DE102009032033B4 - Hybrid folding velomobile - Google Patents
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Abstract
Hybride-Falt-Velomobil (HFV), welches hat den axialen Balken (1), die Balken (2) der Antriebsräder (3), verwaltendes Rad (5) und den Mechanismus der Wendung beziehungsweise Lenkung, die Antriebsräder (3), die Bremsanlage, den Muskelantrieb, Elektromotore (4), die von Batterie der Akkumulatoren (18) arbeiten, sowie die Sessel, welche nebenan miteinander rechts und links vom axialen Balken (1) gelegen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Achse der Antriebsräder (3) HFV fehlt, und die Sessel sich in der Richtung zum axialen Balken (1) falten, wobei die inneren Beine (19) der Sessel auf dem axialen Balken (1) des HVF gefestigt sind, sondern die äußerlichen Beine (19) jedes Sessels auf den seinem Balken (2) des Antriebsrades (3) gefestigt sind, zu diesem Balken (2) ist das Antriebsrad (3) auf seiner Achse gefestigt, sowie der Elektromotor (4) des Antriebsrades (3) HFV, dabei bewegt der Muskelantrieb die Elektrogeneratoren (17), welche die Batterie der Akkumulatoren (18) aufladen, welche via dem Steuerschaltkreis (38) die Elektromotoren (4) nährt, welche die Antriebsräder (3) umdrehen.Hybrid folding velomobile (HFV), which has the axial beam (1), the bars (2) of the drive wheels (3), managing wheel (5) and the mechanism of the turn or steering, the drive wheels (3), the brake system , the muscle drive, electric motors (4) operating on battery of the accumulators (18), and the armchairs located next to each other to the right and left of the axial bar (1), characterized in that the common axis of the drive wheels (3) HFV is missing, and the armchairs are folding in the direction of the axial bar (1), the inner legs (19) of the armchairs being fixed to the axial bar (1) of the HVF, but the outer legs (19) of each armchair resting on the his beam (2) of the drive wheel (3) are fixed to this bar (2) the drive wheel (3) is fixed on its axis, and the electric motor (4) of the drive wheel (3) HFV, while the muscle drive moves the electric generators ( 17) which the battery of the accumulators (18) au Flat, which via the control circuit (38), the electric motors (4) nourishes, which turn the drive wheels (3).
Description
Die Anmeldung betrifft ein Hybride-Falt-Velomobil.The application relates to a hybrid folding velomobile.
Ein Velomobil erlangt wie das ökologisch reine Mittel der Bewegung und der Annahme der physischen Belastungen immer mehr Verbreitung. Es existiert eine große Zahl von Typen des Velomobils je nach Bestimmung, der Zahl der Sitzstellen und so weiter. Nicht selten werden die Velomobile mit Elektromotoren ausgestattet und man produziert sie serienmäßig, zum Beispiel, Velomobile TWIKE.A velomobile, like the ecologically pure means of movement and the assumption of physical strain, is becoming more and more popular. There are a large number of types of velomobile depending on the destination, the number of seats and so on. Not infrequently, the velomobiles are equipped with electric motors and they are produced as standard, for example, Velomobile TWIKE.
Die Mängel der existierenden Velomobile sind – eine kleine Laufstrecke bei der Bewegung auf den Elektromotoren und die kleine mittlere Geschwindigkeit unter Anwendung vom Muskelantrieb. In der Regel, die zweisitzigen Velomobile falten sich nicht und füllen an der Haltestelle relativ viel Platz. Endlich, Velomobile haben den hohen Wert der Herstellung, was seinen Wert zum Wert eines PKW der Mittelklasse nähert (wie angegebene Velomobile TWIKE).Shortcomings of existing velomobiles are - a small running distance at movement on electric motors and the small average speed using a muscular drive. As a rule, the two-seat velomobiles do not fold and fill up a lot of space at the bus stop. At last, velomobiles have the high value of manufacture, which brings its value to the value of a mid-range car (as stated Velomobile TWIKE).
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Hybride-Falt-Velomobil zur Verfügung zu stellen.It is an object of the present invention to provide an improved hybrid folding velomobile.
Diese Aufgabe wird von einem Hybride-Falt-Velomobil gemäß dem Hauptanspruch gelöst.This object is achieved by a hybrid folding velomobile according to the main claim.
