[實用新型]雙馬達差速變速裝置

無效

• 申請號: 01200760.9
• 申請日: 2001-01-19
• 公開（公告）號: CN2478837Y
• 公開（公告）日: 2002-02-27
• 發明（設計）人: 魏益堂
• 申請（專利權）人: 伯佳能源科技股份有限公司;魏益堂
• 主分類號: B60L11/00
• 分類號: B60L11/00;B60K23/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 李樹明

本實用新型涉及一種差速變速裝置，特別是涉及一種用于電動車的雙馬達差速變速裝置。

電動馬達是電動自行車或電動摩托車等電動車的核心，馬達所能提供的扭力大小，主宰電動車的加速性與爬坡的能力，為求電動車自靜止起動時能加速迅捷，而且能順應上坡地形，一般都希望馬達在低轉速時能提供高扭力。

在理想的情況下，雖然可以假設馬達的輸入能量應等于馬達的轉速乘以扭力；換句話說，理論上可在起步或上坡時壓低馬達轉速來提升扭力，遇到平坦路面或下坡時，再減小扭力來提高轉速，但不幸地是，馬達真實運轉時并不是依照上述的線性反比關系，而是有轉換效率最隹的特殊運作范圍，如果所選用馬達的能量轉換效率最隹范圍是在轉速較高處，即使輸入大量電能并強制壓低馬達轉速，也將因為能量同步的嚴重耗損，使馬達無謂發熱，不但不能按照需要來大幅提高扭力，反而造成馬達壽命減損，相反地，如果屈就前述需求，選擇能量轉換效率最隹處在低轉速而且同時提供高扭力的馬達，電動車將陷入只適合低速行駛，不容易拉高行車速度的窘境；即使強迫增大電能輸入，也將會因為遠離轉換效率最隹的運作范圍，大幅降低馬達的能量轉換效率，就算勉強提高車速，也會因為過度浪費電能而導致電動車的續航力降低。

這種兩難的困境無疑已經成為電動車業者的惡夢，于是，不斷陷入增大馬達功率，增加電瓶容量等等會使車重與成本大幅增高而且效能依然不彰的惡性循環中，如此發展出的電動機車，在爬坡性能、續航力等方面都遠不如任何一款使用汽油引擎的機車，尤其，當電動車從靜止狀態啟動的時候，如果操控電門太小，馬達出力不足以加速時，騎乘者自然會被迫加大電門，導致馬達的扭力急速上升，而且馬達的轉速隨扭力同步上升，造成電動車爆沖，目前電動自行車與機車甚至電動滑板車的騎乘者多數都是老弱婦孺，這種設計嚴重地影響了騎乘人員的安全。

為了解決上述問題，已經有部分業者在電動車上裝設一變速裝置，借由選擇不同馬達和齒輪比，使出力裝置可以因應各種路況，而調整扭力的輸出，如圖1與圖2所示，該一般電動自行車1的變速裝置10包含裝設于車架11上的一承載盤12，分別設置于承載盤12上的二馬達13，設置于承載盤12上且受馬達13連動的游星齒輪組14，一端延伸出承載盤12外的變速軸桿15，以及一裝設于后車輪111且受變速軸桿15驅動的齒盤112，該游星齒輪組14可連動兩直徑不同的變速齒輪16、16’，另外，該變速軸桿15上固設有二可分別與相對應的變速齒輪16、16’相嚙合的傳動齒輪17、17’，同時，該變速軸桿15的末端設置有一與齒盤112相嚙合的傘形齒輪18。

當起步、爬坡等需高扭力的路況時，使用者借由操作一控制器(圖中未示出)，控制變速軸桿15往下移動，變速軸桿15上的一傳動齒輪17’與變速齒輪16’嚙合，使變速軸桿15以低速、大扭力的模式，驅動電動自行車1行駛；相反地，如果把變速軸桿15往上移，將由變速軸桿15上的另一傳動齒輪17與變速齒輪16嚙合，使變速軸桿15高速旋轉，電動自行車1的速度加快、扭力因此減小；此外，當變速軸桿15的傳動齒輪17、17’均不與變速齒輪16、16’嚙合時為空擋，使用者依照行駛的路況適時換擋，使電動自行車1可于消耗電量較少的情況下，得到最適當的轉速與扭力。

電動自行車1的變速裝置這種借兩擋變速，調控電動自行車1輸出的轉速與扭力，并使電量消耗較為節省的設計，在實用上仍然具有下列缺失，茲一一詳述如下：

1·馬達所輸出扭力與轉速的范圍受限：由于一般的變速裝置10中，只能依靠控制變速軸桿15的傳動齒輪17、17’與變速齒輪16、16’相嚙合，來決定變速軸桿15輸出的速度、扭力，就是說，變速軸桿15不能自動依照環境需求而改變輸出扭力與轉速。

2·齒輪容易磨耗：一般的變速裝置在換擋時，是借變速軸桿15上的傳動齒輪17、17’與變速齒輪16、16’相嚙合所致，但因為傳動齒輪17、17’與變速齒輪16、16’間并沒有設置任何的離合器，而且從慢速擋位切換到高速擋位過程中，會先經過一段空擋的暫時狀態，可以合理研判，當騎乘者加電門、馬達13轉速提高後，自動(或手動)切換擋位，馬達13反而自低齒輪比的高負載狀態轉變為無負載狀態，轉速迅速大幅度提高，傳動齒輪17又立刻在沒有離合器的情況下卡入齒輪比更高的變速齒輪16擋位，同樣地，減速換擋時也需先經過一段空擋無負載狀態，所以當變速裝置換擋時，傳動齒輪17、17’會在空擋加速后，再強行卡入變速齒輪16、16’，每次都必須經歷一強烈的推擠，才能相互嚙合，不但造成換擋時的震動及噪音，更會在經年累月使用下，及早損壞變速齒輪16、16’。