TWI788449B - 電驅動機車 - Google Patents

Abstract

電驅動機車允許在電馬達運作時的適當且有效地冷卻電池單元，且包括：前部分，其包括一個或多個前輪及車把；後部分，其包括座墊、佈置在座墊下方的殼體及佈置在殼體下方的後輪；中間部分，其延伸作為前部分與後部分之間的連接；驅動單元，其連接到後輪；以及混合供給單元，其供給驅動單元，且包括至少一電池單元及熱引擎，熱引擎致動適於供給電池單元及/或驅動單元的電發電機，其中，熱引擎驅動冷卻風扇，冷卻風扇被佈置為使得當正經由吸入孔口吸入冷卻空氣流時，此氣流在被吸入之前潤濕電池單元，其中，熱引擎包括被佈置為橫切於前後方向的曲柄軸，曲柄軸具有鍵接到被佈置為相鄰於殼體的壁之電發電機的第一端部、以及與冷卻風扇鍵接的第二端部，且其中，冷卻風扇的吸入孔口面向電池單元。

Description

電驅動機車

本發明關於一種電驅動機車，藉由儲存在電池中的能量確保其牽引力，或藉由對電馬達供電的電發電機產生其牽引力。

尤其是，將說明的機車為大致具有前部分、後部分、踏板狀的中間部分、具有變速單元的電驅動單元、以及驅動單元的電源單元的類型，前部分具有一個或多個前輪及車把，後部分具有座墊、在座墊下方的殼體以及至少一個後輪，踏板狀的中間部分連接前部分及後部分。

特別是適用於在都市地區中使用的這類型的車輛需要使用安全帽，用於駕駛及可能的乘客，即使在當地法規未強制規定這種使用時亦然。因此，為了避免駕駛及乘客在未使用的情況下必須帶著它們的安全帽，機車配備有適合的安全帽攜帶隔間，其在此種狀況下為可經由座墊進入的，座墊因為此目的而被移動以進入此隔間。

然而，在後部分從踏板(其僅扮演連接及供駕駛的足部擱置的功能)分離的機車中，考量到必須被容納在後殼體中之車輛的其他部分，可用於足夠寬敞的安全帽攜帶隔間的空間受到限制。

此外，此類型的車輛需要使用控制單元，其在殼體內部的定位為非常精細的，不僅是因為其傾向占據相關的空間，且還因為其需要一定程度的保護，以對抗任何外部因素，例如，碎片(debris)、水、泥巴等等。

控制單元包括必須確保恆定的冷卻之電氣和電子部件，尤其是發展出大量的餘熱的動力部件。

在容納安全帽攜帶隔間之同樣的後部分中，甚至必須容納電池單元，以允許正常使用需求的充分自主功能(autonomy)。

事實上，電池單元的電荷容量基本上關係到由其所占據的體積。電池單元接著被容納在由殼體所界定的空間中，殼體意圖容納機車的其他數個部分，減少可用空間。

更重要的是，當殼體不僅包括用於電驅動器的電池，且甚至包括用於保證其再充電之與電池本身一起構成電驅動器的供給單元之熱引擎(thermal engine)時，感覺到這種缺點。

此引擎的存在還涉及明顯的整體尺寸問題，其甚至反映在必須被佈置用於上述的電池單元之空間上。

此外，混合動力系統的操作必須面對相當精確的冷卻需求。若一方面所討論的熱引擎(例如，單汽缸引擎)可便 利地被空氣冷卻，則另一方面電池單元必須能夠被冷卻，儘管如此，為了明顯的保護理由，其被容納在密封容器中。

考量到完全相同的熱引擎可能構成對電池單元而言之危險的熱源，電池單元的無效冷卻可能導致多次故障以及機車自主功能的降低。

JP2001106149A揭露一種電驅動機車，其藉由電池單元所供給的電驅動器而移動，電池單元藉由風扇被冷卻。

同樣的整體尺寸問題還反映在熱引擎的部件上。例如，如果過濾箱接收空氣並通過箱內的過濾器和合適的管道將其傳送到熱引擎的節流閥體/化油器(carburettor)，變速裝置在機車側上的傳統位置為不可用的，且尤其是因為電池單元，其為了增加車輛自主功能而必須能夠利用每一個可用的空間，較佳是在保持緊湊的狀態下。

本發明基本的技術問題在於提供一種電驅動機車，其能夠克服參照先前技術所提到的缺點。

這種問題藉由如上所述的機車來解決，其中，電源單元被佈置在安全帽攜帶隔間下方的位置中，使得座墊、安全帽攜帶隔間及電源單元在殼體內大致被佈置為相互堆疊。

此機車的主要優勢在於能夠達成車輛的殼體內部的部分之有效佈置，同時允許安全帽攜帶隔間具有實踐其自身 功能所需要的體積。

根據在本文中所說明的另一個發明態樣，在上述的機車中提供後叉，其將後輪迴旋地連接到殼體，允許相對於連接到殼體的鉸鏈的擺動運動。

上述電驅動單元及包含在容器中的供給單元的控制單元在其相對於殼體的擺動運動期間至少局部地由至少一支撐臂所圍繞。

以此方式，提供車輛的殼體內部的部分之有效佈置，同時確保控制單元得到所需的保護。

另一個本發明的態樣提供的是控制單元被包含在連接到殼體的盒狀本體內，使得其下壁面向地面，並且其較佳地包括散熱片(cooling fin)，以保證控制單元的有效冷卻，這是因為此下壁明顯地在機車運作的期間暴露在空氣流中。