In
Konstruktiv ist das Velomobil folgendermaßen veranstaltet:
Grundlage des Velomobils ist der axiale Balken
The basis of the velomobile is the axial beam
Auf jedem Klappbalken
Die Sitze
Da die Antriebsräder
Wie aus
Wenn in solchem Velomobil die bekannten Elektromotoren (einschließlich die Radnabenmotore) mit Leistung von hunderten Watt, um so mehr einige Kilowatt, verwendet werden, dann hat das Ausnutzung des angegebenen Hybridschemas keinen Sinn, weil in der kurzen Zeit können ein oder zwei Menschen nicht der Batterie der Akkumulatoren aufladen für die lange Fahrt. Deshalb muss man nach kurzer Fahrt für das Laden der Batterie der Akkumulatoren aus elektrischem Netz oder anderer Quelle der Elektroenergie, ungeachtet des Vorhandenseins der Elektrogeneratoren an Bord des Velomobils, stehen bleiben.If in such velomobile the known electric motors (including wheel hub motors) with power of hundreds of watts, more than a few kilowatts, are used, then use of the specified hybrid scheme makes no sense, because in short time one or two people can not a battery recharge the batteries for the long journey. Therefore after a short drive it is necessary to stop for recharge of a battery of accumulators from electric power supply or other source of electric power, irrespective of existence of electric generators on board of the velomobile.
In erwähntem Velomobil TWIKE fehlt ein Elektrogenerator, aber es gibt den Elektromotor mit der Leistung 5 Kilowatt, sowie NiCd- oder Lilon-Akkus (mit einer Spannung von 353 Volt – was die große Abmessung und das Gewicht der Batterie der Akkumulatoren bestimmt). Es ist genug, um ungefähr 60 km mit der maximalen Geschwindigkeit
Damit das angebotene Hybridschema zweckdienlich wurde, ist in dem Velomobil die sparsamen Elektromotoren mit dem großen Drehmoment und der ausreichenden Geschwindigkeit der Drehung zum Beispiel ein «Elektromotor am Rad» beziehungsweise Radnabenmotor zu verwenden.In order for the offered hybrid scheme to be useful, in the Velomobile are the economical electric motors with the big torque and to use the sufficient speed of rotation, for example, an "electric motor on the wheel" or hub motor.
Der Elektromotor am Rad hat die folgenden Besonderheiten:
Der Elektromotor ernährt sich aus der Quelle der Impulsspannung.The electric motor on the bike has the following features:
The electric motor feeds on the source of the pulse voltage.
Eine Grundlage des Elektromotors (
Damit das Rad einen Umlauf pro Sekunde macht, muss man auf die Elektromagneten die Impulse mit der Frequenz 27 Hertz reichen. Für das Rad mit dem Durchmesser 26 Zoll entspricht es dem Abstand pro Sekunde:
Bei der Vergrößerung der Frequenz der Impulse einer Ernährung in dreimal, wird die maximale Frequenz 100 Hertz nicht übersteigen, und der Abstand pro Sekunde wird:
Und der Abstand nach eine Stunde der Bewegung wird:
So können bei der Abgabe der Impulse einer Ernährung auf alle Elektromagneten gleichzeitig, und bei der Frequenz bis zu 100 Hertz die ausreichende Geschwindigkeit der Bewegung solche Verkehrsmittel, wie Rollstühle mit elektrischem Antrieb, Elektrofahrräder usw. bekommen. Dabei bestimmend das Drehmoment des Elektromotors ist die Schubkraft aller vier Elektromagneten. Die konsumierte Energie wird auch maximal, aber wird nur die Dutzende das Watt (bilden in Anbetracht des Impulscharakters einer Ernährung, wird der Stromverbrauch noch mehr weniger). Wenn die Elektromagneten ins Regime des Einschlusses nacheinander zu übersetzen, so wird der Energieverbrauch in vier Male – entsprechend der Zahl der Elektromagneten sinken, und wird die Geschwindigkeit des Drehens des Rads in vier Male zunehmen eben wird bilden:
Dabei ist die Frequenz des Ankerbewegung jedes der Elektromagneten nach wie vor weniger als 100 Hertz. Wohlbekannt – bei der Leistung des Motors in hunderten Kilowatt der PKW Mercedes der Geschwindigkeit 200 km/h erreicht, aber solchen Geschwindigkeit zu unterstützen – und einiger Kilowatt genug.The frequency of the armature movement of each of the electromagnets is still less than 100 hertz. Well known - at the power of the engine in hundreds of kilowatts of Mercedes car the speed reaches 200 km / h, but to support such speed - and a few kilowatts enough.
