CN112566788A - 采用两个电机的无齿轮电力转换系统 - Google Patents

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Abstract

一种人力转换系统并入有两个或更多个电机，以通过能量转换来协助对车辆供电。第一电机与人力输入联接，并且在人力输入不足以产生提供到第二电机的推进所述车辆的电力时充当发电机。所述车辆可为自行车，并且所述第一电机可联接到曲柄。可采用包括具有共用转子或定子的所述第一电机和所述第二电机的双联接电机，并且将所述双联接电机联接到所述曲柄和/或受驱动车轮。由所述第一电机产生的电力可直接提供到所述第二电机，或者可存储在电池中并用于推进所述车辆或为其他电子部件供电。

Description

采用两个电机的无齿轮电力转换系统
发明背景
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年7月31日提交且名称为GEARLESS POWER CONVERSION SYSTEMEMPLOYING TWO ELECTRIC MACHINES的美国临时申请号62/712,668的权益；所述申请的全部内容特此以引用的方式并入本文。
发明领域
本发明涉及一种采用两个或更多个电机的无齿轮电动自行车系统。
背景技术
在本领域中已知的是，用行星齿轮传动装置联接在一起的两个电机可一起使用来提供连续可变比率，所述连续可变比率混合了两个输入，诸如原动机和电池或其他能量存储装置。混合动力汽车驱动器是众所周知的，并且在商业上已成功地将这两个电机和行星齿轮传动装置与电池和内燃发动机组合在一起，以提高整体系统效率，并且由此减少燃料消耗并降低排放和/或以其他方式提高性能。已经提出了同样理解的包括行星齿轮传动装置的类似系统，并且已在自行车驱动器方面取得了专利，但是由于重量的较高敏感性、效率以及可能还有更大的成本敏感性，所述类似系统尚未取得商业成功。
行星齿轮或齿轮传动装置(在本文中也被称为周转齿轮或齿轮传动装置)包括安装成使得一个齿轮的中心围绕另一齿轮的中心旋转的两个齿轮。齿轮架连接两个齿轮的中心，并且旋转来围绕一个齿轮(被称为太阳齿轮)带动另一个齿轮(被称为行星齿轮)。行星齿轮和太阳齿轮可啮合，使得其齿节圆在不会滑移的情况下滚动。行星齿轮的齿节圆上的某一点的轨迹是外摆线曲线。在这种简化的情况下，太阳齿轮是固定的并且一个或多个行星齿轮围绕太阳齿轮滚动。
包括行星齿轮传动装置的所有齿轮传动装置具有相当大的寄生损失和扭矩引发的损失，并且通常还会发出噪声。关于商业上成功的电动自行车，通常使用一组标准的链条和链轮来适应人类输入以驱动自行车。如果添加电驱动器，则这将产生额外的系统，而不是替换现有的齿轮系。如果将齿轮传动装置用于电动马达来增加扭矩，则在不输出电力时将电动马达及其齿轮脱开，以便避免来自齿轮传动装置的寄生损失、噪声和马达中的铁芯损失，从而造成踩踏阻力。这通常意味着没有实现再生制动能量。
可选地，使用直接驱动马达。这些系统通常确实提供了制动能量的再生。直接驱动选择通常是更沉重的、更昂贵的，并且由于马达中的显著的铁芯损失，仍会对踩踏工作造成显著的阻力。
回顾一下，可获得的电动自行车对标准自行车的现有的重量、成本、复杂性和维护增加了马达、驱动器和电池的电气和机械复杂性、重量、成本和维护。此外，电力和人力的组合通常对既作为自行车又作为辅助自行车的自行车的操作增加了一定复杂性。即使存在这些缺点，电动自行车也已成为全球范围内非常受欢迎的选择。
发明内容
本发明涉及一种无齿轮电动自行车系统，所述无齿轮电动自行车系统包括第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机协力地工作来提供骑车者所期望的比率和输入水平。本发明的无齿轮自行车/电动自行车系统消除了在机械和电气两方面的复杂性。此外，操作中的无齿轮电动自行车系统减少了标准自行车的齿轮传动装置的成本、重量和维护，同时提供连续电子可变比率、再生并且在需要时从电池增强电力。在不增加成本的情况下，提供了其他期望的特征，诸如用于车载电气需求的内在发电和精确测量人力输入。本发明通过一种无齿轮、轻便、有效且经济的装置来提供这些特征。
首先，示出了行星齿轮或齿轮完全不是使用两个或更多个电机来组合原动机，诸如电机和内燃发动机或踏板动力所固有的。本发明不需要采用任何齿轮。对于自行车应用，可使用链条或皮带将动力从踏板或曲柄传送到受驱动车轮，诸如后车轮。应注意，受驱动车轮也可为前车轮，对于一些卧式自行车是如此。
接下来，本发明公开了一种为了不需要减速齿轮传动装置在所需的扭矩下就具有足够的扭矩密度和效率的马达，并且由此消除了齿轮传动装置的损失、重量、噪声和成本。本发明的无齿轮电动自行车系统通过提供高转换效率并允许回收制动能量来提供可能比标准的纯机械自行车驱动器更高的系统效率。如所提及，这同一个系统提供电力，诸如更通常由自行车轮毂或轮缘发电机提供的电力，并且提供有关骑车者的输出的完整信息；从而代替昂贵的扭矩测量装置，而不用增加成本或重量。
本发明涉及一种无齿轮自行车和/或电动自行车驱动器。它包括第一电机和第二电机或更多个电机，这些电机协力地工作来提供有效的无级比率调整。
作为本发明的第一实例，在图2中描述了自行车驱动器的第一配置。位于后车轮轮毂中的第一电机配置有定子，所述定子通常通过链条或皮带联接到踏板曲柄。转子联接到后车轮。第二电机也联接到后轮毂，并且被配置在自行车车架与后车轮之间，使得转子与后车轮一起旋转，并且定子与自行车车架一起固定。如果骑车者的扭矩和步调是足够的，则第一电机的转子和定子基本上一起旋转，就好像它们是单个零件一样，并且第二电机自由地旋转。
如果需要更多扭矩，诸如爬坡骑行，则控制器允许第一电机在其转子与定子之间滑移，以维持骑车者的期望的步调和扭矩。该滑移产生电力，所述电力被馈送到第二电机，这增加了所需的额外的扭矩。
如果骑车者的输入的曲柄的每分钟转数(RPM)或踩踏步调是不足的，诸如下坡，则从第二电机吸收电力并且将所述电力馈送到第一电机。这将RPM添加到骑车者的RPM，使得骑车者维持相同的期望的步调并且维持期望的自行车速度。以此方式，维持某一范围或连续的无级比率。当制动时，第二电机可吸收能量，将所述能量存储在电池中，并且往回提供所述能量，以协助推进自行车，和/或用于其他用途，诸如在需要时进行照明。