有關於在後部分的殼體內部的部分之整體尺寸的問題藉由電池單元來解決，電池單元被塑形為具有多面體(polyhedral)形狀，其包括相對於與機車的前後方向正交的垂直平面之至少一個第一傾斜側，以藉由優化可用空間來達成電池單元的有效佈置。

在機車的較佳版本中，座墊移動暴露出平坦的維修表面(service surface)，包括饋送電纜(feeder cable)的饋送電纜隔間被佈置在維修表面下方，饋送電纜具有連接插座，連接插座在擱置位置處被容納在各自的座部中。當未實踐此擱置狀態時，例如，由於連接插座被連接到電子網路或 由於連接插座已斷開連接但尚未被放置定位時，藉由控制單元來禁止車輛啟動。

相反地，如果插座位在其座部中，帶有相關插座的電纜處於縮回配置，能夠完全地關閉座墊，而電纜被整體地包含在其隔間中，其隔間具有適應在安全帽攜帶隔間的後壁及座墊的殼體的後壁處之可用空間之形狀，使得機車能夠安全地啟動。

當供給電驅動單元的供給單元為混合動力類型且包括電池單元及熱引擎(其致動電發電機以供給電池單元及/或電驅動單元)時，在殼體內部及在座墊下方提供殼體空間，其適於容納電池單元及熱引擎，以及並排地放置於其間的相關的電發電機，因而允許被佈置來用於將電流供給到機車電驅動器的元件的適當佈置。

較佳地，殼體空間從殼體的一側延伸到另一側，且電池單元及熱引擎與相關的電發電機被容納在其內部，尤其是根據橫切於機車的前後方向之方向並排地放置。

此外，根據將說明的另一個發明態樣，熱引擎致動冷卻風扇以將致冷氣流(refrigerating air flow)吸入到吸入孔口，使得這樣的氣流在被吸入之前藉由在熱引擎運行時允許電池單元遠離相同熱引擎之有效冷卻而接觸到電池單元。

混合動力版本提供用於排出煙氣的管道，其具有膨脹室及過濾盒，用於對熱引擎供給空氣，過濾盒在管道上方所容納的空間中被橫向地佈置在後輪處以及在佈置熱引擎 的側上，以在膨脹室上方獲得由殼體覆蓋的空間。

在此版本中，意圖用於供給熱引擎的儲槽較佳地被佈置為在相鄰於饋送電纜隔間的位置處部分地圍繞安全帽攜帶隔間的側壁。其具有佈置在座墊附近的上端部，以及由燃料蓋關閉的加油噴嘴，其從殼體的維修表面凸出。

1:後叉

1P:後端部

2:第一橫臂

3:第二臂

4:第三臂

5:第二橫臂

6:立架

7:第一緊固板

8:驅動單元

9:減速單元(變速單元)

9’:出口軸

10:第二緊固板

11:安全帽攜帶隔間

12:底壁

13:側壁

14:上開口(進入開口)

