CN205239828U - 电动自行车驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动自行车驱动系统，包括脚蹬轴、甲电机、乙电机、中轴卫星齿系、后轴卫星齿系和后轴，其特征在于：中轴卫星齿系的甲行星轮与甲电机连接并由甲制动器制动或松开，甲卫星轮限位架与脚蹬轴连接；后轴卫星齿系的乙内齿箍与乙电机连接，后轴卫星齿系的乙卫星轮限位架与后轴连接，中轴卫星齿系的甲内齿箍通过链传动装置或同步带传动装置与后轴卫星齿系的乙行星轮连接；乙行星轮连接有用于对乙行星轮制动或松开的丙制动器；乙内齿箍连接有用于对乙内齿箍制动或松开的乙制动器；乙卫星轮限位架和乙行星轮之间设有模式选择器。优点是：可以使得骑行者在某些模式下以任意的速度蹬车，不至于必须以与电机相同的转速蹬车。

Description

电动自行车驱动系统

技术领域

本实用新型属于自行车的动力耦合领域，尤其涉及一种电动自行车驱动系统。

背景技术

电动自行车作为传统自行车的升级版的交通工具，已经出现了很长一段时间了。特别是当夏天天气非常炎热的时候，使用电动自行车，可以避免骑行者大汗淋漓。或者是冬天，顶风冒雪的骑行者，如果选用电动自行车，可以极大的节省自己的体力，方便快捷的到达工作地点。

但是，尤其是在冬天或早春或深秋骑车，由于电动自行车运动速度较快，所以骑行人的腿部和躯干部会受到较为严重的迎面风的冲击，尤其是膝盖，很容易受凉，进而导致更为严重的疾病。所以骑行者为了避免自己的腿部着凉，可能会主动蹬车，利用运动时的散热来提高腿部温度。但如果此时骑行者选择主动蹬车，因为电动自行车在电动模式下是转矩耦合，车轮转多快，传递到后轴处的脚蹬的速度就要有多快。所以蹬车的时候，就要以很大的转速去蹬车，但是蹬车的速度非常快的时候，为了达到这一速度所做的无用功的占比相当大的。所以，在现有的电动自行车中，实现人力辅助蹬车的效率比较低。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种电动自行车驱动系统，该电动自行车驱动系统可以使得骑行者在某些模式下以任意的速度蹬车，不至于必须以与电机相同的转速蹬车。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种电动自行车驱动系统，包括脚蹬轴、甲电机、乙电机、中轴卫星齿系、后轴卫星齿系和后轴，中轴卫星齿系的甲行星轮与甲电机连接并由甲制动器制动或松开，甲卫星轮限位架与脚蹬轴连接；后轴卫星齿系的乙内齿箍与乙电机连接，后轴卫星齿系的乙卫星轮限位架与后轴连接，中轴卫星齿系的甲内齿箍通过链传动装置或同步带传动装置与后轴卫星齿系的乙行星轮连接；乙行星轮连接有用于对乙行星轮制动或松开的丙制动器；乙内齿箍连接有用于对乙内齿箍制动或松开的乙制动器；乙卫星轮限位架和乙行星轮之间设有模式选择器。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

本实用新型采用了以上技术方案后，后轴卫星齿系可以实现转速耦合和转矩耦合模式，前轴卫星齿系可以实现转速耦合的模式。而且，还可以通过制动后轴行星轮的方式，切断中轴卫星齿系和后轴卫星齿系之间的动力传递，是二者独立开来，实现串联模式。所以骑行者如果想要通过蹬脚蹬的方式来增加车辆前行的动力，就可以不用必须与对后轴进行驱动的电机的转速保持一致或等比例，骑行者可以在自己觉得舒适的转速下进行蹬车，也避免了高转速蹬脚蹬时的能量浪费。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、脚蹬轴；2、甲电机；3、甲制动器；4、控制器；5、电池；6、甲内齿箍；7、乙内齿箍；8、乙制动器；9、模式选择器；10、乙电机；11、后轴；12、乙行星轮；13、乙卫星轮限位架；14、甲卫星轮限位架；15、甲行星轮；16、链传动装置；17、丙制动器。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，