在第二实例中，如图3所示，第一电机和第二电机两者都位于底部支架中。第一电机配置有转子，所述转子直接联接到或连接到踏板曲柄组件。定子通常通过链条或皮带联接到后车轮。第二电机被配置在自行车车架与第一电机的定子之间，使得两个电机定子一起旋转，并且联接到驱动后车轮的链条或皮带。如果骑车者的扭矩输入和步调是足够的，则第一电机的转子和定子基本上一起旋转，就好像它们是单个零件一样，并且第二电机自由地旋转。如果需要更多扭矩，诸如爬坡骑行，则控制器允许第一电机在其转子与定子之间滑移，以维持骑车者的期望的步调和扭矩。该滑移产生电力，所述电力被馈送到第二电机，这增加了所需的额外的扭矩。如果骑车者的输入RPM或踩踏步调是不足的，诸如下坡，则从第二电机吸收电力并且将所述电力馈送到第一电机。这将RPM添加到骑车者的RPM步调，使得骑车者维持相同的期望的步调并且维持期望的自行车速度。以此方式，维持某一范围或连续的无级比率。当制动时，第二电机可吸收能量，将所述能量存储在电池中，并且往回提供所述能量，以协助推进自行车或用于其他用途，诸如在需要时进行照明。
在第三实例中，如图4所示，第一电机联接到底部支架，并且第二电机位于后车轮轮毂中。第一电机配置有转子，所述转子直接联接到踏板曲柄组件。定子通常通过链条或皮带联接到后车轮。第二电机联接到后轮毂，诸如至少部分地被配置在后轮毂内，并且被配置在自行车车架与后车轮之间，使得转子与后车轮一起旋转，并且定子与自行车车架一起固定。皮带或链条将第一电机的定子联接到后轮毂中的第二电机的转子。如果骑车者的扭矩和步调是足够的，则第一电机的转子和定子根据链条或皮带比率来一起旋转，并且第二电机自由地旋转。如果需要更多扭矩，诸如爬坡骑行，则控制器允许第一电机在其转子与定子之间滑移，以维持骑车者的期望的步调和扭矩。该滑移产生电力，所述电力被馈送到第二电机，这增加了所需的额外的扭矩。如果骑车者的输入RPM或踩踏步调是不足的，诸如下坡，则从第二电机吸收电力并且将所述电力馈送到第一电机。这将RPM添加到骑车者的RPM(步调)，使得骑车者维持相同的期望的步调并且维持期望的自行车速度。以此方式，维持某一范围或连续的无级比率。当制动时，第二电机可吸收和耗散能量，或者可将所述能量存储在电池中，并且往回提供所述能量，以进行协助或用于其他用途，诸如在需要时进行照明。
作为第四实例，如图5所示，第一电机与底部支架联接。第一电机配置有转子，所述转子联接到踏板曲柄；以及定子，所述定子通常通过链条或皮带联接到后车轮。第二电机与前车轮或非骑车者输入车轮联接，诸如联接在前车叉与前车轮之间。第二电机的定子联接到车叉，并且转子联接到前车轮。如果骑车者的扭矩和步调是足够的，则第一电机的转子和定子基本上一起旋转，就好像它们是单个零件一样，并且第二电机自由地旋转。如果需要更多扭矩，诸如爬坡骑行，则控制器允许第一电机在其转子与定子之间滑移，以维持骑车者的期望的步调和扭矩。该滑移产生电力，所述电力通过电力线馈送到第二电机，这增加了所需的额外的扭矩。如果骑车者的输入RPM或踩踏步调是不足的，诸如下坡，则从第二电机吸收电力并且将所述电力馈送到第一电机。这将RPM添加到骑车者的踩踏步调，使得骑车者维持相同的期望的步调并且维持期望的自行车速度。以此方式，维持某一范围或连续的无级比率。
当制动时，第二电机可吸收能量，将所述能量存储在电池中，并且往回提供所述能量，以进行协助或用于其他用途，诸如在需要时进行照明。
作为第五实例，如图6所示，第一电机联接到后车轮或受驱动车轮。第一电机配置有转子，所述转子通常通过链条或皮带联接到踏板曲柄。定子直接联接到后车轮。第二电机联接到前车轮，诸如被配置在前车叉与前车轮之间。第二电机的定子联接到车叉，并且转子联接到前车轮。如果骑车者的扭矩和步调是足够的，则第一电机的转子和定子基本上一起旋转，就好像它们是单个零件一样，并且第二电机自由地旋转。如果需要更多扭矩，诸如爬坡骑行，则控制器允许第一电机在其转子与定子之间滑移，以维持骑车者的期望的步调和扭矩。该滑移产生电力，所述电力被馈送到第二电机，这增加了所需的额外的扭矩。如果骑车者的输入RPM或踩踏步调是不足的，诸如下坡，则从第二电机吸收电力并且将所述电力馈送到第一电机。这将RPM添加到骑车者的RPM步调，使得骑车者维持相同的期望的步调并且维持期望的自行车速度。以此方式，维持某一范围或连续的无级比率。当制动时，第二电机可吸收能量，将所述能量存储在电池中，并且往回提供所述能量，以进行协助或用于其他用途，诸如在需要时进行照明。
作为第六实例，如图7所示，第一电机位于底部支架中，并且配置有转子，所述转子直接联接到踏板曲柄。第一电机的定子通常通过链条或皮带联接到后车轮。第二电机联接到后轮毂，并且被配置在自行车车架与后车轮之间，使得转子与后车轮一起旋转，并且定子与自行车车架一起固定。皮带或链条将第一电机的定子联接到后轮毂中的第二电机的转子。第三电机在前车叉与前车轮之间联接到前车轮。第三电机的定子联接到车叉，并且转子联接到前车轮。如果骑车者的扭矩和步调是足够的，则第一电机的转子和定子基本上一起旋转，就好像它们是单个零件一样，并且第二电机和第三电机自由地旋转。如果需要更多扭矩，诸如爬坡骑行，则控制器允许第一电机在其转子与定子之间滑移，以维持骑车者的期望的步调和扭矩。该滑移产生电力，所述电力被馈送到第二电机和/或第三电机，这增加了所需的额外的扭矩。第二电机和第三电机可共享电力，以便提供最佳牵引力。如果骑车者的输入RPM或踩踏步调是不足的，诸如下坡，则从第二电机和/或第三电机吸收电力并且将所述电力馈送到第一电机。再次，可吸收电力来获得最佳牵引力。这将RPM添加到骑车者的RPM/步调，使得骑车者维持相同的期望的步调并且维持期望的自行车速度。以此方式，维持某一范围或连续的无级比率。当制动时，第二电机和第三电机两者可基于牵引力和/或安全性而吸收能量。电力将所述能量存储在电池中，并且往回提供所述能量，以进行协助或用于其他用途，诸如在需要时进行照明。