15:電池單元

16:外殼

17:鐙形件

18:拉桿

19:托架

20:容器

21:下托架

22:下壁

23:側壁

24:上壁

25:第一連接插座

26:散熱片

26’:散熱片

27:額外的連接插座

28:第一傾斜側

29:第二傾斜側

30:上側

31:下側

32:擋泥板隔片

50:後懸架

51:乘客手把

53:頂蓋

54:饋送電纜

56:饋送電纜隔間

57:連接插座

58:進入孔

59:座部

61:卡口狀連接

97:電池

100:電驅動機車

101:座墊

101A:前端部

101P:後端部

102:殼體

103:前輪

104:車把

105:後輪

105’:輪轂

106:前護罩

107:殼體

108:中間部分

109:前壁

110:鉸鏈

111:殼體空間

111a:第一部分

111b:第二部分

113:框架

115:電池單元

116:熱引擎

120:電發電機

121:冷卻風扇

122:吸入孔口

133:排出管道

134:膨脹室

135:過濾器

136:儲槽

137:燃料蓋

140、141:凸起

150:維修表面

P1:第一(前)平面

P2:第二(中間)平面

P3:第三後平面

V:垂直平面

將在下文中參照所附圖式根據帶有電驅動器的機車之兩個較佳的實施例範例來說明本發明的所有上述態樣，其被以例示的方式提供且非用於限制性目的，其中：圖1顯示根據本發明之電驅動機車的整體側視圖；圖2顯示圖1的電驅動機車之部分剖視及左側視圖；圖3顯示圖1的電驅動機車之部分剖視及右側視圖；圖4顯示圖2的後部分之側視圖，其中，某些外部的元件被省略，以使得內部的部分能夠觀察；圖5顯示圖4的後部分的細節之放大透視圖；圖6顯示在圖4的後部分中被堆疊的某些部件的透視圖；圖7顯示在圖4的後部分中被堆疊的某些部件的側視圖；圖8顯示圖5的後部分之根據縱向垂直平面的剖視及透視圖；圖9顯示圖1至8的電驅動機車的電池封裝的透視圖；圖10顯示圖9的電池封裝的第一側視圖以及輪子與殼 體部分的示意性視圖；圖11顯示圖9的電池封裝的第二側視圖；圖12顯示圖9的電池封裝的垂直縱向剖視圖；圖13顯示圖1的電驅動機車的仰視平面圖；圖14顯示圖13的電驅動機車的部分剖視及仰角透視圖；圖15顯示混合動力類型的電驅動機車的部分剖視及左側視圖；圖16顯示圖15之電驅動混合機車的部分剖視及右側視圖；圖17顯示圖15的機車的後部分的局部側視圖，其包括座墊及後殼體；圖18顯示圖17的後部分的第一透視圖，其中，某些外部的元件被省略，以使得內部的部分能夠觀察；圖19顯示圖17的後部分的第二透視圖，其中，某些外部的元件被省略，以使得內部的部分能夠觀察；圖20顯示圖17的後部分的第三透視圖，其中，某些外部的元件被省略，以使得內部的部分能夠觀察；圖21顯示未顯示車把之圖15的機車的透視側視圖，其中，某些外部的元件被省略，以使得內部的部分能夠觀察；圖22顯示根據圖17的後部分之水平平面的剖視及俯視平面圖，其中，某些外部的元件被省略，以使得內部的部分能夠觀察； 圖23顯示根據水平平面的第一剖視圖，其顯示出圖17的後部分之內部；圖24顯示部分剖視第二透視圖，其顯示出圖17的後部分之內部；圖25顯示圖15的電驅動混合機車的電池封裝的透視圖；圖26顯示圖25的電池封裝的俯視圖；圖27顯示根據第一縱向平面之圖25的電池封裝的剖視透視圖；圖28顯示用於圖1或15的電驅動機車的電子部件的開放容器的俯視透視圖；圖29顯示用於圖1或15的電驅動機車的電子部件的開放容器的翻轉透視圖；圖30顯示圖1或15的電驅動機車的電馬達的透視圖；圖31顯示圖15的混合動力類型之電驅動機車的熱引擎之透視圖；圖32顯示根據圖中所示的平面A-A之圖22的後部分之剖視局部側視圖；圖33顯示在第一未覆蓋配置中之凸顯圖22的後部分的細節之局部透視圖；圖34顯示在第二覆蓋配置中之凸顯圖22的後部分的細節之局部透視圖；以及圖35顯示圖22的後部分之部分的部分剖視透視圖，以及圖32至34的細節。

參照圖1，電驅動機車(且尤其是馬達機車或簡稱機車)整體由標號100來表示。本發明關於座墊車輛的領域或跨騎的車輛，其大致具有兩個、三個或四個輪子，具體地參照具有驅動單元的機車，驅動單元佈置在座墊101下方的位置，在殼體102的內部，殼體102在本文中被橫向地表示，其從前輪103延伸到後輪105，前輪103由車把104驅動。

參照圖2，電驅動機車100為在縱向方向上大致區分為三個部分的類型：前部分，其包括由具有前懸架的前叉連接的前輪103及車把104，且包括保護坐在座墊101上的駕駛之腿部以及至少部分的胸部之前護罩106；後部分，其包括座墊101、後輪105及殼體107，封閉在其內部的是數個部件，例如，驅動、控制、電能儲存元件。

在機車之未顯示的具體版本中，前部分可包括在其間連接的兩個前輪，且其藉由操縱輥四連桿(steering roll four-bar linkage)機構而連接到框架。

後輪105被連接到後懸架50。

中間部分或踏板108如同橋樑一般連接在前部分及後部分兩者之間，亦即，前護罩106及殼體107，且具體為基本平坦的擱置基座或踏板108，駕駛將其足部擱置於其上。

這三個部分理想地由第一平面P1及第二平面P2分開及 界定，第一平面P1及第二平面P2橫切於機車佈置並與地面正交，亦即，垂直於所提供的向前行進方向。第一及第二平面為幾何平面，其允許識別出在本說明書中所參照的機車部分。

換言之，第一前平面P1被界定，其基本上在車把處橫向地切割機車的前部分，且第二中間平面P2被界定，其在面向前護罩106之座墊101的前端部101A處橫向地切割機車的後部分。在前平面P1及中間平面P2之間佈置中間部分108，其包括用於駕駛的擱置踏板108。

第三後平面P3在座墊101的後端部101P處被進一步地顯示。

在圖2中被標示為P2之第二平面或中間平面處，座墊101在其前端部101A處迴旋地鉸接到殼體102，而殼體具有前壁109。

此外，電驅動機車100具有後叉1，其在踏板108處繞著大致位在中間橫切垂直平面P2上的軸線而被鉸接到殼體102。

如圖4、6及7中更好地顯示的，在殼體的後部分中設置有安全帽攜帶隔間11，其大致由在其自身頂部之開放容器所構成，開放容器具有底壁12、延伸自底壁12的側壁13，其具有適於殼體形狀以最大化容納體積的形狀，使得其較佳地能夠收入一頂或兩頂安全帽。側壁13在與底壁12相反的側上界定上開口14，其被做成為能夠由作為旋轉蓋體之座墊101進入或封閉。

尤其是，存在支撐框架113，例如，類似桁架的類型，其界定殼體空間111，其中佈置有供給單元。

如同前面所述地，作為電驅動機車100的驅動單元8(例如，馬達或電馬達)需要機車的供給單元的存在，其能夠供給驅動單元8。

在圖1至14中所顯示之此第一實施例中，藉由供給單元保證電機車的牽引力，尤其是藉由儲存在電池中的電能所供給的單元，其接著供給驅動單元8，且其可藉由將其連接到電源及/或具有插座57(圖32至35)之適合的主要供給單元而被充電，其功能及特徵將在下文中被說明。

參照圖9至12，在本實施例中的供給單元包括電池單元，其整體由標號15標示，亦即，由外殼16及被插入外殼16內部的複數個電池97(圖8)所構成的電池封裝。

作為電池單元15的供給單元被佈置在安全帽攜帶隔間11下方的位置，具有使得座墊101、安全帽攜帶隔間11及電池單元15在殼體107中被垂直地佈置為大致上相互堆疊成一個在另一個上方(圖4至8)的佈置。

