DE102016109480A1 - Integriertes Leistungsmodul und mit diesem ausgestattetes elektrisches Fahrrad - Google Patents

Integriertes Leistungsmodul und mit diesem ausgestattetes elektrisches Fahrrad Download PDF

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Abstract

Ein integriertes Leistungsmodul, das einen Stromversorgungsanschluss, einen Akku, eine Steuervorrichtung, einen Motor und ein Verbindungselement umfasst. Der Stromversorgungsanschluss umfasst einen ersten positiven Elektrodenanschluss, einen zweiten positiven Elektrodenanschluss und einen negativen Elektrodenanschluss. Die positive Elektrode des Akkus wird elektrisch an ein Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen. Die negative Elektrode der Steuervorrichtung wird elektrisch an die negative Elektrode des Akkus und an ein Ende des negativen Elektrodenanschlusses angeschlossen; die positive Elektrode der Steuervorrichtung wird elektrisch an ein Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen. Der Motor wird elektrisch an den Ausgang der Steuervorrichtung angeschlossen. Das Verbindungselement enthält einen Schaltkreis; das andere Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses wird elektrisch mittels des Schaltkreises an das andere Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen.

Description

  • QUERVERWEIS ZU VERWANDTER ANMELDUNG
  • Alle relevanten Anmeldungen werden durch Bezugnahme aufgenommen. Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der taiwanesischen Anmeldung mit der Anmeldenummer 104140180 , eingereicht am 1. Dezember 2015, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Das technische Gebiet bezieht sich auf ein Leistungsmodul, insbesondere auf ein Leistungsmodul, das für elektrische Fahrräder geeignet ist. Das technische Feld bezieht sich außerdem auf ein mit einem integrierten Leistungsmodul ausgestattetes Elektrofahrrad.
  • STAND DER TECHNIK
  • Im Allgemeinen wird ein gewöhnliches Fahrrad durch menschliche Kraft angetrieben; jedoch schränkt die physische Kraft des Nutzers die Fahrstrecke eines gewöhnlichen Fahrrads ein. Dementsprechend wurde ein Fahrrad mit Hilfsantrieb entwickelt, um das oben genannte Problem zu lösen; ein Fahrrad mit Hilfsantrieb kann zusätzliche Leistung zur Verfügung stellen, wodurch seine Fahrstrecke erfolgreich erweitert werden kann; darüber hinaus erzeugt das Fahrrad mit Hilfsantrieb keine Abgase, die eine Luftverschmutzung herbeiführen; demzufolge können die Auswirkungen auf die Umwelt reduziert werden, wodurch das Fahrrad mit Hilfsantrieb eine Alternative für Benzinfahrzeuge ist. Außerdem sehen sich viele Länder mit einer sich beschleunigenden Tendenz einer alternden Bevölkerung konfrontiert und die Vorteile des Fahrrads mit Hilfsantrieb machen es außerordentlich geeignet für ältere Menschen; daher ist das Fahrrad mit Hilfsantrieb eines der beliebtesten Fahrzeuge geworden. Aus den oben genannten Gründen entstand eine Tendenz künftig Fahrräder mit Hilfsantrieb zu entwickeln.
  • Im allgemeinen besteht das Antriebssystem eines gewöhnlichen Fahrrads mit Hilfsantrieb aus einem Motor, einer Steuervorrichtung und einem Akku, etc., und jede der oben genannten Komponenten ist eigenständig, was die Gestaltung und visuelle Ästhetik eines gewöhnlichen Fahrradrahmens erheblich beeinflusst; dementsprechend wird das integrierte Leistungsmodul entwickelt, um alle Komponenten des Antriebssystems, einschließlich Motor, Akku und Steuervorrichtung in einem Teil zu vereinen. Derzeit wurden viele verschiedene Arten von integrierten Leistungsmodulen mit verschiedener Gestaltung entwickelt; zum Beispiel bietet das US Patent Nr. 9027681 ein in das Rad integriertes Leistungsmodul. Jedoch ist die Reichweite aufgrund der begrenzten Batteriekapazität des integrierten Leistungsmoduls eingeschränkt. Für die Ausdehnung der Reichweite bietet die chinesische Patentanmeldung mit der Nr. 200945896 ein gewöhnliches Fahrrad mit Hilfsantrieb mit zwei Akkus; die chinesische Patentanmeldung mit der Nr. 202827977U bietet ein Fahrrad mit Hilfsantrieb mit Pufferbatterie an. Allerdings benötigen diese derzeitigen Ausführungen alle einen zusätzlichen Batterieeingangsanschluss zusätzlich zum Ladeanschluss oder einen zusätzlichen Schalter.