这些描述的实例中的任一者都可利用来自经过充电的电池的存储能量来协助骑车者。另外地，如果仅以人类输入能量使用所述系统，则不需要电池。可选地，可仅配置小型电池，使得仅使用骑车者的输入能量，但是可从制动中存储能量。小型电池对于典型自行车的关于辅助电气部件的电气需求而言可能是足够的，所述辅助电气部件包括但不限于照明设备、扬声器、用于各装置的充电端口、测量和显示与骑行相关的量度的传感器或仪表。
在任何上文描述的配置中，在仅描述一个电机的情况下，也可使用多个电机。例如，这可能是以下情况：描述了第一电机，但是存在两个或更多个骑车者，并且每个骑车者都有一个“第一”电机。类似地，可能存在多于两个的车轮，诸如三轮或四轮车辆。出于诸如制造、效率或包装/配置的其他优点，每个电机可由多于一个电机构成。
如本文所述，自行车是某一类型的车辆，并且可为具有对准的两个车轮的两轮自行车，但是也可为协力自行车和/或具有三个或更多个车轮的自行车，或者任何人力自行车，诸如可具有三个或四个车轮的卧式自行车，或具有多个车轮和人力输入的多人自行车。如本文所使用的自行车具有至少一个车轮，并且至少部分地由诸如骑自行车者踩踏的曲柄之类的人力输入驱动。
这种无齿轮多电机系统可适合于具有内燃发动机和/或供电电池等等的车辆并且与所述车辆一起使用，诸如混合动力车辆，或者适合于任何其他动力输入。
如本文所定义的双联接电机是包括第一电机和第二电机的电机，所述第一电机和第二电机电气地联接在一起，而且机械地联接在一起，并且其中第一电机和第二电机在其之间不存在齿轮传动装置的情况下共享电枢，诸如转子或定子，并且在至少部分操作期间共享电力。一种示例性无齿轮电动自行车系统包括可为马达或发电机的至少两个电机，并且至少一个电机可为发电机，以直接或间接地，诸如通过电池向另一个电机提供电力。在一个示例性实施方案中，第一电机和第二电机在共用组件壳体中被配置为双联接电机。示例性双联接电机的第一电机和第二电机通过诸如转子或定子的共用电枢联接在一起。例如，共用转子可为第一电机和第二电机两者的外部分，并且可为跨越第一电机和第二电机两者延伸的单个转子。如本文所述，双联接电机可位于诸如自行车的后车轮的车轮中，或者与曲柄联接，诸如联接在底部支架中或至少部分地联接在所述底部支架内，或联接在无驱动车轮内。
在一个示例性实施方案中，第一电机组件壳体联接到后车轮，其中第一电机通过接至第一电机内部分的链条与曲柄联接。当第一电机和第二电机联接到后车轮时，电机的外部分优选地是转子，因为这能实现到后车轮的更为直截了当的附接。然而，转子可为电机的外部分或内部分。单个固定齿轮比通过链条或皮带将链环和输入连接到第一电机。该单个固定齿轮比可基于应用和用户的偏好而选择。曲柄与曲柄联接器之间的固定齿轮比通常是单速或死飞骑自行车者会选择的比率。例如，由于需要更少扭矩，因此道路骑自行车者可从曲柄与曲柄联接器的约为3:1或更大的齿轮比中进行选择。在另一个实例中，由于后车轮扭矩需求，山地骑车者可能会选择曲柄与后车轮之间为2:1或更小的较高齿轮比。
在一个示例性实施方案中，自行车包括联接到后车轮的双联接电机。双联接电机可具有单个组件壳体，其中第一电机和第二电机在共用组件壳体内或共享所述共用组件壳体。在一些实施方案中，第一电机和第二电机外部分或定子可一起旋转并且联接到后车轮。第一电机的转子可通过链条联接到踏板曲柄。当骑车者的输入不足以维持期望的踏板RPM步调时，第一电机的转子可滑移。转子相对于后车轮或定子滑移，并且产生电力，所述电力被输送到第二电机，以在后车轮上产生扭矩，从而提高自行车速度。
在一个示例性实施方案中，双联接电机被配置在底部支架中或直接联接到曲柄，由此当骑乘者踩踏曲柄时，这使第一电机的转子旋转，而不用在其之间配置链条。在此实施方案中，第一电机和/或第二电机的外部分或定子可联接到链条以驱动自行车的至少一个车轮，诸如后车轮。再次，当骑车者的输入完全足以维持期望的踏板RPM步调时，第一电机的转子可滑移。转子相对于定子滑移，并且产生电力，所述电力被输送到第二电机，以在链条上产生扭矩，进而在诸如后车轮的车轮上产生扭矩，从而提高自行车速度。
一种示例性无齿轮电动自行车系统可包括用于向电机中的一者或多者提供电力的电池。电池可为可充电电池，并且可从由电机中的一者或多者产生的电力中充电。可充电电池可存储电力和/或向第一电机和/或第二电机提供电力。当下坡时或当制动时，电机可能会产生电能，所述电能被存储在可充电电池中，并且当骑车者的输入低于骑车者的期望的动力水平时，可使用这个存储的电能。自行车的制动控制器可联接到控制系统，并且当骑车者激活制动器时，电机中的一者或多者可增加对车轮中的一者的旋转的阻力以减慢车轮的旋转速度。电机将充当发电机以将制动力施加到车轮，并且将产生电力，所述电力可存储在电池中以备后用。可选地，当电池因为其已充满电或几乎充满电而无法接受额外的电力时，可将马达用作电阻器以耗散关于断裂的电力。或者，如果马达/发电机无法接受所需的那样的电力，则可采用电阻器来耗散所需的电力。这些电力耗散概念和控制方法在授予David Calley等人的美国专利号6,703,718以及授予David Calley的PCT/US2008/0101916中进行了描述；两个专利的全部内容特此以引用的方式并入本文。
示例性无齿轮电动自行车系统的示例性电池可用于为辅助部件或装置供电，所述辅助部件或装置诸如为灯；计算和显示系统，包括但不限于导航系统、用户界面、用户输出显示器、速度和距离显示器；音频系统；计算装置，诸如计算机、平板计算机和移动电话等等。
本发明的电机包括转子和定子，并且充当电动马达或发电机。转子可为电机的外部分，并且绕定子旋转。电机的外部分在径向上配置在内部分的外部或远离所述内部分之处。在另一个实施方案中，外部分是定子，并且转子在径向上从定子向内配置并且在定子内旋转。在一个示例性实施方案中，电机是如以下项中所描述的横向磁通电机：授予DavidCalley等人的美国专利号6,924,579；美国专利号6,666,704、7,800,275；美国专利号7,863,797、7,868,511；美国专利号7,876,019；美国专利号7,973,446；美国专利号7,988,084；美国专利号7,851,965；美国专利号7,868,508；美国专利号7,923,886；美国专利号7,994,678；美国专利号8,008,821；美国专利号8,030,819；美国专利号8,193,679；美国专利号8,242,658；美国专利号8,222,786；美国专利号8,760,023；美国专利号8,053,944；美国专利号8,415,848；美国专利号8,405,275；美国专利号8,749,108；美国专利号8,836,196；美国专利号8,854,171；以及美国专利号8,952,590；每一个专利的全部内容特此以引用的方式并入本文。在一个示例性实施方案中，电机是如授予David Calley的美国专利号9,680,339中所描述的横向磁通电机，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。