在術語堆積的情況下，以大致對齊的配置相互重疊之以下組件的佈置指得是：安全帽攜帶隔間11及供給單元，供給單元在本實施例中為電池單元15。

特別是，此形狀允許將安全帽攜帶隔間保持在電驅動車輛上。安全帽攜帶隔間及相對於後者堆疊之供給單元的佈置能夠藉由使重量僅集中在車輛的後部分靠近地面來優化在殼體中可用的空間。

事實上，如圖2及3所示，在具有擱置踏板的車輛的中間部分中，不具有供給單元的部件，藉此提高駕駛的舒適度。

然而，可能提供安全帽攜帶隔間與供給單元相互偏移(未顯示)的堆疊配置。

特別應注意的是，安全帽攜帶隔間11重疊於電池單元15且大致覆蓋於其上(圖6及7)。電池單元15接著位在受限於後叉1的空間上方。在這方面，電池單元15的外殼16能夠靠在與框架成一體的托架19上，且其能在上部分上藉由鐙形件(stirrup)17和拉桿(tie rod)18而被固定到框架。

在此配置中，電池單元15在殼體空間111中從一側橫向地延伸到另一側。尤其是，電池單元15，且更具體地是其外殼16，被塑形為具有多面體形狀，其包括相對於垂直平面V的至少一第一傾斜側28，且正交於機車的前後方向(圖10)。

第一傾斜側28為面向後輪105的後側，且其被塑形為跟隨著後輪105本身的形狀。

尤其是，第一傾斜側相鄰於後輪105的上部分，因此其隨著其在向後方向上移動的頂部傾斜。在較佳實施例中，第一傾斜側為直線形的，但這意味著其甚至可被彎曲，其路線與此側相鄰之後輪的上部區域的路線一致。在直線形的狀況下，第一傾斜側可平行於正切於後輪105的上部區域的線。

如圖9至12較佳可見的，電池單元15的外殼16可包括 與第一傾斜側28相反的第二傾斜側29，其面向電驅動機車100的中間部分，且其能夠被塑形為在與此中間部分108相接的區域中跟隨著殼體107的輪廓形狀，亦即，大致平行於前壁109(圖2、3及4)。

為了方便對稱的理由，第一傾斜側28及第二傾斜側29可為平行的，故上側及下側均為水平的。以此方式，電池單元15的縱向截面具有平行四邊形形狀(parallelogram)，尤其是長菱體(rhomboidal)形狀。

上側30為水平、平坦且相鄰於佈置在座墊101下方之安全帽攜帶隔間11的底壁12。相反地，下側31相鄰於後叉1。在電池單元15與後輪105之間設置擋泥板隔片(mudguard septum)32(在圖10中被示意)。

電池單元15的上述形狀根據車輛的殼體中的可用空間而允許電池單元的動力最大化。

尤其是，藉由大致使垂直方向上所界定的整體高度保持不變，電池單元的第一傾斜側28、第二傾斜側29的傾斜形狀允許增加在縱向方向上可用的空間。

參照圖12，剖面中所見的外殼16具有類似平行四邊形(parallelogram)的形狀，相較於傳統電池的矩形形狀，其允許界定出能夠容納額外的電池的補充體積。

有利地，電池單元的外殼16的側壁可能為可移除的類型，用於提取內部電池元件以及用於需要替換、重建或設置內部電池元件的情形。電池單元接著可根據縱向方向被提取，或根據變型、根據垂直方向被提取。

應注意的是，殼體107及電池單元15配置為允許經由殼體107的開口提取電池單元，其中，安全帽攜帶隔間11能夠被定位。或者，殼體107及電池單元15配置為允許經由殼體107的前開口提取電池單元15。

根據本發明的電驅動機車100還包括VMS(車輛監控系統，Vehicle Monitoring System)控制單元，其包括佈置在容器20(尤其是具有盒形狀的金屬容器)內部的數個電氣/電子部件，容器20被定位在電池單元15的下方，以界定出依序的堆疊佈置，其從上到下為：座墊101及相關的安全帽攜帶隔間11、電池單元15及佈置來控制驅動單元及電池單元的控制單元(圖6及7)。

尤其是，如圖8的局部剖視圖所示，容器20被準確地定位在由後叉1所限定出來的空白空間中。以此方式，藉由鉸鏈110連接到殼體107的後叉1包括至少一叉臂(第二臂3、第三臂4)，其在殼體107與驅動單元之間延伸，放置為與容器20並排(圖13及14)。

在至少一叉臂(第二臂3、第三臂4)相對於殼體的擺動運動期間，至少一叉臂(第二臂3、第三臂4)至少部分地環繞著VMS控制單元的容器20，如圖4及5所示。

容器20可被緊固到框架113，接著與殼體107成一體。或者，其可被連接到電池單元15(未顯示)。

如較佳繪示在圖28及29中，容器20具有盒狀本體，其由下托架21及上壁24所構成，下托架21具有下壁22及側壁23，上壁24作用為下托架的蓋子。

下托架21在側壁23(其在整個機車中面向後輪105)上具有第一連接插座25及額外的連接插座27，以將控制單元連接到電驅動機車100的其他電氣和電子部件。

相反地，下壁22直接地面對地面。尤其是，下壁22包括複數個散熱片26，其垂直於根據平行於車輛的前後方向之縱向方向(亦即，向前方向(圖13及14))被佈置的下壁22。容器20的盒狀本體較佳地由高導熱性材料所製成，例如，鋁合金。