  • TECHNISCHE LÖSUNG
  • Eines der Hauptziele der vorliegenden Erfindung ist es, ein integriertes Leistungsmodul und ein damit ausgestattetes elektrisches Fahrrad zu offenbaren. um die Probleme von gewöhnlichen integrierten Leistungsmodulen zu lösen, wie kurze Reichweite, schlechte Erweiterbarkeit, hohe Kosten und aufwändige Erweiterung der Reichweite.
  • Ein integriertes Leistungsmodul umfasst einen Stromversorgungsanschluss, einen Akku, eine Steuervorrichtung, einen Motor und ein Verbindungselement. Der Stromversorgungsanschluss enthält einen ersten positiven Elektrodenanschluss, einen zweiten positiven Elektrodenanschluss und einen negativen Elektrodenanschluss. Die positive Elektrode des Akkus kann elektrisch an ein Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen werden. Die negative Elektrode der Steuervorrichtung kann elektrisch an die negative Elektrode des Akkus angeschlossen werden und an ein Ende des negativen Elektrodenanschlusses; die positive Elektrode der Steuervorrichtung kann elektrisch an ein Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen werden. Der Motor wird elektrisch an den Ausgang der Steuervorrichtung angeschlossen. Das Verbindungselement kann einen einzigen Schaltkreis umfassen; das andere Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses kann mittels des Schaltkreises elektrisch an das andere Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen sein.
  • Daneben ist Gegenstand der Erfindung ein elektrisches Fahrrad, das einen Fahrradrahmen und ein integriertes Leistungsmodul enthält; das integrierte Leistungsmodul kann einen Stromversorgungsanschluss, einen Akku, eine Steuervorrichtung, einen Motor und ein Verbindungselement enthalten. Der Stromversorgungsanschluss kann einen ersten positiven Elektrodenanschluss, einen zweiten positiven Elektrodenanschluss und einen negativen Elektrodenanschluss enthalten. Die positive Elektrode des Akkus wird elektrisch an ein Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen. Die negative Elektrode der Steuervorrichtung kann elektrisch an die negative Elektrode des Akkus und an ein Ende des negativen Elektrodenanschlusses angeschlossen sein; die positive Elektrode der Steuervorrichtung kann elektrisch an ein Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen sein. Der Motor wird elektrisch an den Ausgang der Steuervorrichtung angeschlossen. Das Verbindungselement kann einen Schaltkreis enthalten; das andere Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses kann mittels des Schaltkreises elektrisch an das andere Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen sein.
  • Der weitere Anwendungsbereich der vorliegenden Anmeldung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung besser ersichtlich. Jedoch sollte klar sein, dass die detaillierte Beschreibung und konkreten Beispiele beispielhafte Ausformungen der Erfindung darstellen und nur zur Veranschaulichung dienen, da zahlreiche Änderungen und Modifikationen im Geiste und Umfang der Erfindung für Fachleute durch diese detaillierte Beschreibung offensichtlich werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich durch die detaillierte folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung dienen und daher die vorliegende Erfindung nicht einschränken und wobei:
  • 1 eine erste schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 2 eine zweite schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 3 eine dritte schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 4 eine vierte schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 5 eine erste schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 6 eine zweite schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 7 eine dritte schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 8 eine vierte schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 9A eine erste schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 9B eine zweite schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 10A eine dritte schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 10B eine vierte schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 11 eine fünfte schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • 12 eine schematische Ansicht eines integrierten Leistungsmoduls der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung werden zu Erklärungszwecken zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein vollständiges Verständnis der erfindungsgemäßen Ausführungsformen zu ermöglichen. Jedoch wird offensichtlich, dass eine oder mehrere Ausführungsformen ohne diese spezifischen Einzelheiten erläutert werden. In anderen Fällen werden bereits bekannten Strukturen und Geräte schematisch dargestellt um die Zeichnung zu vereinfachen.
  • Mit Referenz zu 1 und 2 für eine erste schematische Ansicht und eine zweite schematische Ansicht der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 dargestellt, enthält das integrierte Leistungsmodul 1 eine Stromversorgungsanschluss 11, einen Akku 12, eine Steuervorrichtung 13, einen Motor 14 und ein Verbindungselement 15A.
