人力骑行和电动骑行可以同时出力，一般人即可满足新国标规定的脚踏骑行要求，并可减小电动机体积及制造成本。

Description

双传动中置电机
所属技术领域
本发明涉及的是双传动中置电机，主要用于电动自行车，属电动自行车制造技术领域。
背景技术
《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准(GB 17761-2018)自2019年4月15日正式实施，目前市场上绝大部份的电动自行车都不符合新国标的要求，各电动自行车制造厂都需对现有产品作重大改进，必须全面符合强制性新国标的要求，对照新国标与现有产品的差距，最难解决的关键技术有二项：
1是新国标要求：″具有脚踏骑行能力；″并要求″30min的脚踏骑行距离大于或等于5km；″现有的电动自行车是后轮直驱电机，在人力骑行时，电机转子也跟随转动，即使不输出电流，因为磁场的交变，也会产生十几瓦的电机空载损耗，另一方面整车重量将达50多公斤，要以10km/h的速度骑行30min，一般人很难做到。
2是新国标要求：″电动机额定连续输出功率小于或等于400W；″现有的后轮直驱电机，由于没有减速装置，当功率受限制时，输出转矩就无法提升，当负载过重、路况不佳或爬坡时，电动机就会力不从心，以爬坡为例，按人与车总重为75+55＝130kg，爬坡时电机功率即使增加到600W，速度减慢到15km/h，其爬坡角度约6度，并且坡路不能过长，否则电动机会过载，这样势必有不少用户因此而放弃动力不足产品。
发明内容
本发明提出的是一种双传动中置电机，主要用于电动自行车，其目的旨在克服执行新国标时骑行功能不佳及大负载时输出扭矩不足的缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
电机转子(2)套在中轴(1)外由二组中轴轴承(5)支撑，电机定子(3)套在电机转子(2)外由二组电机转子轴承(6)支撑，电机定子(3)与车架固定，脚踏传动装置由脚踏主动链轮(9)、脚踏被动链轮(10)、脚踏棘轮(7)及脚踏链条(11)组成，电动传动装置由电动主动链轮(12)、电动被动链轮(13)、电动棘轮(8)及电动链条(14)组成，脚踏主动链轮(9)装在中轴(1)上，脚踏被动链轮(10)及脚踏棘轮(7)装在电动车后轮(15)上，电动主动链轮(12)装在电机转子(2)上，电动被动链轮(13)及电动棘轮(8)装在电动车后轮(15)上，脚踏曲柄(4)装在中轴(1)二端；脚踏传动装置与电动传动装置可以装在电机定子(3)的二侧，也可以装在电机定子(3)的一侧；电动主动链轮(12)及电动棘轮(8)装在电机转子(2)上，电动被动链轮(13)装在电动车后轮(15)上；脚踏传动装置与电动传动装置采用多链轮脚踏变速机构(16)与多链轮电动变速机构(17)；脚踏传动装置与电动传动装置可以是链传动、带传动、轴传动、齿传动等多种形式。
本发明的有益效果是：
1、一般人即可满足新国标规定的脚踏骑行要求，特别是采用脚踏变速装置时，实现新国标规定的脚踏骑行要求更为轻松。
2、当电动行驶阻力较大时，可随时用脚踏骑行助力，特别是采用电动变速装置时，电动车输出扭矩可成倍增长。
3、减小电动机体积及制造成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明脚踏传动装置与电动传动装置装在电机定子二侧剖视图；
图2是本发明脚踏传动装置与电动传动装置装在电机定子一侧剖视图；
图3是脚踏被动链轮及脚踏棘轮装在电动车后轮的脚踏传动装置侧视图；
图4是电动被动链轮及电动棘轮装在电动车后轮的电动传动装置侧视图；
图5是电动主动链轮及电动棘轮装在电机转子上的电动传动装置侧视图；
图6是脚踏传动装置、电动传动装置采用多链轮变速机构顶视图。
图中(1)是中轴，(2)是电机转子，(3)是电机定子，(4)是脚踏曲柄，(5)是中轴轴承，(6)是电机转子轴承，(7)是脚踏棘轮，(8)是电动棘轮，(9)是脚踏主动链轮，(10)是脚踏被动链轮，(11)是脚踏链条，(12)是电动主动链轮，(13)是电动被动链轮，(14)是电动链条，(15)是电动车后轮，(16)是多链轮脚踏变速机构，(17)是多链轮电动变速机构。
具体实施方式
图1是本发明脚踏传动装置与电动传动装置装在电机定子(3)二侧剖视图，图3是脚踏被动链轮及脚踏棘轮装在电动车后轮的脚踏传动装置侧视图，图4是电动被动链轮及电动棘轮装在电动车后轮的电动传动装置侧视图，图中电机转子(2)套在中轴(1)外由二组中轴轴承(5)支撑，电机定子(3)套在电机转子(2)外由二组电机转子轴承(6)支撑，电机定子(3)与车架固定，脚踏传动装置由脚踏主动链轮(9)、脚踏被动链轮(10)、脚踏棘轮(7)及脚踏链条(11)组成，电动传动装置由电动主动链轮(12)、电动被动链轮(13)、电动棘轮(8)及电动链条(14)组成，脚踏主动链轮(9)装在中轴(1)上，脚踏被动链轮(10)及脚踏棘轮(7)装在电动车后轮(15)上，电动主动链轮(12)装在电机转子(2)上，电动被动链轮(13)及电动棘轮(8)装在电动车后轮(15)上，脚踏曲柄(4)装在中轴(1)二端。
在人力骑行状态下，踏动脚踏曲柄(4)，带动中轴(1)、脚踏主动链轮(8)转动，通过脚踏链条(10)、脚踏被动链轮(9)、脚踏棘轮(7)带动电动车后轮(14)转动。骑行时虽然中轴(1)转动，因为有中轴轴承(5)的支撑，电机转子(2)不会转动，骑行时虽然电动车后轮(14)转动，因为有电动棘轮(8)的存在，电机转子(2)同样不会转动，也就不会有电机空载损耗的产生，这与骑普通自行车完全一样，脚踏传动装置为增速机构，便于提升骑行速度。
在电动骑行状态下，电机转子(2)转动，带动电动主动链轮(11)转动，通过电动链条(13)、电动被动链轮(12)、电动棘轮(8)带动电动车后轮(14)转动。电动骑行时虽然电机转子(2)转动，因为有中轴轴承(5)的支撑，中轴(1)不会转动，电动骑行时虽然电动车后轮(14)转动，因为有脚踏棘轮(7)的存在，脚踏链条(10)同样不会转动。脚踏棘轮(7)与电动棘轮(8)工作原理一样，结构可以一样，大小可以不同。电动传动装置为减速机构，这样可以提高输出转矩，减小电动机体积及制造成本。
图2是本发明脚踏传动装置与电动传动装置装在电机定子(3)一侧剖视图，把脚踏传动装置与电动传动装置装在电机定子(3)一侧，其好处是可以制成一个统一的传动变速箱，外形美观。
图5是电动主动链轮及电动棘轮装在电机转子上的电动传动装置侧视图，把电动主动链轮(11)及电动棘轮(8)装在电机转子(2)上的好处是电动棘轮(8)可以采用现有自行车的标准产品，缺点是在人力骑行状态时电动链条(13)会跟随转动，但由于电动棘轮(8)的存在，电机转子(2)是不会转动的。
图6是脚踏传动装置、电动传动装置采用多链轮变速机构顶视图，在人力骑行状态时如果再使用多链轮脚踏变速机构(16)，骑行将使更为轻松，完全可以满足新国标的脚踏骑行能力。在需要大扭矩骑行状态时，当然我们不能采用增加电动机功率的方法，那样就不符合新国标了，这时就可以电动、人力同时出力，使输出扭矩大幅提高，如果再结合使用多链轮脚踏变速机构(16)及多链轮电动变速机构(17)就可使输出扭矩成倍的增长，多链轮变速机构可以参照或套用现有变速自行车的方式。
纵上所述，人力骑行和电动骑行可以在互不干涉情况下独立工作，需要时人力骑行和电动骑行可以同时出力。
图中脚踏传动装置与电动传动装置都是链轮、链条形式，也还可以是带传动、轴传动、齿传动等多种形式，带传动与链传动相似，互换比较容易，轴传动可以参照同类型的自行车，齿传动需要有专用齿轮箱。