容納在下托架21中的控制單元包括動力元件及控制元件，且具體地，動力元件被佈置為擱置在盒狀本體的下壁22的內側上，帶有增加剩餘熱能的處置之目的。

應注意的是，散熱片26的位置及形狀為用於強化可能受到地面的碎片及粗糙度之衝擊的下壁22。

在第一版本中，更清楚地表示在圖13及14中，後叉1被佈置為靠近連接中間部分及後部分的區域，且其包括：連接到鉸鏈110的第一橫臂2，其允許其回應地面應力(ground stress)而旋轉；第二臂3及第三臂4，其相對於第一橫臂2被佈置在中間位置，第三臂4被連接到第二橫臂5，其平行且相對於第一橫臂2被佈置在後輪105的附近。在未顯示的變型中，可省略第三臂4。

在第二版本(未顯示)中，後叉1可具有四邊形形狀，其由限制其內部空間的四個臂或桿所形成，其圍繞VMS控制單元的盒狀本體：在垂直於向前方向並佈置在靠近踏板的第一桿處，後叉具有允許其回應地面應力而旋轉的鉸 鏈；第二桿相對於第一桿，且其接著被佈置在後輪附近；第三桿及第四桿以大致縱向的方式佈置，其連接橫桿。

應注意的是，實現後叉1的臂之第二臂3、第三臂4可具有多邊形截面，且其具有大致相當於堅硬的容器20之厚度的高度，帶有至少部分橫向地圍繞並覆蓋於其上的目的。

鉸鏈110在其前壁109處被緊固到殼體107，使得後叉1能夠擺動，亦即，相對於鉸鏈110、相對於殼體107旋轉(圖4及5)。

後叉1可隨行程自由旋轉，行程受限於作用在後輪105的輪轂上的後懸架50；其包括彈簧及散熱器，尤其是同軸地組裝到彈簧的氣動阻尼器(pneumatic damper)被提供，且其在佈置在座墊101下方的點處被連接到殼體102。此外，立架6可被迴旋地連接到後叉1的第二臂3。

在第三版本(未顯示)中，後叉1可包括一個單一縱向臂，其配置為用於連接垂直於行進方向且分別連接到電馬達及殼體的兩個桿。在此版本中，縱向臂並排於容器20被放置，且其保持開放的自由側，藉此提升撞擊容器20的氣流並接著冷卻VMS系統。

在此版本(圖29)中，容器20的盒狀本體包括在其內側容納第三橫臂的區域，且其具有散熱片26’，散熱片26’具有較其他散熱片26更低的高度，使得堅硬的容器20的至少一側為自由的。

在上述的變型中，當電驅動機車100承受駕駛的重量 (基於平均值來計算)時，後懸架的彈簧之彈性常數(elastic constant)被校正，使得後叉1的臂及堅硬的容器在堅硬的容器20之最大開口的配置中為大致平行的。以此方式，當車輛處於使用中時，控制單元之堅硬的容器20將會位在最大保護位置。

如圖13及14所示，在靠近後輪105之後叉1的後端部1P處設置第一緊固板7，驅動單元8連接於此第一緊固板7，其與變速單元(尤其是減速單元9)一起被完成，變速單元提供後輪105其所需的推進推力(propulsive push)。此後輪105藉由驅動單元8形成連接到後叉1的懸臂狀。驅動單元8的裝甲包括在上側上的第二緊固板10(圖30)，其對於後懸架50的另一端部之迴旋連接而言為有用的。

驅動單元8及減速器(或變速單元9)構成分別連接到後輪105的電驅動單元。後叉1及驅動單元根據機車的前後方向在兩者之間被大致上對齊。

尤其是，變速單元9包括串聯的齒輪，其在當中功能性地連接減速器9的出口軸9’及輪轂105’，用於在後輪105的輪轂105’的軸上產生馬達扭矩(motor torque)。以此方式，藉由採用具有佈置在驅動單元8下方的齒輪之變速系統，可以僅藉由改變齒輪的尺寸來改變傳動比(transmission ratio)。這使得能夠獲得依據車輛的類型而被採用的系統，而不需修改車輛的其他部分的位置或形狀。事實上，例如，可以依據馬達扭矩及後輪的直徑的變化來改變傳動比。

現在將參照圖15至27說明根據本發明的電驅動機車的第二實施例之提供混合供給單元(電池單元115、電發電機120)的版本。在下文中，與第一實施例中所說明的部分相同或類似的部分將以相同的標號來表示。

除非另有指示，在第一實施例中說明的所有技術特徵甚至可被應用到第二實施例。尤其是，根據這樣的變型，圖1的電驅動機車為稱作混合動力類型的電機車，其牽引力藉由儲存在電池中的能量來保證，電池供給電馬達，且其可藉由將其連接到電源及/或具有標準插座之適合的主要供給單元而被充電，以及藉由馬達發電機(即，熱引擎)而被充電，馬達發電機致動電發電機，電發電機被佈置來使電池單元充電及/或用於供給驅動單元。

即使對於第二版本，參照圖15，如同在先前的實施例一般，電驅動機車100在縱向方向上大致區分為三個部分：前部分，其包括由具有前懸架的前叉連接的前輪103及車把104，且包括保護坐在座墊101上的駕駛之腿部以及至少部分的胸部之前護罩106；後部分，其包括座墊101、後輪105及殼體107，封閉在其內部的是驅動、控制、電能儲存元件以及後懸架；以及中間部分或踏板108，其以基本平坦的支撐部連接前部分及後部分，亦即，前護罩106及殼體107，駕駛將其足部擱置在支撐部上。在機車之特定的未示出版本中，前部分可包括在兩者之間藉由操縱四連桿機構而連接到框架的兩個前輪。