  • Der Stromversorgungsanschluss 11 enthält einen ersten positiven Elektrodenanschluss 110, einen zweiten positiven Elektrodenanschluss 111 und einen negativen Elektrodenanschluss 112. Die positive Elektrode des Akkus 12 wird elektrisch an ein Ende 110A (das innere Ende) des ersten positiven Elektrodenanschlusses 110 angeschlossen. Die negative Elektrode der Steuervorrichtung 13 wird elektrisch an die negative Elektrode des Akkus 12 und an ein Ende 112A (das innere Ende) des negativen Elektrodenanschlusses 112 angeschlossen; die positive Elektrode der Steuervorrichtung 13 wird elektrisch an ein Ende 111A (das innere Ende) des zweiten positiven Elektrodenanschlusses 111 angeschlossen. Der Motor 14 wird elektrisch an die Steuervorrichtung 13 angeschlossen. In dieser Ausführungsform ist das Verbindungselement 15A eine Anschlußkappe, die die Stromversorgungsanschluss 11 abdeckt und abnehmbar ist; Außerdem kann das Verbindungselement 15A eine Schaltkreis 151 enthalten.
  • 2 zeigt die schematische Ansicht des internen Stromversorgungsmodus des integrierten Leistungsmoduls 1. Wie in 2 gezeigt, wenn der Nutzer den internen Stromversorgungsmodus ausführen will, um der Steuervorrichtung 13 mittels des in das integrierte Leistungsmodul 1 eingebauten Akkus 12 Strom zuzuführen, um den Motor 14 zu betreiben, kann der Nutzer die Stromversorgungsanschluss 11 mit dem Verbindungselement 15A abdecken; zu diesem Zeitpunkt wird das andere Ende 110B (das äußere Ende) des ersten positiven Elektrodenanschlusses 110 elektrisch mittels der Schaltkreis 151 an das andere Ende 111B (das äußere Ende) des zweiten positiven Elektrodenanschlusses 111 angeschlossen, um eine Schleife zu bilden; die Stromzufuhrrichtung ist diejenige, die von den Pfeilen in 2 angezeigt wird. Auf diese Weise kann der eingebaute Akku 12 des integrierten Leistungsmoduls 1 die Steuervorrichtung 13 mit Strom versorgen, um den Motor 14 anzutreiben.
  • 3 und 4 zeigen eine dritte schematische Ansicht und eine vierte schematische Ansicht der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt die schematische Ansicht des externen Stromzufuhrmodus des integrierten Leistungsmoduls 1. Wenn, wie in 3 dargestellt, der eingebaute Akku erschöpft ist nachdem das elektrische Fahrrad eine bestimme Strecke zurückgelegt hat und der Nutzer den externen Akku EB verwenden will, um die Steuervorrichtung 13 mit Strom zu versorgen, um den Motor 14 anzutreiben, kann der Nutzer das Verbindungselement 15A von der Stromversorgungsanschluss 11 entfernen; dann kann der Nutzer das andere Ende 111B des zweiten positiven Elektrodenanschlusses 111 an die positive Elektrode des externen Akkus EB anschließen und das andere Ende 112B (das äußere Ende) des negativen Elektrodenanschlusses 112 an die negative Elektrode des externen Akkus EB mittels des externen Akkuanschlusses 16 anschließen, um eine Schleife zu bilden; die Stromzufuhrrichtung ist diejenige, die von den Pfeilen in 3 angezeigt wird. Auf diese Weise kann das integrierte Leistungsmodul 1 die Steuervorrichtung 13 mittels des externen Akkus EB mit Strom versorgen, um den Motor 14 anzutreiben.
  • 4 zeigt die schematische Ansicht des Lademodus des integrierten Leistungsmoduls 1. Wenn, wie in 4 dargestellt, der Nutzer den eingebauten Akku 12 des integrierten Leistungsmoduls 1 aufladen will, kann der Nutzer das Verbindungselement 15A von der Stromversorgungsanschluss 11 entfernen; dann kann der Nutzer das andere Ende 110B (das äußere Ende) des ersten positiven Elektrodenanschlusses 110 an die positive Elektrode der Ladeeinheit CR anschließen und das andere Ende 112B (das äußere Ende) des negativen Elektrodenanschlusses 112 an die negative Elektrode der Ladeeinheit CR mittels des Ladeanschlusses 17 anschließen, um eine Schleife zu bilden; die Stromzufuhrrichtung ist diejenige, die von den Pfeilen in 4 angezeigt wird. Auf diese Weise kann das integrierte Leistungsmodul 1 den Akku 12 mittels der externen Ladeeinheit CR aufladen.
