專利名稱:鋰電池驅動的助力式自行車的制作方法
鋰電池驅動的助力式自行車技術領域
本發明屬于自行車,尤其涉及一種鋰電池驅動助力式自行車。
技術背景
燃油助力車主要分為兩種,一是外形類似電動摩托車的二沖程踏板車,二是單缸四沖程燃油助力車,前一種車采用的原理較為簡單,體積小,但噪聲大、耗油,且行駛中因燃燒不充分會排放一種藍煙廢氣,嚴重地污染空氣。第二種采用的四沖程將發動機每次工作時杠桿往返次數增加一倍(既往返4次),加強了汽油燃料燃燒的充分性,大大降低了污染和噪音。現在行駛的助力車基本上都屬于第二種四沖程類型。
電動助力車是指以蓄電池作為輔助能源。在普通自行車的基礎上安裝了電機、控制器、蓄電池、轉把、間把等操縱部件和顯示儀表系統的機電一體化的交通工具。目前市場上的電動車,普遍都是靠轉柄啟動騎行。采用1 1轉速及大電流的輪轂電機,配鉛酸電池; 或小推力1 10轉速、小電流,配鋰電池的輪轂電機。啟動電流為10-15安培,上坡電流為 15-30安培。為了增大推力要采用250W-600W的功率。因為啟動電流太大,助力形式會更加費電。所以必須用轉柄送電。使用鉛酸電池的輪轂電機電動車的缺陷鉛酸廢電池無法銷毀,造成嚴重的環境污染,危害很大;鉛酸電池重量很重,48V10Ah的一組電池重量要達到觀公斤以上,輪轂電機4-8公斤,車架還要加強、加重。共重不小于40公斤,非常笨重; 鉛酸電池的壽命短,正常的鉛酸電池,充放電次數只有250次左右;低速輪轂電機要做到12 級-16級才能滿足自行車200-300轉/分的需求轉速,因為傳動速比太小,僅為1 1,所以推力很小。為了滿足自行車75公斤的負載要求,只能加大功率,一般都設在250W-600W的范圍內。因此電流很大,電流要在15-30A左右。頂風、爬坡電流要超過30A。所以普通輪轂電機對電流的需求,環保型鋰電池根本就承受不了,導致鋰電池久久不能普及、達不到環保要求;推力小,負載的能力滿足不了騎行者的需求。承載較重的物品,行駛就很困難。推力只在75公斤左右;必須使用轉柄送電啟動,若用腳踏間隙傳感啟動,不斷地啟動,耗電將會更大,要增加好幾倍,所以不能做助力使用,因此只能用轉柄啟動。為此降低了安全性,線路短路、驚車等事故常有出現;續行里程短,36V10Ah最多35公里/次。
目前市場為了適應消費者一味追求“快”的需求,輪轂電機功率越來越大,有的高達600W-800W。鉛酸電池也是越做越大,載重車可達到60V/30Ah。車速加到30-45公里/ 小時。導致我國近年來交通事故劇增。
(ZL03259388. 0)公開了一種電動自行車新型直接驅動裝置,包括由定子和轉子構成電機、行星減速機構、棘爪式單向離合器以及一對嚙合的小錐齒和大錐齒,其特征在于 所述的定子由機殼和固定在機殼內的釹鐵硼磁極構成,釹鐵硼磁極的磁瓦呈兩端小、中間厚的月牙形,磁瓦內表面弧線的軸心線與轉子的軸心線不同軸,且每對磁瓦與轉子的氣隙由其中部向兩側逐漸增加;轉子的輸出軸與行星減速機構連接,小錐齒固連在行星減速機構的減速軸上,大錐齒輪用緊固件固定在單向離合器的外圈上,單向離合器的內圈通過內螺紋連接在車軸的輪轂上;緊密結合的小錐齒輪、大錐齒輪及單向離合器都設置在傳動箱體內,且傳動箱體的一側套在車軸上并用緊固件固定,其另一側與側擋板連接,傳動箱體的上端與電機的機殼相連。該結構的驅動裝置速度很高采用緊固連接驅動。單向離合器的內圈通過內螺紋連接在車軸的輪轂上,但是由于車軸的輪轂及單向離合器的制造精度都很低,高速運轉后噪音極大,要提高輪轂及單向超越離合器的精度,是很難實現的。因此無法推廣使用。發明內容