示例性无齿轮电动自行车系统包括离合器，并且所述离合器可为单向离合器，以允许仅在一个方向上旋转。
示例性无齿轮电动自行车系统包括控制系统，所述控制系统包括用户界面。骑车者可通过用户界面将输入水平输入到控制系统中。控制系统可监测电机状态，诸如每分钟转数、步调、扭矩、电力等等。这些量度可在显示器上提供给用户。例如，骑车者可输入作为60的期望的每分钟转数(RPM)，并且显示器可提供曲柄的实际每分钟转数、或者用户提供给曲柄的扭矩输入或动力输入。在一个示例性实施方案中，至少一个电机与曲柄联接，例如与底部支架配置在一起，或经由曲柄与曲柄联接器之间的链条配置在某一车轮上，并且因此提供关于用户输入的反馈量度。示例性无齿轮电动自行车系统提供关于骑乘者的输出的完整信息，诸如扭矩、速度和电力，这对于锻炼而言是有用的信息。
示例性无齿轮电动自行车系统提供了一种驱动诸如自行车的车辆的独特的方式。本发明的主要任务是对自行车实现有效的连续可变传动装置。示例性无齿轮电动自行车系统的辅助任务是在除了存储之外不添加任何东西的情况下增加所存储的能量。净系统效率应近似等于标准链条、变速器和链轮传动装置效率，并且除了将踏板动力耦合到诸如后车轮的受驱动车轮的构件之外，消除了所有齿轮传动装置。本发明的示例性无齿轮电动自行车系统具有很少的零件，诸如齿轮。
消除齿轮传动装置实现了若干优点。最重要的是，系统效率可达到或超过标准自行车链条和链轮驱动器的效率，部分原因是可有效地回收断裂能量。所述系统不那么复杂，并且除了不存在齿轮传动装置的复合损失，它也不存在由齿轮传动装置产生的噪声和对齿轮传动装置的维护需求。
本发明的示例性电力转换系统可被配置在具有受驱动车轮和无驱动车轮的车辆上。所述系统还可包括在无驱动车轮中的一者或多者上的速度传感器，并且所测量的速度可用于控制由示例性无齿轮电动马达系统驱动的车轮的速度。受驱动车轮可以与无驱动车轮基本上相同的速度驱动，以避免滑移，诸如在断裂、加速期间滑移，或当在可能会引起受驱动车轮滑移的松散地形上时滑移。在铺面道路上，受驱动车轮和无驱动车轮的速度可基本上同步到彼此相差约3％至约8％以内，并且在松散地形，诸如越野地形上，以及在泥土或砾石上，受驱动车轮和无驱动车轮的速度可通过控制系统并利用来自无驱动车轮上的一体式传感器和/或速度传感器的输入而基本上同步到相差约12％至18％以内。基本上同步的速度包括受驱动车轮和无驱动车轮的彼此相差20％以内的速度，并且速度是相对于接触表面或地面的速度，也被称为切向速度，因为受驱动车轮和无驱动车轮可能具有不同的直径。此外，诸如包括场定向控制算法的算法之类的一体式传感器，或速度传感器可与电机联接，并且可测量或检测电机的参数。一体式传感器可利用电流I矢量和电流q矢量来跟踪马达内的电流和场关系以确定扭矩、速度、d和q矢量。这些参数可用于控制电力转换系统11的电机中的一者。
在一个示例性实施方案中，电力转换系统不具有在第一电机与第二电机之间配置的行星齿轮传动装置，但是在诸如踩踏曲柄的扭矩输入与第一电机之间确实具有齿轮传动装置，以改变所需的扭矩输入速率，诸如电动自行车的曲柄的每分钟转数。在一个示例性实施方案中，如本文所述，在曲柄与第一机器之间提供行星齿轮传动装置，诸如与底部支架联接或与受驱动车轮的轴联接，所述受驱动车轮是由扭矩输入，诸如经由链条或皮带驱动的车轮。
提供本发明的概述作为对本发明的一些实施方案的一般介绍，而不意图进行限制。本文提供了包括本发明的变化和替代配置的另外的示例实施方案。
附图说明
被包括来提供对本发明的进一步理解并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施方案，并且连同描述一起用来解释本发明的原理。
图1示出了包括两个电机的示例性电动自行车系统的横截面。
图2示出了示例性电动自行车系统，所述电动自行车系统包括联接到后车轮的两个电机以及用于存储电能的可充电电池。
图3示出了示例性电动自行车系统，所述电动自行车系统包括联接到曲柄的两个电机以及用于存储电能的可充电电池。
图4示出了示例性电动自行车系统，所述电动自行车系统包括两个电机，其中第二电机联接到后车轮，并且第一电机联接到曲柄。
图5示出了示例性电动自行车系统，所述电动自行车系统包括两个电机，其中第一电机联接到曲柄，并且第二电机联接到前车轮。
图6示出了示例性电动自行车系统，所述电动自行车系统包括两个电机，其中第一电机联接到后车轮，并且第二电机联接到前车轮。
图7示出了示例性电动自行车系统，所述电动自行车系统包括三个电机，其中第一电机联接到底部支架，第二电机联接到后车轮，并且第三电机联接到前车轮。
图8示出了在第一机器与扭矩输入(曲柄)之间具有行星齿轮传动装置的示例性第一机器的透视图。
图9示出了在第一机器与扭矩输入(曲柄)之间具有行星齿轮传动装置的示例性第一机器的透视剖开图。
在整个附图的若干视图中，对应的附图标记指示对应的零件。这些附图代表本发明的一些实施方案的图示，并且不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。另外地，附图不一定按比例绘制，一些特征可能被放大以示出特定部件的细节。因此，本文公开的特定结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式运用本发明的代表性基础。
具体实施方式