  • Wie oben beschrieben, kann das integrierte Leistungsmodul durch das spezielle Schaltungsdesign und das Verbindungselement 15A nur mittels der Stromversorgungsanschluss mit zwei positiven Elektrodenanschlüssen 110, 111 und einem negativen Elektrodenanschluss 112 drei verschiedene Modi ausführen, nämlich einen internen Stromversorgungsmodus, einen externen Stromversorgungs- und einen Lademodus, anstatt mit zusätzlichem Akkuanschluss, Ladeanschluss, Erfassungsschaltung oder Schaltkreis; dementsprechend kann das integrierte Leistungsmodul 1 stark erweitert und flexibler benutzt werden. Daher ist das integrierte Leistungsmodul 1 sehr geeignet für zahlreiche elektrische Fahrräder.
  • Es ist erwähnenswert, dass die Leistungsfähigkeit des eingebauten Akkus eines konventionellen integrierten Leistungsmoduls nicht ausreichend für ein elektrisches Fahrrad ist, um eine lange Strecke zu fahren. Gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann hingegen das integrierte Leistungsmodul dem elektrischen Fahrrad nicht nur Strom mittels des eingebauten Akkus liefern, sondern kann auch direkt an einen externen Akku angeschlossen werden; auf diese Weise kann das integrierte Leistungsmodul genügend Strom für das elektrische Fahrrad zur Verfügung stellen, damit es lange Strecken fahren kann; dadurch kann die Reichweite des elektrischen Fahrrads weiter ausgedehnt werden.
  • Außerdem verfügt das konventionelle integrierte Leistungsmodul nicht über eine Erweiterungsfunktion, daher kann der Stromversorgungsanschluss nur an eine Ladeeinheit angeschlossen werden. Deshalb ist die Erweiterbarkeit des konventionellen integrierten Leistungsmoduls gering und in der Funktion eingeschränkt. Andererseits muss das konventionelle integrierte Leistungsmodul mittels einem zusätzlichen Akkuanschlusses oder einer zusätzlichen Erfassungsschaltung/Umschalteinheit an einen externen Akku angeschlossen werden, was zu einem signifikanten Anstieg der Kosten eines konventionellen integrierten Leistungsmoduls führt. Gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung benötigt das integrierte Leistungsmodul durch das spezielle Schaltungsdesign im Gegensatz dazu nur zwei positive Elektrodenanschlüsse und einen negativen Elektrodenanschluss, um mindestens drei verschiedene Modi (interner Stromversorgungsmodus, externer Stromversorgungsmodus und Lademodus) ohne zusätzlichem Akkuanschluss, Ladegerätanschluss, Erfassungsschaltung oder Umschalteinheit auszuführen; daher kann die Anzahl der Anschlüsse des integrierten Leistungsmoduls verringert werden, so dass die Kosten des integrierten Leistungsmoduls deutlich verringert werden können.
  • Darüber hinaus kann das integrierte Leistungsmodul eine Anschlußkappe gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung beinhalten; wenn die Stromversorgungsbuchse von der Anschlußkappe abgedeckt wird, kann das integrierte Leistungsmodul den internen Stromversorgungsmodus ausführen. Zusätzlich kann die Anschlußkappe auch staub- und wasserabweisende Wirkung leisten, um die Stromversorgungsanschluss zu schützen, wenn der Stromversorgungsanschluss von der Anschlußkappe abgedeckt wird. Dadurch kann die Ausfallrate des integrierten Leistungsmoduls verringert werden und ihre Lebensdauer kann verlängert werden. Wie oben beschrieben, weist die vorliegende Erfindung offensichtlich eine erfinderische Tätigkeit auf.
  • 5 und 6 stellen eine erste schematische Ansicht und eine zweite schematische Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dar. Wie in 5 abgebildet, enthält das integrierte Leistungsmodul eine Stromversorgungsanschluss, einen Akku 12, eine Steuervorrichtung 13, einen Motor 14 und ein Verbindungselement 15B.