一种电动自行车驱动系统，包括脚蹬轴1、甲电机2、乙电机10、中轴卫星齿系、后轴卫星齿系和后轴，中轴卫星齿系包括甲行星轮15、甲卫星轮限位架14、甲内齿箍，后轴卫星齿系包括乙行星轮15、乙卫星轮限位架14、乙内齿箍，

甲行星轮15与甲电机2连接并由甲制动器3制动或松开，甲卫星轮限位架14与脚蹬轴连接；后轴卫星齿系的乙内齿箍7与乙电机10连接，乙行星轮也为一个空心套筒，后轴从该空心套筒中穿过，二者可以相对周向转动。后轴卫星齿系的乙卫星轮限位架13与后轴11连接，中轴卫星齿系的甲内齿箍6通过链传动装置16与后轴卫星齿系的乙行星轮连接，其中链传动装置的主动链轮套装在甲内齿箍的套筒上，因为脚蹬轴要从该套筒中穿过，中轴与主动链轮之间可以周向转动；乙内齿箍7连接有用于对乙内齿箍制动或松开的乙制动器8；乙卫星轮限位架和乙行星轮之间设有模式选择器9。乙行星轮12连接有用于对乙行星轮制动或松开的丙制动器17；

控制器4控制甲电机和乙电机的运转状态，并且控制器从电池5获得电能或向电池输出电能。

本实用新型的动作原理为：

1、当采用电动模式的时候，

1a如果想采用高车速纯电动模式，那么可以使得各个离合器处于以下状态：

甲制动器处于松开状态，乙制动器处于松开状态，丙制动器处于松开状态，模式选择器处于接合状态，那么乙卫星齿系的乙内齿箍、乙行星轮和乙卫星轮限位架就会以一个整体进行转动，后轴的速度即是乙内齿箍的速度，就是乙电机的转速，即车轮的转速，如果不计传动系统的损耗，后轮的驱动力矩即为乙电机的输出力矩。而此时，甲电机在控制器的控制下以一个适当的速度空转，该速度可以使得甲内齿箍旋转的情况下，甲行星轮保持不动，所以脚蹬轴可以保证几乎不动。

1b如果想采用低车速纯电动模式，那么可以使得各个离合器处于以下状态：

甲制动器处于松开状态，乙制动器处于松开状态，丙制动器处于制动状态，模式选择器处于断开状态。由于乙行星轮被制动，此时的后轴卫星齿系就变为一个单级减速器，输入端为乙电机和乙内齿箍，输出端为后卫星轮限位架和后轴，减速比为(后轴卫星齿系的速比+1)/后轴卫星齿系的速比。由于中轴卫星齿轮系与后轴卫星齿轮系的传动被切断，所以两个卫星齿轮系的互不影响。而此时，甲电机在控制器的控制下保持不转，脚蹬轴可以保证几乎不动。

2、当采用能量回收模式的时候，例如车辆在下坡过程中或在降速过程中，

2a如果想采用高车速能量回收模式，那么可以使得各个离合器处于以下状态：

甲制动器处于松开状态，乙制动器处于松开状态，丙制动器处于松开状态，模式选择器处于接合状态，那么乙卫星齿系的乙内齿箍、乙行星轮和乙卫星轮限位架就会以一个整体进行转动，后轴的速度即是乙卫星轮限位架的速度，就是乙电机的转速，即车轮的转速，如果不计传动系统的损耗，后轮的制动力矩即为乙电机的输出力矩。而此时，甲电机在控制器的控制下空转，脚蹬轴可以保证不动。

2b如果想采用低车速能量回收模式，那么可以使得各个离合器处于以下状态：

甲制动器处于松开状态，乙制动器处于制动状态，丙制动器处于制动状态，模式选择器处于断开状态。由于乙行星轮被制动，此时的后轴卫星齿系就变为一个单级增速器，输出端为乙电机和乙内齿箍，输入端为后卫星轮限位架和后轴，减速比为(后轴卫星齿系的速比+1)/后轴卫星齿系的速比。而此时，甲电机在控制器的控制下不转，脚蹬轴可以保证不动。