如本文所使用，术语"包含(comprises)"、"包含(comprising)"、"包括(includes)"、"包括(including)"、"具有(has)"、"具有(having)"或其任何其他变型意图覆盖非排他性的包括。例如，包括一系列元件的过程、方法、制品或设备不一定仅限于那些元件，而是还可包括未明确列出的或者这种过程、方法、制品或设备固有的其他元件。另外，"一个/种(a/an)"的使用用于描述本文描述的元件和部件。这样做仅仅是为了方便并且给出一般意义上的本发明的范围。除非明显另有所指，否则这种描述应被理解为包括一个或至少一个，并且单数形式也包括复数形式。
本文描述了并在附图中示出了本发明的某些示例性实施方案。所描述的实施方案仅用于说明本发明，而不应被解释为限制本发明的范围。本领域技术人员将想到本发明的其他实施方案以及所描述的实施方案的某些修改、组合和改进，并且所有此类替代实施方案、组合、修改、改进都在本发明的范围内。
定义：
如本文所使用，自行车指代具有以下项的任何人力车辆：一个或多个车轮，诸如独轮车或自行车；人力输入，诸如附接到旋转的曲柄或往复运动机构的踏板，并且其中车轮中的至少一者由人力输入通常通过皮带或链条来驱动。如本文所述，自行车可为具有对准的两个车轮的两轮自行车，但是也可为具有三个或更多个车轮的协力自行车，或者任何人力自行车，诸如可具有三个或四个车轮的卧式自行车，或具有多个车轮和人力输入的多人自行车。如本文所使用的自行车具有至少一个车轮，由诸如骑自行车者踩踏的曲柄之类的人力输入驱动。
如本文所使用，链条指代踏板-曲柄之间的联接件，所述联接件使曲柄联接件旋转并且使第一电机以及在一些情况下第二电机的转子旋转，并且所述链条可为具有联接的链节的传统链条、皮带或其他合适的联接件。
如本文所使用，曲柄联接器是在曲柄与受驱动车轮之间的一个或多个联接部件，并且可包括联接到受驱动车轮的链条、皮带和/或齿轮。
如本文所定义的双联接电机是包括第一电机和第二电机的电机，所述第一电机和第二电机电气地联接在一起，而且机械地联接在一起，并且其中第一电机和第二电机在其之间不存在齿轮传动装置的情况下共享电枢，诸如转子或定子，并且在至少部分操作期间共享电力。
无齿轮电机组件是两个或更多个电机的组件，其中在电机或任一电机的输出之间不存在齿轮传动装置的情况下在电机之间传送电力。这两个电机可机械地联接在一起(双联接电机)，或者电气地连接，但是不共同定位，诸如一个位于底部支架上，并且一个位于受驱动车轮上。
如本文所使用，无齿轮电动自行车是由一个或多个电机在两个电机之间不存在齿轮传动装置的情况下进行驱动的自行车。
如本文所使用，人力输入指代被配置为接收人力输入以推进车辆的任何机械装置，并且包括附接到曲柄的旋转的踏板，但是也包括往复式踏板或被配置为用手提供动力的踏板。人力输入还可为施加到车轮的直接力，诸如在轮椅的情况下。
如本文所使用，非骑车者输入车轮是不直接诸如通过与车轮联接的踏板或联接到曲柄的链条从骑车者接收任何机械动力输入的车轮。在常规自行车中，骑车者踩踏板，并且这使与后车轮机械地联接并向后车轮提供扭矩的链条转动。常规自行车的前车轮是非骑车者输入车轮和飞轮，但可能具有制动器。
如本文中使用来描述电机联接到车轮或曲柄的术语“联接到”表示电机物理地联接到车轮或曲柄，并且其中电机的一部分随车轮或曲柄一起旋转。当电机联接到车轮时，电机的一部分可被配置在车轮的轮毂中，并且当电机联接到曲柄时，电机的一部分可被配置在底部支架中。
自行车的辅助电气部件包括灯、扬声器、控制系统、显示器、传感器、用于手机或其他装置的充电端口等等。辅助电气部件可具有200瓦或更少，或在循环应用中为100瓦或更少的电力需求。
如本文所使用，车辆是用于尤其是在陆地上运输人员和/或货物的可移动事物，诸如小汽车、卡车、手推车、自行车等等，并且可为有人的和无人的。
如图1所示，示例性电动自行车系统10包括两个电机，所述两个电机通过共用外部分51物理地联接在一起，这是双联接电机18的实例。共用外部分51是第一电机40的转子42和第二电机60的转子62；共用转子52跨越第一电机和第二电机延伸。第一电机40通过曲柄联接件30，诸如具有齿轮齿的齿轮31与曲柄联接。第一电机可直接联接到曲柄，或者可通过链条38联接到曲柄联接件30，所述链条38从曲柄(未示出)延伸到车轮34上的曲柄联接件。第二电机60通过轮毂32联接到自行车。如果骑车者的扭矩和步调是足够的，则第一电机的转子和定子基本上一起旋转，就好像它们是单个零件一样，并且第二电机自由地旋转。如果需要更多扭矩，诸如爬坡骑行，则控制器允许第一电机在其转子与定子之间滑移，以维持骑车者的期望的步调，并且扭矩和电力通过第二电机馈送到车轮。如果骑车者的输入RPM或踩踏步调是不足的，诸如下坡，则从第二电机吸收电力并且将所述电力馈送到第一电机。这将RPM添加到骑车者的RPM步调，使得骑车者维持相同的期望的步调并且维持期望的自行车速度。以此方式，维持某一范围或连续的无级比率。当制动时，第二电机可吸收能量，将所述能量存储在电池中，并且往回提供所述能量，以协助推进自行车或用于其他用途，诸如用于辅助电气部件。第一电机40具有如所示的外部分41，诸如转子42，以及如所示的内部分43，诸如定子44。第一线圈49被配置在第一定子与第一转子之间。第二电机60具有如所示的外部分61，诸如转子62，以及如所示的内电枢部分63，诸如定子64。第二线圈69被配置在第二定子与第二转子之间。第一组件壳体45和第二组件壳体65是共用壳体55，其中第一内外部分和第二内外部分两者以及电枢都在单个共用壳体内。在此示例性实施方案中，第一电机和第二电机共享共用外部分51或具有共用转子52，但是应理解，它们可共享共用内部分53，并且内部分和外部分可为共用定子或共用转子，这取决于应用和电机在自行车上的位置。图1所示的具有共用外转子的双联接电机18优选地如本文所述经由接至曲柄的联接件与车轮或曲柄配置在一起。图1所示的电机形成不包括行星齿轮传动装置的电力转换系统11。双联接电机18包括一体式传感器88，所述一体式传感器88检测电机的诸如电流的参数，以确定速度、扭矩和如本文所述的其他性质。