  • Der Stromversorgungsanschluss 11 enthält einen ersten positiven Elektrodenanschluss 110, einen zweiten positiven Elektrodenanschluss 111 und einen negativen Elektrodenanschluss 112. Die positive Elektrode des Akkus 12 wird elektrisch an ein Ende 110A (inneres Ende) des ersten positiven Elektrodenanschlusses 110 angeschlossen. Die negative Elektrode der Steuervorrichtung 13 wird elektrisch an die negative Elektrode des Akkus 12 und an ein Ende 112A (inneres Ende) des negativen Elektrodenanschlusses 112 angeschlossen; die positive Elektrode der Steuervorrichtung 13 wird elektrisch an ein Ende 111A (das innere Ende) des zweiten positiven Elektrodenanschlusses 111 angeschlossen. Der Motor 14 wird elektrisch an die Steuervorrichtung 13 angeschlossen. Der Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel besteht darin, dass das Verbindungselement 15B ein interner, in der Stromversorgungsanschluss 11 angebrachter Schalter ist; das Verbindungselement 15B kann eingeschaltet werden, um das andere Ende 110B (das äußere Ende) des ersten positive Elektrodenanschlusses 110 und das andere Ende 111B (das äußere Ende) des zweiten positiven Elektrodenanschlusses 111 anzuschließen oder ausgeschaltet, um die elektrische Verbindung zwischen dem anderen Ende 110B (das äußere Ende) des ersten positiven Elektrodenanschlusses 110 und dem anderen Ende 111B (das äußere Ende) des zweiten positiven Elektrodenanschlusses 111 zu unterbrechen.
  • 6 zeigt die schematische Ansicht des internen Stromversorgungsmodus des integrierten Leistungsmoduls 1. Wenn, wie in 6 dargestellt, der Nutzer den internen Stromversorgungsmodus ausführen will, kann der Nutzer das Verbindungselement 15B einschalten, um das andere Ende 110B (das äußere Ende) des ersten positiven Elektrodenanschlusses 110 an das andere Ende 111B (das äußere Ende) des zweiten positiven Elektrodenanschlusses 111 anzuschließen; zum jetzigen Zeitpunkt kann das andere Ende 110B (das äußere Ende) des ersten positiven Elektrodenanschlusses 110 elektrisch an das andere Ende 111B (das äußere Ende) des zweiten positiven Elektrodenanschlusses 111 angeschlossen werden, um eine Schleife zu bilden; die Stromversorgungsrichtung wird von den Pfeilen in 6 gezeigt. Auf diese Weise kann der eingebaute Akku 12 des integrierten Leistungsmoduls 1 der Steuervorrichtung 13 Strom zuführen, um den Motor 14 anzutreiben.
  • 7 und 8 zeigen eine dritte schematische Ansicht und eine vierte schematische Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 7 zeigt die schematische Ansicht des externen Stromversorgungsmodus des integrierten Leistungsmoduls 1. Wenn, wie in 7 dargestellt, der Nutzer der Steuervorrichtung 13 Strom zuführen will, um den Motor 14 mittels eines externen Akkus EB anzutreiben, kann der Nutzer das Verbindungselement 15B ausschalten, um die elektrische Verbindung zwischen dem anderen Ende 110B (das äußere Ende) des ersten positiven Elektrodenanschlusses 110 und dem anderen Ende 111B (das äußere Ende) des zweiten positiven Elektrodenanschlusses 111 zu unterbrechen; dann kann der Nutzer das andere Ende 111B (das äußere Ende) des zweiten positiven Elektrodenanschlusses 111 elektrisch an die positive Elektrode des externen Akkus EB anschließen und das andere Ende 112B (das äußere Ende) des negativen Elektrodenanschlusses 112 an die negative Elektrode des externen Akkus EB mittels einem externen Akkuanschluss 16 anschließen, um eine Schleife zu bilden. Die Stromversorgungsrichtung wird von den Pfeilen in 7 gezeigt. Auf diese Weise kann das integrierte Leistungsmodul 1 der Steuervorrichtung 13 mittels des externen Akkus EB Strom zuführen, um den Motor 14 anzutreiben.
  • 8 zeigt die schematische Ansicht des Lademodus des integrierten Leistungsmoduls 1. Wenn, wie in 8 dargestellt, der Nutzer den eingebauten Akku 12 des integrierten Leistungsmoduls 1 aufladen will, kann der Nutzer das Verbindungselement 15B ausschalten, um die elektrische Verbindung zwischen dem anderen Ende 110B (das äußere Ende) und dem ersten positiven Elektrodenanschluss 110 und dem anderen Ende 111B (das äußere Ende) des zweiten positiven Elektrodenanschlusses 111 zu unterbrechen; dann kann der Nutzer das andere Ende 110B (das äußere Ende) des ersten positiven Elektrodenanschlusses 110 elektrisch an die positive Elektrode der Ladeeinheit CR anschließen und das andere Ende 112B (das äußere Ende) elektrisch an den negativen Elektrodenanschluss der Ladeeinheit CR anschließen, um eine Schleife zu bilden. Die Stromversorgungsrichtung wird von den Pfeilen in 8 gezeigt. Auf diese Weise kann das integrierte Leistungsmodul 1 den Akku 12 mittels der externen Ladeeinheit CR aufladen.