Deshalb zeigt sich der Elektromotor am Rad energetisch vorteilhaft:
Beim Start, dem ursprünglichen Anlauf und bei der Fahrt auf den Aufstieg kann man das Regime der gleichzeitigen Einschaltung aller Elektromagneten verwenden, und bei Erreichen einer genügend großen Geschwindigkeit – auf das Regime der konsequenten Einschaltung der Elektromagneten überzugehen – dabei wird der Konsum der Elektroenergie minimal.Therefore, the electric motor on the wheel is energetically advantageous:
At start, initial start and at ascent it is possible to apply a mode of simultaneous activation of all electromagnets, and at sufficiently high speed - to pass a mode of consistent switching of electromagnets at the same time consumption of electric power becomes minimal.
Als die Elektromagneten im Elektromotor am Rad kann man industriell produzierte Erzeugnisse verwenden. Als das Beispiel möglich die Elektromagneten – Art. 2150130 zu betrachten. Diese Elektromagneten haben die folgenden Charakteristiken:
D = 80 mm, H = 36 mm, Gewicht = 1,2 kg, Nennleistung = 15 W, U = 24 V, Haltekraft = 2400 N.As electromagnets in an electric motor on a wheel it is possible to use industrially produced products. As an example possible to consider electromagnets - Art. 2150130. These electromagnets have the following characteristics:
D = 80 mm, H = 36 mm, weight = 1.2 kg, rated power = 15 W, U = 24 V, holding force = 2400 N.
Damit den Drehmoment des Elektromotors am Rad mit solchen Elektromagneten und mit dem Zahnrad mit Durchmesser 60 mm zu bestimmen, ist ein Koeffizient nötig, welcher den Durchmesser des Zahnrades und den Verlust bei der Umgestaltung des Laufs des Ankers in den Lauf des Hundes berücksichtigt – wird er in diesem Fall:
Dann wird der Drehmoment des Antriebsrads
(2400 N × 4) × 1 m:58 ≈ 165,5 N·m – bei der Leistungsaufnahme weniger das 60 Watt,Then the torque of the
(2400 N × 4) × 1 m: 58 ≈ 165.5 N · m - the power consumption is less than 60 watts,
Für zwei Räder werden das Drehmoment und die erforderliche Leistung verdoppelt:
331 N·m – bei der Leistungsaufnahme weniger als 120 Watt.For two wheels, the torque and the required power are doubled:
331 N · m - less than 120 watts when consuming power.
Doch, wie früher hat man bemerkt, das Regime der gleichzeitigen Einschaltung aller Elektromagneten ist kurzzeitig, und ein langes Regime der Arbeit ist die konsequente Einschaltung der Elektromagneten. Dabei fällt der mittlere Stromverbrauch in vier Male, das macht die Schaffung des HFV zweckmäßig.However, as it has been noticed earlier, the mode of simultaneous activation of all electromagnets is temporary, and a long operating mode is consequent switching on of electromagnets. Here, the average power consumption falls in four times, which makes the creation of the HFV appropriate.
Im HFV sind die schaukelnden Hebel
Der Elektrogenerator
Bei den Aufpressen auf den Hebel
Der ähnliche Antrieb kann auch für die Elektrofahrräder, Elektro-Mopeds usw. verwendet sein.The similar drive can also be used for electric bicycles, electric mopeds, etc.
Wenn als das Beispiel Verwendung in HFV die Batterien
Aber weil die Spannungsquelle impulsiv ist, wird der mittlere Konsum der elektrischen Energie noch weniger zum Beispiel 0,5 A.But because the voltage source is impulsive, the average consumption of electrical energy is even less, for example, 0.5 A.