3、混合动力输入模式，

1、当采用电动模式的时候，

3a如果想在较高车速的同时，骑行者也能够骑行，避免身体受凉，那么各个离合器处于以下状态：

甲制动器处于松开状态，乙制动器处于松开状态，丙制动器处于松开状态，模式选择器处于接合状态，那么乙卫星齿系的乙内齿箍、乙行星轮和乙卫星轮限位架就会以一个整体进行转动，后轴的速度即是乙卫星轮限位架的速度，就是乙电机的转速，即车轮的转速。而此时，甲电机在控制器的控制下也输出转矩，脚蹬轴由骑行者骑行，所以从脚蹬轴输入的动力也可以经过中轴卫星齿系的转速耦合，甲电机的输入转矩也经过前轴卫星齿系的减速作用，降速升转矩，二者叠加到甲内齿箍上并且经过链传动装置传递给乙行星轮。后轴卫星齿系此时为转矩耦合的模式，在不计传动系统的损耗时，输出转矩为甲电机的输入转矩、脚蹬轴的输入转矩经过放大转矩后的转矩与乙电机输出的转矩之和。

此时后轴卫星齿轮系为转矩耦合的模式，只对多个输入端的速比有要求，所以对于由中轴卫星齿轮系传入的输入转矩没有要求。而中轴卫星齿轮系为转速耦合的模式，只对多个输入端的转矩比例有要求，对于输入转速没有要求。由于对中轴卫星齿轮系的输出转矩没有要求，也就无所谓对中轴卫星齿轮系的输入转矩有要求，所以该驱动系统，对于脚蹬轴的输入转矩、输入转速都是没有要求的。骑行人可以以任意的转速进行骑行。

3b如果想在中等车速的同时，骑行者也能够骑行，避免身体受凉，那么可以使得各个离合器处于以下状态：

甲制动器处于松开状态，乙制动器处于制动状态，丙制动器处于制动状态，模式选择器处于断开状态。由于乙内齿箍被制动，此时的后轴卫星齿系就变为一个单级减速器，输入端为乙电机和乙内齿箍，输出端为后卫星轮限位架和后轴，减速比为(后轴卫星齿系的速比+1)/后轴卫星齿系的速比。而此时，由于中轴卫星齿轮系与后轴卫星齿轮系的传动被切断，所以两个卫星齿轮系的互不影响。所以驱动系统处于串联式混合驱动状态，骑行者可以以任意的速度、任意的扭矩来踩踏脚蹬子，通过甲电机向电池充电。或者也可以不经过电池，以满足骑行者舒服骑行为目的，而实现电传动的状态。

3c如果想在较低车速的同时，骑行者也能够骑行，避免身体受凉，那么可以使得各个离合器处于以下状态：

甲制动器处于松开状态，乙制动器处于制动状态，丙制动器处于松开状态，模式选择器处于断开状态。由于乙内齿箍被制动，此时的后轴卫星齿系就变为一个单级减速器，输入端为乙行星轮，输出端为后卫星轮限位架和后轴，减速比为后轴卫星齿系的速比+1。而此时，甲电机在控制器的控制下也输出转矩，脚蹬轴由骑行者骑行，所以从脚蹬轴输入的动力也可以经过中轴卫星齿系的转速耦合，甲电机的输入转矩也经过前轴卫星齿系的减速作用，降速升转矩，二者叠加到甲内齿箍上并且经过链传动装置传递给乙行星轮。后轴卫星齿系此时为转矩耦合的模式，在不计传动系统的损耗时，后轴的输出转矩为甲电机的输入转矩、脚蹬轴的输入转矩经过之和放大转矩后的转矩，再经过后轴卫星齿系的单级放大所得的结果。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，例如：本实施例中甲内齿箍是通过链传动装置与后行星轮传动连接的，实际上也可以通过同步带传动装置与后行星轮传动连接，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种电动自行车驱动系统，包括脚蹬轴、甲电机、乙电机、中轴卫星齿系、后轴卫星齿系和后轴，其特征在于：中轴卫星齿系的甲行星轮与甲电机连接并由甲制动器制动或松开，甲卫星轮限位架与脚蹬轴连接；后轴卫星齿系的乙内齿箍与乙电机连接，后轴卫星齿系的乙卫星轮限位架与后轴连接，中轴卫星齿系的甲内齿箍通过链传动装置或同步带传动装置与后轴卫星齿系的乙行星轮连接；乙行星轮连接有用于对乙行星轮制动或松开的丙制动器；乙内齿箍连接有用于对乙内齿箍制动或松开的乙制动器；乙卫星轮限位架和乙行星轮之间设有模式选择器。