  • Wie oben beschrieben, kann das integrierte Leistungsmodul durch das spezielle Schaltungsdesign und das Verbindungselement 15A nur mittels der Stromversorgungsanschluss mit zwei positiven Elektrodenanschlüssen 110, 111 und einem negativen Elektrodenanschluss 112 drei verschiedene Modi ausführen, nämlich einen internen Stromversorgungsmodus, einen externen Stromversorgungsmodus und Lademodus, anstatt mit zusätzlichem Akkuanschluss, Ladeanschluss, Erfassungsschaltung oder Schaltkreis; dementsprechend kann das integrierte Leistungsmodul 1 stark erweitert und flexibler benutzt werden.
  • 9A, 9B, 10A und 10B stellen eine erste schematische Ansicht, eine zweite schematische Ansicht, eine dritte schematische Ansicht und eine vierte schematische Ansicht des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dar. Das Ausführungsbeispiel zeigt die Verwendungssituationen des integrierten Leistungsmoduls gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 9A dargestellt, kann das integrierte Leistungsmodul 1 an ein elektrisches Fahrrad 2 angebracht und in die Kurbelwelle des elektrischen Fahrrads 2 integriert werden, was die Mittelmontage-Bauart ist.
  • Wenn, wie in 9B dargestellt, der Nutzer den internen Stromversorgungsmodus ausführen will, kann der Nutzer die Stromversorgungsanschluss 11 des integrierten Leistungsmoduls 1 mit dem Verbindungselement 15A (Anschlußkappe) bedecken, um den ersten positiven Elektrodenanschluss elektrisch an den zweiten positiven Elektrodenanschluss des integrierten Leistungsmoduls 1 anzuschließen. Auf diese Weise kann die Steuervorrichtung des integrierten Leistungsmoduls durch den eingebauten Akku des integrierten Leistungsmoduls 1 aufgeladen werden.
  • Wie in 10A dargestellt, muss der Nutzer auf den Lademodus umstellen, nachdem der eingebaute Akku des integrierten Leistungsmoduls 1 erschöpft ist; dann schließt der Nutzer die Stromversorgungsanschluss 11 direkt an eine Ladeeinheit an.
  • Wie in 10B dargestellt, kann der Nutzer das Verbindungselement 15A (Verschlusskappe) von der Stromversorgungsanschluss 11 entfernen. Danach kann der Nutzer den ersten positiven Elektrodenanschluss des integrierten Leistungsmoduls 1 elektrisch an die positive Elektrode der Ladeeinheit CR und elektrisch an die negative Elektrode des integrierten Leistungsmoduls 1 mittels des Ladeeinheitanschlusses 17 an die negative Elektrode der Ladeeinheit CR anschließen. Auf diese Weise kann der eingebaute Akku der integrierten Ladeeinheit 1 mittels der externen Ladeeinheit CR aufgeladen werden.
  • Wenn, wie in 11 gezeigt, der Nutzer das elektrische Fahrrad 2 über eine längere Strecke fahren will, kann der Nutzer das integrierte Leistungsmodul 1 an einen externen Akku EB anschließen. Der Nutzer kann den zweiten positiven Elektrodenanschluss des integrierten Leistungsmoduls 1 elektrisch an die positive Elektrode des externen Akkus EB anschließen und elektrisch an die negative Elektrode des integrierten Leistungsmoduls 1 an die negative Elektrode des externen Akkus EB anschließen. Auf diese Weise kann das integrierte Leistungsmodul 1 das elektrische Fahrrad 2 mit mehr Energie versorgen.
  • 12 zeigt eine schematische Ansicht des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Ausführungsbeispiel stellt eine Benutzungssituation des integrierten Leistungsmoduls gemäß des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dar.