本發明是為了克服現有技術中的不足,提供一種鋰電池驅動助力式自行車,使用鋰電池,采用人力加電力的純助力方式,不用轉柄送電,靠不斷踩踏曲柄啟動,即健身又省電。車速通過騎行者的蹬速,即由中軸轉速來決定,非常安全。增減速度均有緩沖,可以間隙運動,傳動速比大、推力大,將3000-5000轉的高速電機通過減速器減到200-300轉/分。 啟動電流僅2-5安培,上坡電流也小于10安培。
本發明為實現上述目的,通過以下技術方案實現,一種鋰電池驅動的助力式自行車,包括自行車車架、中軸、后輪花鼓、電機、減速器、控制器、傳感器、電池,其特征是所述后輪花鼓左側設有左旋螺紋,并螺接有飛輪,所述飛輪與驅動裝置連接,所述中軸上設有傳感器。
所述驅動裝置包括殼體、電機、行星減速機構、一對嚙合的小錐齒輪和大錐齒輪, 所述電機輸出軸上設有太陽齒輪,所述太陽齒輪與行星減速機構嚙合,所述行星減速機構中心的減速軸的軸端鍵接有小錐齒輪,所述殼體中心凸臺上裝有軸承,所述大錐齒輪與軸承連接,所述大錐齒輪上均布設有若干柱銷,所述柱銷與后輪花鼓上的飛輪齒間插接。
所述驅動裝置的電機轉速為3000-5000轉/分,功率為180-220W。
所述驅動裝置的減速機構,采用兩級減速,其速比為1 15-1 ;22。
所述傳感器設在中軸上。
有益效果與傳統使用鉛酸電池配輪轂電機的電動車相比,省電40%。推力提高了 50%,可達到150公斤以上。可上行20-30度的坡道,其電流< 10安培。續行里程比現有電動車增加一倍多,使用36伏/10安培鋰電池,可達到60-70公里/次。不設轉柄開關, 送電的傳感器設在中軸上。需要人力腳踏曲柄才能運行助力,其助力大小,即,車速隨著曲柄轉動速度變化,車速與曲柄轉動變化成正比。起步平穩,增減速度有緩沖,時速< 25公里,符合國際標準,騎行更安全。整車重量小于20公斤。適應于10時- 時等各類自行車的改進。
圖1是本發明的結構示意圖2是驅動裝置的結構示意圖。
圖中1、車架,2、中軸,3、后輪花鼓,4、電機,5、控制器,6、電池,7、飛輪,8、殼體, 9、柱銷,10、行星減速機構,11、小錐齒輪,12、大錐齒輪,13、太陽齒輪,14、軸承,15、減速軸, 16、傳感器。
具體實施方式
以下結合較佳實施例,對依據本發明提供的具體實施方式
詳述如下詳見附圖,一種鋰電池驅動的助力式自行車,包括自行車車架1、中軸2、后輪花鼓3、電機4、控制器5、傳感器7、電池6,所述后輪花鼓左側設有左旋螺紋,并螺接有飛輪7,所述飛輪與驅動裝置連接,所述中軸上設有傳感器16。所述驅動裝置包括殼體8、電機、行星減速機構10、一對嚙合的小錐齒輪11和大錐齒輪12,所述電機輸出軸上設有太陽齒輪,所述太陽齒輪13、與行星減速機構嚙合,所述行星減速機構中心的減速軸15的軸端鍵接有小錐齒輪,所述殼體中心凸臺上裝有軸承14,所述大錐齒輪與軸承連接,所述大錐齒輪上均布設有若干柱銷9,所述柱銷與后輪花鼓上的飛輪齒間插接。所述驅動裝置的電機轉速為3000-5000轉/分,功率為180-220W。所述驅動裝置的減速機構,采用兩級減速,其速比為1 15-1 22。所述傳感器設在中軸上。