如图2所示，示例性电动自行车系统10被配置在车辆15，即具有自行车车架13、前车轮14、后车轮16以及与曲柄20联接的踏板22的自行车12上。示例性电动自行车系统10包括电力转换系统11，所述电力转换系统11包括与后车轮16联接的第一电机40和第二电机60。第一电机和第二电机可被配置为双联接电机18。第一电机可与曲柄联接件30联接，由此当骑车者踩踏踏板22以使曲柄20旋转时，链条38使曲柄联接器以及第一电机的外部分或内部分旋转。当骑车者没有提供足够的动力来维持期望的输入水平时，第一电机的内部分或外部分(诸如转子或定子)可滑移以便维持期望的步调，并且第一电机可充当发电机。可选地，当骑车者的步调不足以达到所需的自行车速度，诸如下坡时，第二电机可吸收电力并将所添加的电力提供到第一电机，从而增加RPM以匹配车轮的RPM并且将扭矩从曲柄联接件30传递到车轮。以此方式，维持骑车者的期望的步调。如本文所述，第一电机可充当发电机并向第二电机提供电力，并且第二电机可充当马达以推进后车轮。第二电机可与轮毂32联接。用户可将诸如踩踏步调的期望的输入水平输入到用户输入特征82和控制系统80中。控制系统可包括微处理器，或者向第一电机和第二电机提供指令以维持所设定的输入水平的其他控制器。实际输入水平和其他量度，诸如自行车的速度、电力输入水平、距离等等可显示在显示器84上。可充电电池70通过电力线72与第一电机和/或第二电机联接。可充电电池可存储来自第一电机或第二电机中的一者或多者的电力，并且在需要额外的扭矩来推进自行车时将此电力提供回到双联接电机。电池还可向控制系统和需要电力的其他系统，诸如灯等等提供电力。示例性无齿轮电动自行车系统包括离合器19，并且此离合器可为单向离合器，以允许仅在一个方向上旋转。速度传感器86可测量无驱动车轮的速度并且可被配置在车轮上。无驱动车轮的速度可由控制系统80使用来控制受驱动车轮或在此实例中的后车轮16的速度。如本文所述，受驱动车轮的速度可与无驱动车轮的速度基本上同步，以避免滑移状况，诸如在加速或制动期间的滑移状况。
如图3所示，示例性电动自行车系统10被配置在自行车12上，所述自行车12具有自行车车架13、前车轮14、后车轮16以及与曲柄20联接的踏板22。示例性电动自行车系统10包括与曲柄20联接的第一电机40和第二电机60。第一电机和第二电机可被配置为双联接电机18。第一电机可与曲柄20联接，由此当骑车者踩踏踏板22以使曲柄20旋转时，第一电机的外部分或内部分旋转。当骑车者没有提供足够的动力来维持期望的输入水平时，第一电机的内部分或外部分(诸如转子或定子)可滑移以便维持期望的步调，并且第一电机可充当发电机。如本文所述，第一电机可充当发电机并向第二电机提供电力，并且第二电机可充当马达以将扭矩添加到链条38。可选地，当骑车者的步调不足以达到所需的自行车速度，诸如下坡时，第二电机可吸收电力并向第一电机提供所添加的电力，从而增加RPM，使得维持骑车者的期望的步调。用户可将诸如踩踏步调或RPM的期望的输入水平输入到用户输入特征82和控制系统80中。控制系统可包括微处理器，或者向第一电机和第二电机提供指令以维持所设定的输入水平的其他控制器。实际输入水平和其他量度，诸如自行车的速度、电力输入水平、距离等等可显示在显示器84上。可充电电池70通过电力线72与第一电机和/或第二电机联接。可充电电池可存储来自双联接电机中的一者或多者的电力，并且在需要额外的扭矩来推进自行车时将此电力提供回到双联接电机。电池还可向控制系统和需要电力的其他系统，诸如灯等等提供电力。速度传感器86可测量无驱动车轮的速度并且可被配置在车轮上。无驱动车轮的速度可由控制系统80使用来控制受驱动车轮或在此实例中的后车轮16的速度。如本文所述，受驱动车轮的速度可与无驱动车轮的速度基本上同步，以避免滑移状况，诸如在加速或制动期间的滑移状况。
如图4所示，示例性电动自行车系统10被配置在自行车12上，所述自行车12具有自行车车架13、前车轮14、后车轮16以及与曲柄20联接的踏板22。示例性电动自行车系统10包括两个电机，其中第一电机40联接到曲柄，并且第二电机60联接到后车轮。第二电机60联接到后车轮16，并且第一电机40与曲柄20联接并且可被部分地配置在底部支架内。第一电机可配置有转子42，所述转子42直接联接到踏板曲柄；以及定子44，所述定子44通常通过链条或皮带联接到后车轮。链条38从曲柄20延伸到后车轮16，并且通过曲柄联接件30与第二电机60联接。第二电机具有单独的定子64和转子62。当骑车者没有提供足够的扭矩来维持期望的步调时，第一电机的内部分或外部分(诸如转子或定子)可滑移以便维持期望的步调，并且第一电机可充当发电机。来自第一电机的电力可被传递到第二电机以添加所需的扭矩。可选地，当骑车者的步调不足以达到所需的自行车速度时，诸如在下坡时，第二电机可吸收电力并向第一电机提供所添加的电力，并且增加RPM，使得维持骑车者的期望的步调。骑车者可将诸如踩踏步调或RPM的期望的输入水平输入到用户输入特征82和控制系统80中。控制系统可包括微处理器，或者向第一电机和第二电机提供指令以维持所设定的输入水平的其他控制器。实际输入水平和其他量度，诸如自行车的速度、电力输入水平、距离等等可显示在显示器84上。可充电电池70分别通过电力线72、72'与第一电机和第二电机联接。可充电电池可存储来自电机中的一者或多者的电力，并且当需要额外的电力来推进自行车时将此电力提供回到所述电机。电池还可向控制系统和需要电力的其他系统，诸如灯等等提供电力。应注意，如本文所述，第一机器和/或第二机器可为双联接电机。
如图5所示，示例性电动自行车系统10被配置在自行车12上，所述自行车12具有自行车车架13、前车轮14、后车轮16以及与曲柄20联接的踏板22。示例性电动自行车系统10包括两个电机40和60。第一电机40联接到曲柄20，并且第二电机60与前车轮14联接。当骑车者没有提供足够的扭矩来维持期望的输入水平时，第一电机40的内部分或外部分(诸如转子42或定子44)可滑移以便维持期望的步调，并且第一电机可充当发电机。然后，由发电机产生的电力可被传送到第二电机以为第二电机供电，所述第二电机充当向前车轮提供扭矩的马达。可选地，当骑车者的步调不足以达到所需的自行车速度，诸如下坡时，第二电机可吸收电力并向第一电机提供所添加的电力，并且增加RPM，使得维持骑车者的期望的步调。用户可将诸如踩踏步调或RPM的期望的输入水平输入到用户输入特征82和控制系统80中。控制系统可包括微处理器，或者向第一电机和第二电机提供指令以维持所设定的输入水平的其他控制器。实际输入水平和其他量度，诸如自行车的速度、电力输入水平、距离等等可显示在显示器84上。可充电电池70分别通过电力线72、72'与第一电机和第二电机联接。可充电电池可存储来自电机中的一者或多者的电力，并且当需要额外的扭矩来推进自行车时将此电力提供回到所述电机。电池还可向控制系统和需要电力的其他系统，诸如灯等等提供电力。如本文所述，第一电机和第二电机可为双联接电机。