  • Wie in 12 dargestellt, kann das integrierte Leistungsmodul 1 an ein elektrisches Fahrrad 2 montiert werden und an der Radnabe des elektrischen Fahrrads 2 angebracht werden, was die Radnaben-Bauart darstellt. Jedoch sind die obigen Strukturen nur Beispiele und keine Eingrenzungen; das integrierte Leistungsmodul 1 kann an anderen Teilen des Fahrradrahmens befestigt werden; die vorliegende Erfindung wird dadurch nicht eingeschränkt.
  • Als Zusammenfassung der obigen Beschreibung weist das integrierte Leistungsmodul und das damit ausgestattete Fahrrad gemäß der beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung folgende Vorteile auf:
    • (1) Gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, kann das integrierte Leistungsmodul dem elektrischen Fahrrad nicht nur mittels des eingebauten Akkus Strom zuführen, sondern auch direkt an einen externen Akku angeschlossen werden. Auf diese Weise kann das integrierte Leistungsmodul dem elektrischen Fahrrad genügend Strom liefern, um weite Strecken zurückzulegen. So kann die Reichweite des elektrischen Fahrrads weiter ausgedehnt werden.
    • (2) Gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, kann das integrierte Leistungsmodul zwei positive Elektrodenanschlüsse und einen negativen Elektrodenanschluss haben. Darüber hinaus ist der Stromkreis des integrierten Leistungsmoduls von spezieller Bauart. Deshalb kann das integrierte Leistungsmodul dem elektrischen Fahrrad nicht nur über den eingebauten Akku Strom liefern, sondern auch direkt an einen externen Akku oder eine Ladeeinheit angeschlossen werden ohne dass zusätzliche Anschlüsse an dem integrierten Leistungsmodul vorgesehen werden müssen. Entsprechend kann das integrierte Leistungsmodul mindestens drei Stromversorgungsmodi ausführen und ist von daher gut erweiterbar und flexibler zu benutzen.
    • (3) Gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, kann das integrierte Leistungsmodul zwei positive Elektrodenanschlüsse und einen negativen Elektrodenanschluss haben. Darüber hinaus ist der Stromkreis des integrierten Leistungsmoduls von spezieller Bauart, was es möglich macht, das integrierte Leistungsmodul direkt an einen externen Akku oder Ladeeinheit anzuschließen. Daher kann die Anzahl der Anschlüsse des integrierten Leistungsmoduls verringert werden, wodurch die Kosten des integrierten Leistungsmoduls erheblich reduziert werden können.
    • (4) Gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, kann das integrierte Leistungsmodul eine Anschlußkappe umfassen. Wenn die Stromversorgungsbuchse von der Anschlußkappe abgedeckt wird, kann das integrierte Leistungsmodul den internen Stromversorgungsmodus ausführen. Zusätzlich kann die Anschlußkappe auch staub- und wasserabweisende Wirkung leisten, um die Stromversorgungsanschluss zu schützen, wenn der Stromversorgungsanschluss von der Anschlußkappe abgedeckt wird. Dadurch kann die Ausfallrate des integrierten Leistungsmoduls verringert werden und ihre Lebensdauer kann verlängert werden.
  • Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei der wahre Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten Ausführungen gezeigt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (14)

  1. Integriertes Leistungsmodul für ein elektrisches Fahrrad, umfassend einen Stromversorgungsanschluss, die einen ersten positiven Elektrodenanschluss, einen zweiten positiven Elektrodenanschluss und einen negativen Elektrodenanschluss umfasst; einen Akku, eine positive Elektrode des Akkus, elektrisch angeschlossen an ein Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses; eine Steuervorrichtung, eine negative Elektrode der Steuervorrichtung, elektrisch angeschlossen an eine negative Elektrode des Akkus und an ein Ende des negativen Elektrodenanschlusses; eine positive Elektrode der Steuervorrichtung, elektrisch angeschlossen an ein Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses; einen Motor, der elektrisch angeschlossen ist an einem Ausgang der genannten Steuervorrichtung und der eine Antriebskraft abgibt; und ein Verbindungselement, umfassend einen einzelnen Schaltkreis; wobei das andere Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses mittels einem einzelnen Schaltkreis elektrisch an das andere Ende des genannten zweiten positiven angeschlossen werden kann.
  2. Integriertes Leistungsmodul nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement eine abnehmbare Anschlusskappe ist, die den Stromversorgungsanschluss abdeckt.