驅動原理
人力加電力,腳踏啟動的助力方式,驅動裝置安裝在自行車后花鼓上,其大傘齒輪上的柱銷,插進左旋飛輪的外齒間,形成浮動連接,可以巧妙將高速運轉、高精密的電機減速機構與制造精度較低的后輪花鼓及飛輪有機結合,避免噪音。當大錐齒輪運轉時,柱銷撥動飛輪旋轉,使花鼓轉動,自行車前行。時速小于25公里/時。可進入慢車道(無轉柄電動車)。因高速電機經過1 15-1 22減速后,可直接帶動飛輪,相繼轉動花鼓,帶動車輪前行,成為名副其實的純助力自行車。騎行方式與傳統自行車的騎行完全相同,車速快慢由腳踏控制。
騎行過程騎行者腳踏曲柄機構,帶動中軸傳感器啟動后,把快慢速度信號傳給控制器再到達電機,腳踏1-2圈后電機啟動,整個騎行過程可以連續踩動,也可間歇踩踏。電機做間隙運動,達到省電、省力、健身、安全并且推力大的目的。
以上所述,僅是本發明的較佳實施例而已,并非對本發明的結構作任何形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發明的技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種鋰電池驅動的助力式自行車,包括自行車車架、中軸、后輪花鼓、電機、減速器、 控制器、傳感器、電池,其特征是所述后輪花鼓左側設有左旋螺紋,并螺接有飛輪,所述飛輪與驅動裝置連接,所述中軸上設有傳感器。
2.根據權利要求1所述的鋰電池驅動的助力式自行車,其特征是所述驅動裝置包括殼體、電機、行星減速機構、一對嚙合的小錐齒輪和大錐齒輪,所述電機輸出軸上設有太陽齒輪,所述太陽齒輪與行星減速機構嚙合,所述行星減速機構中心的減速軸的軸端鍵接有小錐齒輪,所述殼體中心凸臺上裝有軸承,所述大錐齒輪與軸承連接,所述大錐齒輪上均布設有若干柱銷,所述柱銷與后輪花鼓上的飛輪齒間插接。
3.根據權利要求1或2所述的鋰電池驅動的助力式自行車,其特征是所述驅動裝置的電機轉速為3000-5000轉/分,功率為180-220W。
4.根據權利要求3所述的鋰電池驅動的助力式自行車,其特征是所述驅動裝置的減速機構,采用兩級減速,其速比為1 15-1 22。
5.根據權利要求1所述的鋰電池驅動的助力式自行車,其特征是所述傳感器設在中軸上。
全文摘要
本發明涉及一種鋰電池驅動的助力式自行車,包括自行車車架、中軸、后輪花鼓、電機、減速器、控制器、傳感器、電池,其特征是所述后輪花鼓左側設有左旋螺紋,并螺接有飛輪,所述飛輪與驅動裝置連接,所述中軸上設有傳感器。有益效果與傳統使用鉛酸電池和輪轂電機的電動車相比,省電40%。推力可達到150公斤以上,提高了50%。可上行20-30度的坡道,其電流<10安培。續行里程可達到60-70公里/次。不設轉柄開關,傳感器設在中軸上,需要人力騎行,腳踏曲柄才能啟動,運行助力。車速隨著曲柄轉動速度變化,車速與曲柄轉動變化成正比。起步平穩,增減速度有緩沖,時速<25公里,符合國際標準,騎行更安全。
文檔編號B62M11/14GK102501938SQ201110349958
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者李虎, 潘若望, 趙宗潭 申請人:李虎, 潘若望, 趙宗潭