如图6所示，示例性电动自行车系统10被配置在自行车12上，所述自行车12具有自行车车架13、前车轮14、后车轮16以及与曲柄20联接的踏板22。示例性电动自行车系统10包括两个电机40和60。第一电机40在曲柄联接件30与轮毂32之间联接到后车轮16，并且第二电机60在车架13的车叉与轮毂32'之间与前车轮14联接。第一电机40的内部分或外部分(诸如转子42或定子44)可通过链条38和曲柄联接件30与曲柄20联接，并且当骑车者没有提供足够的动力来维持期望的输入水平时，所述内部分或外部分可滑移以便维持期望的步调，并且第一电机可充当发电机。然后，由第一机器发电机产生的电力可通过电力线72和72’传送到第二电机，所述第二电机充当向前车轮提供扭矩的马达。应注意，第一电机40可为双联接电机18，并且可向双联接电机的辅助电机60'和/或前车轮上的第二电机60提供电力。第一电机在充当发电机时产生的电力可被输送到第二电机60和/或60'中的一者或多者。可选地，当骑车者的步调不足以达到所需的自行车速度，诸如下坡时，一个或多个第二电机60和/或60’可吸收电力并向第一电机提供所添加的电力，从而增加RPM，使得维持骑车者的期望的步调。用户可将诸如踩踏步调或RPM的期望的输入水平输入到用户输入特征82和控制系统80中。控制系统可包括微处理器，或者向第一电机和第二电机提供指令以维持所设定的输入水平的其他控制器。实际输入水平和其他量度，诸如自行车的速度、电力输入水平、距离等等可显示在显示器84上。可充电电池70分别通过电力线72、72'与第一电机40和第二电机60联接。可充电电池可存储来自电机中的一者或多者的电力，并且当需要额外的扭矩来推进自行车时将此电力提供回到所述电机。电池还可向控制系统和需要电力的其他系统，诸如灯等等提供电力。第一电机和第二电机包括第一电机40和第二电机60。一对可充电电池70、70'分别通过电力线72、72'与第一电机和第二电机联接。可充电电池可存储来自电机中的一者或多者的电力，并且当需要额外的扭矩来推进自行车时将此电力提供回到其他电机中的一者。电池还可向控制系统和需要电力的其他系统，诸如灯等等提供电力。应注意，如本文所述，第一机器40和/或第二机器60可为双联接电机。
如图7所示，示例性电动自行车系统10被配置在自行车12上，所述自行车12具有自行车车架13、前车轮14、后车轮16以及与曲柄20联接的踏板22。示例性电动自行车系统10包括联接到曲柄或底部支架的第一电机40、联接到后车轮的第二电机60以及联接到前车轮的第三电机90。第一电机40与曲柄联接并且可至少部分地被配置在底部支架内，并且配置有转子，所述转子直接联接到踏板曲柄；以及定子，所述定子通常通过链条或皮带联接到后车轮16。第二电机60与后车轮轮毂32联接，并且被配置在自行车车架13与后车轮16之间，使得转子62与后车轮一起旋转，并且定子64与自行车车架一起固定。皮带或链条38将第一电机40的定子44联接到后轮毂中的第二电机的转子62。第三电机90联接到前车轮，并且可被配置在前车叉26与前车轮14之间。第三电机的定子94联接到车叉，并且转子92联接到前车轮。如果骑车者的扭矩和步调是足够的，则第一电机的转子和定子基本上一起旋转，就好像它们是单个零件一样，并且第二电机和第三电机自由地旋转。如果需要更多扭矩，诸如爬坡骑行，则控制器允许第一电机在其转子42与定子44之间滑移，以维持骑车者的期望的步调和扭矩。该滑移产生电力，所述电力被馈送到第二电机和第三电机，这增加了所需的额外的扭矩。第二电机和第三电机可共享电力，以便提供最佳牵引力。如果骑车者的RPM(步调)是不足的，诸如下坡，则从第二电机和/或第三电机吸收电力，并且将所述电力馈送到第一电机。再次，可吸收电力来获得最佳扭矩。馈送到第一电机的电力将RPM添加到骑车者的RPM(步调)，使得骑车者维持相同的期望的步调并且维持期望的自行车速度。以此方式，维持某一范围或连续的无级比率。当制动时，第二电机和第三电机两者可基于牵引力和/或安全性而吸收能量。电力将所述能量存储在电池中，并且往回提供所述能量，以进行协助或用于其他用途，诸如在需要时进行照明。联接到曲柄或底部支架的电机和/或联接到后车轮的电机可为具有第一电机和第二电机的双联接电机18。用户可将诸如踩踏步调或RPM的期望的输入水平输入到用户输入特征82和控制系统80中。控制系统可包括微处理器，或者向双联接的第一电机和第二电机提供指令以维持所设定的输入水平的其他控制器。实际输入水平和其他量度，诸如自行车的速度、电力输入水平、距离等等可显示在显示器84上。一对可充电电池70、70'分别通过电力线72、72'与第一电机40、第二电机60和第三电机90电耦合。可充电电池可存储来自电机中的一者或多者的电力，并且当需要额外的扭矩来推进自行车时将此电力提供回到所述电机。电池还可向控制系统和需要电力的其他系统，诸如灯等等提供电力。应注意，如本文所述，第一电机、第二电机和/或第三电机可为双联接电机。
现参考图8和图9，示例性无齿轮电动自行车系统10包括在扭矩输入(被踩踏的曲柄20)与第一电机40之间的行星齿轮传动装置。如图8所示，在行星齿轮传动装置100组件中，四个行星齿轮104围绕太阳齿轮102配置。图9示出了旨在扭矩输入(曲柄20)与第一电机40之间提供齿轮传动装置的示例性行星齿轮传动装置100组件的内部配置。应注意，第二电机60不包括行星齿轮传动装置，并且在第一电机与第二电机之间不存在行星齿轮传动装置。
对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下可在本发明中进行各种修改、组合和变化。本文描述的特定实施方案、特征和元件可以任何合适的方式进行修改和/或组合。因此，本发明意图覆盖本发明的修改、组合和变化，只要这些修改、组合和变化落在随附权利要求及其等效物的范围内。