此外，電驅動機車100具有後叉1，其實際上與先前所 說明的一個後叉相同，且其可具有上面所提及的相同變型。

類似於先前所說明的，驅動單元8及減速器9構成分別連接到後輪105及變速單元9的電驅動單元。後叉1及驅動單元8在兩者之間大致對齊。

即使在混合動力類型的情況下，變速單元包括串聯的齒輪，其適於在後輪的輪轂軸上產生馬達扭矩。

如同在第一實施例中一般，在殼體的後部分中設置有安全帽攜帶隔間11，其大致由在其自身頂部開放之容器所構成，容器具有底壁12、具有能夠適於包括一或兩頂安全帽的形狀之側壁13、以及由作為旋轉蓋體的座墊101覆蓋的上開口14。形狀和容量與前面的單純電動版本相同。

尤其是，具有支撐框架113，例如，桁架類型的支撐框架，其界定當中佈置有供給單元的維修隔間。

在第二實施例中，供給單元為混合動力類型且包括至少一電池單元115及供給電發電機120的熱引擎116，電發電機120適於供給電池單元115或者以直接的方式供給驅動單元8。此外，可能有中間的解決方案，其中，由電發電機120所產生的電能的一部分被直接使用於牽引，且其他部分相反地被使用於增加電池單元中可用的電荷。

尤其是，當加速器被控制以供給最大可用動力時，由電池及/或由電發電機所提供的能量的總合為能夠允許恆定的巡航速度。這會在以下情況下實施：1)電池單元為完全充電的，且其能夠單獨供應動 力，以保證恆定的最大巡航速度(maximum cruise speed)，2)電池單元為部分放電的，且馬達發電機部分地補償電池單元的電流之不足供給，以保證該恆定的最大巡航速度，並且部分地使電池單元充電，3)電池單元被放電，且馬達發電機專門為了電馬達產生電能，以保證該恆定的最大巡航速度。

在每一種其他狀況下，根據電馬達所需的充電及動力的水平，當不再處於最大機制下時，馬達發電機對電池充電及/或對電馬達供給能量。

此外，其結構與上述的控制單元相同之控制單元實施用於管理所供給的能量之方法，其中，大致提供兩種不同的速度機制：第一速度機制為在行程的結束控制加速器，以判定最大可能巡航速度；以及第二速度機制為在行程的結束(最大可用供給能量)與起始位置(對應到零供給能量)之間的中間位置控制加速器。

藉由這樣的方法，當加速器在行程的結束被控制時，供給到驅動單元的能量會依據電池單元的充電狀態：若電池單元為大約將被放電或已被放電，要被供給以得到最大巡航速度的所有能量由電發電機提供，而在較低速度的情況下，產生的能量將用於為電池單元充電。

相反地，當電池單元處於充電狀態時，其可在任何需要的時候藉由管理加速度峰值(acceleration peak)及減速度恢復(deceleration recovery)來由其自身提供用於獲得不同的速度所需的能量。

此外，以有利的方式，電驅動機車100包括選擇器，藉由選擇器，駕駛可選擇用於管理可用能量的機制，其中，考慮到僅在電動模式下之車輛的未來使用(例如，在非電力交通工具的限制的情況下)，電發電機被致動以獲得電池單元的最大充電狀態。

相同的選擇器或是另外的選擇器可進一步允許熱引擎116之開始及停止模式的選擇。以此方式，當車輛要被停止時，例如，在交通燈號(traffic light)下，熱引擎116停止，藉此中斷電流的產生。當車輛為靜止的且熱引擎116被關閉時，只要熱引擎116未再次被打開，可僅藉由電池單元的電流來執行機車的新啟動。

可使用相同的選擇器，目的是僅以最大可獲得速度的限制來支持電驅動器，例如，在都市地區，其為有用的，或者最大限度地利用可由馬達發電機所提供的能量，例如，在另外的都市地區。

此變型在結構上提供的是電驅動機車100的後部分包括安全帽攜帶隔間11，其被放置在座墊101下方的位置，而由電池單元115及具有附接的電發電機120之熱引擎116所構成的混合供給單元被放置在安全帽攜帶隔間11下方，使得座墊101、安全帽攜帶隔間11及混合供給單元(電池單元115、熱引擎116、電發電機120)在殼體107中大致被佈置為相互堆疊成大致垂直的堆疊物，且其中，安全帽攜帶隔間11聳立在整個混合供給單元上方。

安全帽攜帶隔間及混合供給單元的此種佈置實現了與 僅具有電池的供給單元之變型相同的優勢。

參照圖18及25，橫向地受限於殼體107且上部分受限於安全帽攜帶隔間11的底壁12之殼體空間包括兩個分開的部分111a及111b。第一部分111a適於容納由115表示的電池單元，且第二部分111b用於容納電發電機120(圖22)。兩個部分理想地由垂直平面L-L分開，垂直平面L-L根據相對於機車的前後方向被縱向地佈置。垂直平面L-L甚至可在其他方向上被定向。熱引擎116、電發電機120及電池單元115被並排地佈置在安全帽攜帶隔間11下方。

熱引擎包括冷卻裝置，其包括至少一冷卻風扇121及相關的吸入孔口122(圖23及24)。

在本實施例中，熱引擎116由具有受控開關之替換的燃燒引擎所構成，尤其是單汽缸引擎(single-cylinder engine)，亦即，包括具有單一活塞的單汽缸。或者，可設置多汽缸(例如，兩汽缸)熱引擎。

在單汽缸版本中，汽缸較佳地被大致水平地佈置，且頭部117(圖19)面向電驅動機車100的前部分的方向，以及引擎體(engine block)118縱向地延伸，且軸線M-M大致平行於機車的前後方向(圖23)。