Claims (6)

1.双传动中置电机，由中轴(1)、电机转子(2)、电机定子(3)、脚踏曲柄(4)、中轴轴承(5)、电机转子轴承(6)、脚踏棘轮(7)、电动棘轮(8)、电动车后轮(15)、脚踏传动装置、电动传动装置组成，其特征是：电机转子(2)套在中轴(1)外由二组中轴轴承(5)支撑，电机定子(3)套在电机转子(2)外由二组电机转子轴承(6)支撑，电机定子(3)与车架固定，脚踏传动装置由脚踏主动链轮(9)、脚踏被动链轮(10)、脚踏棘轮(7)及脚踏链条(11)组成，电动传动装置由电动主动链轮(12)、电动被动链轮(13)、电动棘轮(8)及电动链条(14)组成，脚踏主动链轮(9)装在中轴(1)上，脚踏被动链轮(10)及脚踏棘轮(7)装在电动车后轮(15)上，电动主动链轮(12)装在电机转子(2)上，电动被动链轮(13)及电动棘轮(8)装在电动车后轮(15)上，脚踏曲柄(4)装在中轴(1)二端。
2.根据权利要求1所述的双传动中置电机，其特征是：脚踏传动装置与电动传动装置可以装在电机定子(3)的二侧，也可以装在电机定子(3)的一侧。
3.根据权利要求1所述的双传动中置电机，其特征是：电动主动链轮(12)及电动棘轮(8)装在电机转子(2)上，电动被动链轮(13)装在电动车后轮(15)上。
4.根据权利要求1所述的双传动中置电机，其特征是：脚踏传动装置采用多链轮脚踏变速机构(16)。
5.根据权利要求1所述的双传动中置电机，其特征是：电动传动装置采用多链轮电动变速机构(17)。
6.根据权利要求1所述的双传动中置电机，其特征是：脚踏传动装置与电动传动装置可以是链传动、带传动、轴传动、齿传动等多种形式。
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