Claims (32)

1.一种电力转换系统，所述电力转换系统包括：
无齿轮电机组件，所述无齿轮电机组件包括：
第一电机；以及
第二电机；
其中在所述第一电机与所述第二电机之间并未配置行星齿轮传动装置；
控制器；
其中所述电力转换系统被配置为在输入与输出之间提供可变比率；并且
其中传入所述第一电机的扭矩输入机械地传递到所述输出；
并且比率变化所需的任何电力差异都在所述第一电机与所述第二电机之间电气地交换。
2.如权利要求1所述的电力转换，其中在所述第一电机或所述第二电机中的任一者上都不存在行星齿轮传动装置。
3.如权利要求1所述的电力转换，所述电力转换还包括存储来自所述电力转换系统的能量的电池。
4.如权利要求3所述的电力转换，其中所述第二电机具有定子和转子，并且其中所述第二电机吸收传送到所述电池的电力。
5.如权利要求3所述的电力转换，其中所述电池从外部源接收电荷。
6.如权利要求1所述的电力转换系统，其中单向离合器被配置在所述第一电机的所述输入与输出之间。
7.如权利要求1所述的电力转换系统，其中所述电力转换系统联接到具有受驱动车轮和无驱动车轮的某一车辆，并且其中所述电力转换系统还包括被配置在所述无驱动车轮上的速度传感器，并且其中所述控制器使所述受驱动车轮的速度与所述无驱动车轮的速度基本上同步。
8.如权利要求1所述的电力转换系统，其中所述电力转换系统联接到具有第一受驱动车轮和第二受驱动车轮的某一车辆，并且其中所述控制器使所述第一受驱动车轮的速度与所述第二受驱动车轮的速度基本上同步。
9.如权利要求1所述的电力转换系统，其中所述第一电机包括一体式传感器，所述一体式传感器测量传入所述第一电机的扭矩输入、所述第一电机的电力和速度。
10.如权利要求9所述的电力转换系统，其中所述第二电机包括一体式传感器，所述一体式传感器测量所述第二电机电力、所述第二电机的速度和扭矩。
11.如权利要求1所述的电力转换系统，其中所述第一电机具有定子和转子，并且由此所述定子或所述转子中的一者相对于另一者滑移以产生电力，所述电力被传送到所述第二电机以产生输出扭矩。
12.如权利要求1所述的电力转换系统，其中所述第二电机具有定子和转子，并且其中所述第二电机吸收电力，所述电力被传送到所述第一电机以将RPM添加到所述第一电机。
13.如权利要求1所述的电力转换系统，其中所述扭矩输入是人力输入。
14.如权利要求1所述的电力转换系统，所述电力转换系统还包括自行车，并且其中所述电力转换系统与所述自行车联接，并且其中所述电力转换系统产生所述输出来推进所述自行车。
15.如权利要求14所述的电力转换系统，其中所述自行车包括底部支架，并且其中所述第一电机和所述第二电机至少部分地被配置在所述底部支架中。
16.如权利要求14所述的电力转换系统，其中所述自行车包括底部支架和受驱动车轮，并且其中所述第一电机被配置在所述底部支架中，并且所述第二电机联接到所述受驱动车轮。
17.如权利要求14所述的电力转换系统，其中所述自行车包括受驱动车轮，并且其中所述第一电机和所述第二电机联接到所述受驱动车轮。
18.如权利要求14所述的电力转换系统，其中所述自行车包括第一受驱动车轮和第二受驱动车轮，并且其中所述第一电机联接到所述第一受驱动车轮，并且其中所述第二电机联接到所述第二受驱动车轮。
19.如权利要求14所述的电力转换系统，其中所述自行车包括第一受驱动车轮和第二受驱动车轮，并且其中所述第一电机联接到所述第一受驱动车轮，并且其中所述第二电机联接到所述第一受驱动车轮，并且所述电力转换系统还包括联接到所述第二受驱动车轮的第三电机。
20.如权利要求1所述的电力转换系统，其中所述第一电机和所述第二电机是横向磁通电机。
21.如权利要求20所述的电力转换系统，其中所述第一电机和所述第二电机是双联接电机。
22.如权利要求1所述的电力转换系统，其中传入所述第一电机的所述扭矩输入包括用于转变为更有利的扭矩-速度范围的齿轮传动装置。
23.如权利要求22所述的电力转换系统，其中在所述扭矩输入与所述第一电机之间的所述齿轮传动装置包括行星齿轮传动装置。
24.一种电动自行车，所述电动自行车包括电力转换系统，所述电力转换系统包括：
无齿轮电机组件，所述无齿轮电机组件包括：
第一机器；以及
第二电机；
其中在所述第一电机与所述第二电机之间并未配置行星齿轮传动装置；
控制器；
其中所述电力转换系统被配置为在输入与输出之间提供可变比率；并且
其中传入所述第一电机的扭矩输入机械地传递到所述输出，并且比率变化所需的任何电力差异都在所述第一电机与所述第二电机之间电气地交换；
其中所述电力转换系统与所述自行车联接，并且其中所述电力转换系统产生所述输出来推进所述自行车；
其中所述第一电机具有定子和转子，并且由此所述定子或所述转子中的一者相对于另一者滑移以产生电力，所述电力被传送到所述第二电机以产生推进所述自行车的输出扭矩；并且
25.如权利要求24所述的电动自行车，所述电动自行车还包括存储来自所述电力转换系统的能量的电池。
26.如权利要求24所述的电动自行车，其中所有车轮以两个方向的扭矩驱动，以最大化加速和/或制动和/或转向控制的效率和/或牵引力。
27.如权利要求24所述的电动自行车，其中所述第一电机和所述第二电机是横向磁通电机。
28.如权利要求27所述的电动自行车，其中所述第一电机和所述第二电机是双联接电机。
29.如权利要求28所述的电动自行车，其中所述第一电机和所述第二电机两者都联接到骑车者输入受驱动车轮。
30.如权利要求29所述的电动自行车，所述电动自行车还包括曲柄以提供所述扭矩输入，并且其中所述第一电机或所述第二电机中的至少一者与曲柄联接。
31.如权利要求30所述的电动自行车，其中从所述曲柄到所述第一电机的所述扭矩输入包括用于转变为某一扭矩-速度范围的齿轮传动装置。
32.如权利要求31所述的电动自行车，其中在来自所述曲柄的所述扭矩输入至所述第一电机之间的所述齿轮传动装置包括行星齿轮传动装置。
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