熱引擎116包括驅動軸(未詳細顯示)，其藉由前述幾何形狀的作用而被佈置為橫切於前後方向M-M，且其被水平地放置到殼體空間111。

驅動軸具有第一端部，其鍵接到傳統類型的電發電機120；後者被佈置在殼體空間的第一外側上，相鄰於殼體 107的壁。軸還具有第二端部，冷卻風扇121被鍵接到第二端部，插入到風扇外殼中。

冷卻風扇121接著大致被佈置在殼體空間111的中心，相鄰於電池單元115。冷卻風扇121為離心類型，且其沿著軸向方向(亦即，平行於冷卻風扇121的致動軸線)吸入氣流，其接著被徑向地導引到包括引擎體及電發電機120的空間中。

尤其是，冷卻風扇121包括面向電池單元115的吸入孔口122(圖24)。

以此方式，氣流通過電池單元115被吸入，電池單元115被由冷卻風扇121所吸入的空氣撞擊和冷卻。

藉由使用直接地鍵接到驅動軸的單一冷卻風扇，此佈置可確保電池單元115及電發電機120兩者的最佳冷卻，以將部件的數量減至最少。

前面所說明的熱引擎116包括排出管道133(圖16到18)，其包括管狀的膨脹室134，設置有催化劑裝置及排出噴嘴。

膨脹室134在後輪105的側上相對於驅動單元8被佈置在大致習知的位置。排出管道133接著從引擎的頭部117延伸直到電驅動機車100的後端部，通過電發電機120下方(圖16)。

熱引擎116還經由過濾器135及未詳細顯示之傳統類型的節流閥體而被供給空氣。過濾器135被定位在空氣過濾器的盒體內部，具有扁平的盒狀形狀，在車輛的側上被垂 直地佈置於殼體107附近，其中存在電發電機120。尤其是，過濾器135被定位在排出管道133的相同側上。特別是，過濾器被佈置在排出管道133上方。

在此實施例中，過濾器135相對於電發電機120及膨脹室134被佈置在上側上，因此得到可用空間的最佳化。

換言之，過濾器被定位在排出管道133、膨脹室134上方，特別是膨脹室134。過濾器135及排出管道133、膨脹室134被佈置在與電池單元相反的側上。

在意圖優化空間的其它結構細節方面，過濾器135包括部分135’，其包圍電發電機120的扇形區段(圖16)。

此外，熱引擎116由包含在適當的儲槽136中的燃料供給。儲槽被塑形以部分地圍繞安全帽攜帶隔間11的側壁，以具有被佈置在座墊101附近的上端部，以及由燃料蓋137關閉的加油噴嘴，其從被座墊101覆蓋之殼體107的維修表面150凸出(圖24)。儲槽136又位在電池單元115上方。

如圖25、26及27所示，電池單元115由電池封裝所構成，電池封裝由外殼16及插入到外殼16內部之複數個電池97所構成。

其被佈置在安全帽攜帶隔間11下方的位置，相鄰於前述的熱引擎(圖22)。

電池單元115及電發電機120兩者均位在由後叉1所限定出的空間上方。在此配置中，電池單元115藉由大致上從一個部分到另一個部分占據殼體空間111的自身部分而在其中橫向地延伸。其被塑形為具有多面體形狀，其包括 正交於機車的前後方向之相對於垂直平面的至少一第一傾斜側28(圖25至27)。

第一傾斜側28可為面向後輪105的後側，以跟隨著後輪105的形狀，亦即，以適於傾斜到圍繞後輪105的空間。尤其是，第一傾斜側28相鄰於後輪105的上部分，因此其隨著其在向後方向上移動的頂部傾斜。此側為直線形的，但這意味著其甚至可被彎曲，其路線與此側相鄰之後輪的上部區域的路線一致。在直線形的狀況下，第一傾斜側可大致平行於正切於後輪的上部區域的線。

電池單元115的外殼16包括與第一傾斜側28相反的第二傾斜側29，其面向電驅動機車100的中間部分，且其能夠被塑形為在與中間部分108相接的區域中跟隨著殼體107的輪廓形狀，亦即，大致平行於前壁109。

為了方便對稱的理由，第一傾斜側28及第二傾斜側29可為平行的，以及上側及下側可均為水平的。以此方式，電池單元115的縱向截面可具有平行六面體(parallelepiped)形狀。

上側30為水平、平坦且相鄰於佈置在座墊101下方之安全帽攜帶隔間11的底壁12。相反地，下側31相鄰於後叉1。在電池單元115與後輪105之間設置擋泥板隔片32。

考慮到排列上的空間減少，在其自身側壁處，電池單元115的外殼16可具有凸起140和141，以優化內部電池的可用體積。它們被放置在由馬達、風扇及燃料儲槽所預留的空間中。尤其是，凸起140、141相對於縱向平面在橫切 方向上延伸。

有利地，凸起141允許較大的體積及使用較大數量的電池。

應注意的是，電池單元之外殼16的側壁可能為可移除的類型，用於提取內部電池元件以及用於需要替換、重建或設置內部電池元件的情形。即使是在此第二實施例中，電池單元可為能夠從機車被移除的類型。

殼體107及電池單元115配置為允許經由殼體107的開口提取電池單元，其中，安全帽攜帶隔間11能夠被定位。或者，殼體107及電池單元115配置為允許經由殼體107的前開口提取電池單元115。