Zwei Elektromotoren konsumieren entsprechend 1 A, das heißt, die Kapazität 20,0 Ah wird ungefähr auf 20 Stunden der Arbeit der Elektromotoren ausreichen. Da der Teil der Zeit auf den Start und die Beschleunigung weggeht, sowie die Fahrt auf den Aufstieg, zulassen, dass die reale Fahrzeit mit der maximalen Geschwindigkeit ungefähr 10 Stunden wird (was wesentlich übersteigt die Zeit der Bewegung des Velomobils mit den gewöhnlichen Elektromotoren). Dann kann man mit der maximalen Geschwindigkeit fahren:
Nach der Aufladung der Batterie
Sogar die Solarbatterie mit der kleinen Leistung (ungefähr wird 50 Watt) auf dem Dach HFV ist für die Aufladung der Batterie
Das maximale Moment und die maximale Geschwindigkeit des Elektromotors am Rad sind teilbar durch die Zahl der Elektromagneten. Deswegen gibt es die Möglichkeit die Geschwindigkeit der Bewegung HFV und den maximalen Drehmoment wesentlich zu vergrößern. Wenn die mächtigeren Elektromagneten verwendet werden – kann man das Drehmoment noch mehr erhöhen. Die Leistung und die Zahl der Elektromagneten kombinierend, kann man Drehmoment in Hunderte N·m, und den maximale Geschwindigkeit – mehr als 200 km/h bei dem verhältnismäßig kleinen Energiekonsum bekommen. Natürlich, hier schon handelt es sich um die Aufladung der Akkumulatoren nur von den menschlichen Kräften nicht, aber die Größe des Dachs wird zulassen, die Fläche und die Leistung der Solarbatterien zu vergrößern. Für solchen Fall wird es schon schwierig sein, die Grenze zwischen Velomobil und dem vollwertigen Elektromobil durchzuführen.The maximum torque and the maximum speed of the electric motor on the wheel are divisible by the number of electromagnets. Therefore, there is the possibility to significantly increase the speed of the movement HFV and the maximum torque. If the more powerful electromagnets are used - you can increase the torque even more. Combining performance and number of electromagnets, it is possible to get a torque in hundreds N · m, and the maximum speed - more than 200 km / h at relatively small energy consumption. Of course, here it does not concern charging of accumulators only by human forces, but the size of a roof will allow to increase area and performance of solar batteries. In such a case, it will be difficult to cross the border between Velomobil and the fully-fledged electric vehicle.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- der axiale Balken;the axial bar;
- 22
-
der Balken des Antriebsrades
3 ;the bar of thedrive wheel 3 ; - 33
- Antriebsrad;Drive wheel;
- 44
-
Elektromotor des Antriebsrades
3 ;Electric motor of thedrive wheel 3 ; - 55
- verwaltendes Rad;managing wheel;
- 66
-
Gabel des verwaltenden Rads
5 ;Fork of the managingwheel 5 ; - 77
-
Scharnier der Gabel
6 des verwaltenden Rads5 ;Hinge of thefork 6 of the managingwheel 5 ; - 88th
-
Hebel der Umlenkung des verwaltenden Rads
5 ;Lever of diversion of the managingwheel 5 ; - 99
- Steuerungsgriff;Control handle;
- 1010
- Umlenkungsstange;Deflection rod;
- 1111
-
Hebel der Umlenkung der Gabel
6 des verwaltenden Rads5 ;Lever of the deflection of thefork 6 of the managingwheel 5 ; - 1212
- Hebel der Bremse HFV;Lever of the brake HFV;
- 1313
- schaukelnde Hebel des Antriebes HFV;Rocking actuator HFV;
- 1414
-
Pedal des schaukelnden Hebels
13 ;Pedal of the rockinglever 13 ; - 1515
- Biegsamseil;Biegsamseil;
- 1616
- Seilrolle;Pulley;
- 1717
- Elektrogenerator;Electric generator;
- 1818
- Batterie der Akkumulatoren;Battery of accumulators;
- 1919
- Bein des Faltsessels HFV;Leg of the folding chair HFV;
- 2020
- Sitz des Faltsessels HFV;Seat of the folding chair HFV;
- 2121
- Lehne des Faltsessels HFV;Backrest of the folding chair HFV;
- 2222
- hartes Teil des Dachs HFV;hard part of the roof HFV;
- 2323
- flexible Hülle HFV;flexible envelope HFV;
- 2424
-
Klappbalken der schaukelnden Hebel
13 Folding bars of rockinglever 13 - 2525
- Platte des Elektromotors auf dem Rad;Plate of the electric motor on the wheel;
- 2626
- Elektromagnet;Electromagnet;
- 2727
- Klinke;Pawl;
- 2828
- Sperrrad;Ratchet wheel;
- 2929
- Gabel des Rads des Beförderungsmittels;Fork of the wheel of the means of transport;
- 3030
-
Elemente der Befestigung der Platte
25 des Elektromotors am Rad;Elements of fastening of theplate 25 the electric motor on the wheel; - 3131
- Gerippe in Form des Rohrs aus elektro-isolierendem Stoff;Framework in the form of the tube of electro-insulating material;
- 3232
- Umwindung des Elektrogenerators;Winding of the electric generator;
- 3333
- Buchse;Rifle;
- 3434
- Magnet;Magnet;
- 3535
- wiederkehrende Feder;recurring feather;
- 3636
-
Theke der Befestigung der wiederkehrenden Feder
35 ;Counter of the mounting of the recurringpen 35 ; - 3737
- Brückengleichrichter;Bridge rectifier;
- 3838
-
Steuerschaltung der Elektromotoren
4 .Control circuit of theelectric motors 4 ,
Claims (3)
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