  3. Integriertes Leistungsmodul nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement ein interner Schalter ist, der in der Stromversorgungsanschluss angeordnet ist; der interne Schalter wird angeschaltet, um das andere Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses elektrisch an das andere Ende des genannten zweiten positiven Elektrodenanschlusses anzuschließen oder ausgeschaltet, um eine elektrische Verbindung zwischen dem anderen Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses und dem anderen Ende des genannten zweiten positiven Elektrodenterminals zu trennen.
  4. Integriertes Leistungsmodul nach Anspruch 1, wobei der Stromversorgungsanschluss an den externen Akku mittels einer externen Akkuverbindung angeschlossen ist, wobei das andere Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses elektrisch an die positive Elektrode des externen Akkus angeschlossen ist, und das andere Ende des negativen Elektrodenanschlusses elektrisch an eine negative Elektrode des externen Akkus angeschlossen ist.
  5. Integriertes Leistungsmodul nach Anspruch 1, wobei der Stromversorgungsanschluss elektrisch mittels eines Ladeeinheitsanschlusses an eine Ladeeinheit angeschlossen ist, wobei das andere Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses elektrisch an eine positive Elektrode der Ladeeinheit angeschlossen ist, und das andere Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses elektrisch an eine negative Elektrode der Ladeeinheit angeschlossen ist.
  6. Integriertes Leistungsmodul nach Anspruch 1, wobei das integrierte Leistungsmodul mit einer Kurbelwelle des elektrischen Fahrrads integriert ist.
  7. Integriertes Leistungsmodul nach Anspruch 1, wobei das integrierte Leistungsmodul mit einer Radnabe des elektrischen Fahrrads integriert ist.
  8. Elektrisches Fahrrad, umfassend einen Fahrradrahmen und ein integriertes Leistungsmodul, wobei das integrierte Leistungsmodul umfasst: einen Stromversorgungsanschluss, der einen ersten positiven Elektrodenanschluss, einen zweiten positiven Elektrodenanschluss und einen negativen Elektrodenanschluss umfasst; einen Akku, eine positive Elektrode des Akkus, die elektrisch an ein Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen ist; eine Steuervorrichtung, eine negative Elektrode der Steuervorrichtung, elektrisch angeschlossen an eine negative Elektrode des Akkus und ein Ende des negativen Elektrodenanschlusses; eine positive Elektrode der Steuervorrichtung, die elektrisch an ein Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen ist; einen Motor, der elektrisch angeschlossen ist an einem Ausgang der Steuervorrichtung und der eine Antriebskraft abgibt und ein Verbindungselement, der einen Schaltkreis umfasst; das andere Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses kann elektrisch mittels des Schaltkreises an das andere Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses angeschlossen werden.
  9. Elektrisches Fahrrad nach Anspruch 8, wobei das Verbindungselement eine abnehmbare Anschlusskappe ist, die den Stromversorgungsanschluss abdeckt.
  10. Elektrisches Fahrrad nach Anspruch 8, wobei das Verbindungselement ein interner Schalter ist, der in der Stromversorgungsanschluss angeordnet ist; wobei der interne Schalter angeschaltet wird, um das andere Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses elektrisch an das andere Ende des zweiten Elektrodenanschlusses anzuschließen, oder ausgeschaltet wird, um eine elektrische Verbindung zwischen dem anderen Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses und dem anderen Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses zu trennen.
  11. Elektrisches Fahrrad nach Anspruch 8, wobei der Stromversorgungsanschluss elektrisch übereinen externen Akkuanschluss an einen externen Akku angeschlossen ist, wobei das andere Ende des zweiten positiven Elektrodenanschlusses elektrisch an eine positive Elektrode des externen Akkus angeschlossen ist, und das andere Ende des negativen Elektrodenanschlusses elektrisch an eine negative Elektrode des externen Akkus angeschlossen ist.
  12. Elektrisches Fahrrad nach Anspruch 8, wobei der Stromversorgungsanschluss elektrisch über einen Akkuanschluss an einen Akku angeschlossen ist, wobei das andere Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses elektrisch an eine positive Elektrode des Akkus angeschlossen ist, und das andere Ende des ersten positiven Elektrodenanschlusses elektrisch an eine negative Elektrode des Akkus angeschlossen ist.
  13. Elektrisches Fahrrad nach Anspruch 8, wobei der Fahrradrahmen eine Kurbelwelle umfasst und das integrierte Leistungsmodul mit der genannten Kurbelwelle integriert ist.
  14. Elektrisches Fahrrad nach Anspruch 8, wobei der Fahrradrahmen eine Radnabe umfasst und das integrierte Leistungsmodul mit der genannten Radnabe integriert ist.
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