電驅動機車100包括控制單元，控制單元包括被佈置在容器20內部的數個電氣/電子部件，容器20被定位在電源單元的下方，且在安全帽攜帶隔間11及座墊101的下方；控制單元被佈置來控制驅動單元、電池單元及馬達發電機。或者，控制單元配置來控制驅動單元及電池單元。此控制單元與用來控制馬達發電機的馬達之額外的中央單元通信。

尤其是，具有馬達發電機之本實施例的控制單元的容器20與先前所說明的容器相同，且其以相同的方式相對於後叉1被佈置。

參照圖32至35，電池單元的餽送電纜的佈置在下文中被說明。

當座墊101被移動時，其留下暴露出來的安全帽攜帶 隔間11之進入開口14以及平坦的維修表面150，維修表面150被佈置在進入開口14的後側上且由固定到殼體107之乘客手把51圍繞(圖18)。

維修表面150還包括頂蓋53，其覆蓋維修表面150的進入孔58，饋送電纜54被通過進入孔58(圖32)。

其為一種螺旋類型的電纜，且其適於被彈性地拉長且在未受應力時重新採取縮回配置。在其遠端處，其連接到被佈置在饋送電纜隔間56內部的電接頭，饋送電纜隔間56被佈置在維修表面150下方。

在縮回配置中，饋送電纜54整體被包含在其預設的隔間56中；後者具有不規則形狀，此不規則形狀適於在安全帽攜帶隔間的後壁及殼體107的後壁處之可用的空間：饋送電纜54能夠適於這樣的不規則形狀。

在其近端部處，饋送電纜54具有標準類型的連接插座57，其被佈置在進入孔58外側，進入孔58具有使得連接插座57不會掉入饋送電纜隔間的直徑。

相反地，在這樣的進入孔處，形成連接插座57的座部59，其中，其再次被放置在擱置位置，這允許連接插座盡可能少地突出，使得能夠以頂蓋53覆蓋連接插座。

後者藉由卡口狀連接(bayonet-like connection)61被緊固到維修表面，卡口狀連接將其佈置在最低的可能位置。

以此方式，只有在當連接插座57在縮回位置位在其座部59中時以及當頂蓋53被正確地定位及緊固以覆蓋連接插座57時，才能夠達成在維修表面150上之座墊101的完全關 閉。

在座部59中，且尤其是在卡口狀連接中，存在感測器，尤其是在頂蓋53及座部59的部分上之近接感測器或微型開關，其在卡口狀連接中彼此配合，其檢測連接插座57在其座部59中的正確擱置位置，且其對控制單元提供在其存在時允許車輛啟動的訊號。

相反地，如果饋送電纜未縮回其座部，且即使其仍然被連接到電源，感測器將會阻止車輛的啟動。

為了安全起見，藉由防盜(anti-theft)裝置的方式，僅在具有特定關閉鍵的事實下，方可完成座墊101的關閉。

對於上述的電驅動機車，熟知本領域技術人士在為了滿足額外及可能發生的需求的目的之下，能夠導入數個額外的修改及變化，然而，其全部均被包含在如同由隨附的申請專利範圍所界定之本發明的保護範疇當中。

1:後叉

7:第一緊固板

9:減速單元(變速單元)

10:第二緊固板

50:後懸架

53:頂蓋

56:饋送電纜隔間

105:後輪

115:電池單元

120:電發電機

122:吸入孔口

136:儲槽

137:燃料蓋

141:凸起

Claims (7)

1. 一種電驅動機車，包括：前部分，其包括一個或多個前輪及車把；後部分，其包括座墊、佈置在該座墊下方的殼體、及佈置在該殼體下方的後輪；中間部分，其延伸為該前部分及該後部分之間的連接；驅動單元，其被連接到該後輪；以及混合供給單元，供給該驅動單元，該混合供給單元包括至少一電池單元及熱引擎，該熱引擎致動電發電機，該電發電機適於供給該電池單元及/或該驅動單元，其中，該熱引擎驅動冷卻風扇，該冷卻風扇被佈置為使得當經由吸入孔口吸入冷卻空氣流時，該氣流在被吸入之前潤濕該電池單元，其中，該熱引擎包括被佈置為橫切於前後方向的曲柄軸，該曲柄軸具有鍵接到被佈置為相鄰於該殼體的壁之該電發電機的第一端部、以及與該冷卻風扇鍵接的第二端部，且其中，該冷卻風扇的該吸入孔口面向該電池單元。
2. 如申請專利範圍第1項之電驅動機車，其中，在該殼體內部及該座墊下方設置殼體空間，其從該殼體的一側延伸到另一側，該殼體將該電池單元容納在該殼體空間的第一部分中，且將該熱引擎及該相關的電發電機容納在該殼 體空間的其他部分中。
3. 如申請專利範圍第1或2項之電驅動機車，其中，該熱引擎為單汽缸引擎。
4. 如申請專利範圍第1項之電驅動機車，其中，該冷卻風扇為大致位在其被容納之殼體空間的中心。
5. 如申請專利範圍第1項之電驅動機車，其中，該冷卻風扇為離心類型，且空氣沿著軸向方向流動。
6. 如申請專利範圍第1項之電驅動機車，其中，該殼體包括安全帽攜帶隔間，該安全帽攜帶隔間藉由移動該座墊而可從頂部進入，該安全帽攜帶隔間具有底壁，該電池單元及該熱引擎與該相關的電發電機之殼體空間被形成在該底壁下方。
7. 如申請專利範圍第6項之電驅動機車，包括該驅動單元及該混合供給單元的控制單元，其被容納在容器中，該容器被佈置在該殼體空間下方，使得該容器及該混合供給單元被佈置為相互堆疊。

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