[发明专利]动力车轮及包含该动力车轮的自行车

说明书

技术领域

本发明涉及车辆车轮，其能够自行推进，并且适于安装在自行车、三轮车及四轮车辆上。

背景技术

许多现代自行车和轻型车辆设计成利用电力驱动车轮前进，作为人力脚踏结构的替代或补充。典型的电动自行车的特征为安装在自行车上的电机，该电机或者直接连接到车轮轴或者通过类似带或链条的传动机构连接到车轮轴。为使电机正常工作，还可以在自行车上安装可充电电池和控制器，并将该可充电电池和控制器连接到电机以便与电机合作使用。

然而，许多传统的电动自行车(或者称为E-Bike)需要配置与电机模块分开的电池模块，并且电池模块需要固定在自行车车架上的某处。另外，电动自行车的控制器也制成为固定在自行车车架上的另一位置上的单独模块。这种设计不利地增加了自行车结构的设计复杂度，因为自行车车架上的一些空间必须留作安装电池和控制器，而且还会消极地影响自行车的人体工程学设计，因为这些独立的模块可能会妨碍使用者的脚踏运动。另外，由于车架可能会与需要安装以驱动车轮的这些单独模块不适配，这给使用者将传统自行车变换成电动自行车提出了挑战。

发明内容

鉴于上述背景，本发明一个目的是提供一种替代的电动自行车及其车轮模块，其能够解决或至少部分缓解上述技术问题。

上述目的通过组合主权利要求的特征来实现。从属权利要求公开了本发明的进一步有利的实施方式。

本领域技术人员将从下面的说明书得出本发明的其它目的。因此，前面声明的目的并不详尽的，而仅是用于说明本发明的许多目的中的一部分。

因此，本发明的一个方面为一种车轮轮毂，其能够连接到车轮的轮轴，以使所述车轮轮毂能够围绕所述轮轴旋转。所述车轮轮毂包括：适于可旋转地支撑在所述轮轴上的外壳；包括定子和转子的电机；以及电池模块。所述定子适于固定地连接到所述轮轴。所述转子通过传动机构连接到所述外壳。所述电池模块和所述电机均位于所述外壳里面，而所述电池模块置于所述电机外面。

优选地，所述电机的转子和定子布置成当所述车轮轮毂支撑在所述轮轴上时与所述轮轴围绕中心轴线同轴。位于所述外壳的内部空间中的所述电池模块从所述中心轴线沿径向位于所述转子和定子的外面。

更优选地，所述内部空间为圆周形状。

在本发明的一种示例性实施方式中，所述电池模块还包括在所述内部空间中均匀分布的多个电池单元。

在一种实施方式中，每个所述电池单元均为纵向形状。至少一部分电池单元以其纵向平行于所述中心轴线的方式配置。

在另一种实施方式中，所述电池模块包括沿所述径向彼此堆叠的两排或更多排电池单元。

在本发明的另一种示例性实施方式中，两个或更多个电池单元通过一个或更多个导电片电连接在一起。

在一种变化中，所述电池模块固定地连接到所述电机的壳体，从而所述电池模块不能相对于所述轮轴旋转。

根据本发明的又一种示例性实施方式，所述传动机构还包括齿轮减速模块。

优选地，所述齿轮减速模块为行星齿轮系统。该行星齿轮系统的输入端连接到所述电机的输出轴，该行星齿轮系统的输出端连接到所述外壳。

根据本发明的又一种示例性实施方式，所述传动机构还包括单向离合器。该单向离合器的输入端连接到所述电机的输出轴；该单向离合器的输出端连接到所述外壳。

优选地，所述单向离合器包括飞轮。

在一种变化中，所述车轮轮毂还包括容纳在所述外壳内并连接到所述电机的控制器。该控制器还适于连接到外部设备。

在另一种变化中，所述车轮轮毂还包括固定地连接到所述外壳的链轮齿。该链轮齿适于连接到外部链条并由外部链条驱动。

根据本发明的另一方面，公开了一种动力车轮，其适于连接到车辆车架。所述动力车轮包括：轮轴，该轮轴用于将所述动力车轮连接到所述车辆车架；车轮轮毂，该车轮轮毂连接到所述轮轴，以使所述车轮轮毂能够围绕所述轮轴旋转；以及轮圈，该轮圈固定地连接到所述车轮轮毂的外壳。所述车轮轮毂还包括：适于可旋转地支撑在所述轮轴上的外壳；包括定子和转子的电机，所述定子适于固定地连接到所述轮轴；以及电池模块。所述转子通过传动机构连接到所述外壳。所述电池模块和所述电机均位于所述外壳里面。所述电池模块置于所述电机外面。

优选地，所述动力车轮还包括多个辐条，所述车轮轮毂的外壳通过所述多个辐条连接到所述轮圈。