CN109149719A - 平衡车的电路系统以及平衡车 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种平衡车的电路系统及平衡车。平衡车的电路系统包括：放电回路，与电池的输出端连接，用于电池向电机供电；姿态传感器，用于检测平衡车的姿态获得检测信号；主控模组，用于根据姿态传感器提供的检测信号产生第一控制信号；电机驱动模组，与主控模组连接，用于接收主控模组提供的第一控制信号，并基于第一控制信号产生第二控制信号；全桥驱动模组，位于放电回路上，与电机驱动模组连接，用于根据第二控制信号将电池提供的直流信号转换为交变信号，并利用交变信号向电机供电；降压模组，用于将电池的输出电压转换为主控模组及姿态传感器所需的工作电压。

Description

平衡车的电路系统以及平衡车

技术领域

本申请实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种平衡车的电路系统及平衡车。

背景技术

电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。常见的电动平衡车主要分为操控杆控制的电动平衡车或者由两个脚踏座枢接而成的电动平衡扭扭车，其中，操控杆式电动平衡车具有较长的续航能力适合较远距离的行车，而电动平衡扭扭车由于具有体积小、玩法多样等优点，所以，正受到越来越多人们的喜爱。但是在相关技术中，平衡车的电路系统具有结构复杂且体积大的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种平衡车的电路系统及平衡车。

本申请的技术方案是这样实现的：

一种平衡车的电路系统，包括：

放电回路，与电池的输出端连接，用于所述电池向电机供电；

姿态传感器，用于检测平衡车的姿态获得检测信号；

主控模组，与所述姿态传感器连接，用于根据所述检测信号产生所述电机的第一控制信号；

电机驱动模组，与所述主控模组连接，用于接收第一控制信号，并基于所述第一控制信号放大产生第二控制信号；

全桥驱动模组，位于所述放电回路上，与所述电机驱动模组连接，用于接收所述第二控制信号，根据所述第二控制信号将所述电池的直流信号转换为交变信号，并利用所述交变信号向所述电机供电；

降压模组，与所述电池的输出端连接，用于将所述电池的输出电压转换为所述主控模组及所述姿态传感器所需的工作电压。

基于上述方案，所述平衡车的电路系统还包括：

充电回路，与所述电池的输入端连接，用于向所述电池充电；

充电受控开关，位于所述充电回路上，用于通过自身的开关状态控制所述充电回路的导通或断开；

放电受控开关，位于所述放电回路上，用于通过自身的开关状态控制所述放电回路的导通或断开；

充放电采样模组，同时位于所述充电回路和所述放电回路上，用于在所述电池充电时采样获得充电采样信号，且用于在所述电池放电时采用获得放电采样信号；

保护模组，与开关驱动模组及充放电采样模组分别连接，用于根据所述充电采样信号输出第三控制信号；根据所述放电采样信号输出第四控制信号；

开关驱动模组，分别与所述保护模组、所述充电受控开关和所述放电受控开关连接，用于根据所述第三控制信号控制所述充电受控开关的开关状态，并根据所述第四控制信号控制所述放电受控开关的开关状态。

基于上述方案，所述保护模组，包括：

电池管理子模组，用于根据所述充电采样信号，通过所述开关驱动电路控制所述充电受控开关的开关状态，以对所述电池的充电进行一次保护；

充电二次保护子模组，用于在一次保护失效时，用于根据所述充电采样信号，通过所述开关驱动电路控制所述充电受控开关的开关状态，以对所述电池的充电进行二次保护。

基于上述方案，所述电池管理子模组，还用于根据所述放电采样信号，通过所述开关驱动电路控制所述放电受控开关的开关状态，以对所述电池的放电进行一次保护；

所述保护模组，还包括：

保险丝，位于所述放电回路上，用于在所述放电回路上的放电电流过大时熔断，以断开所述放电回路实现对所述电池的放电进行二次保护。

基于上述方案，所述充放电采样模组包括：

采样元件，位于所述充电回路及所述放电回路上，用于放电采样和充电采样。

基于上述方案，所述平衡车的电路系统还包括：

电容器组，包括一个或多个与所电池并联的电容，用于滤除所述电池放电信号中的纹波电压，并通过电容的储能特性向所述电机瞬间放电。

基于上述方案，所述电池包括：1个电芯或多个串联的电芯；

所述平衡车的电路系统还包括：

电芯采样模组，与所述电芯连接，用于对所述电芯的输出电压进行采样获得电芯采样信号；

限流和均衡电阻，用于与电芯串联时，通过自身的分流调节所述电芯的输出电压；

所述电池管理子模组，与所述电芯采样模组连接，用于根据所述电芯采样信号，控制所述限流和均衡电阻是否与所述电芯串联。

基于上述方案，，所述平衡车的电路系统还包括：

时钟模组，与所述主控模组连接，用于基于所述电池的供电产生时钟信号，并将所述时钟信号提供给所述主控模组；

所述主控模组，用于按照所述时钟信号所对应的工作频率工作。

基于上述方案，所述电池包括：1个电芯或多个串联的电芯；

所述平衡车的电路系统还包括：

滤波电容，与所述电芯并联，用于过滤所述电芯输出电压中的交流成分。

一种平衡车，包括：

车体，

电池，安装在所述车体上；

车轮，安装在所述车体上；

电机，包括定子和转子；其中，所述转子与所述车轮固定连接，用于为所述车轮提供转动的驱动力；

平衡车的电路系统，为前述任意技术方案提供的电系统，位于所述车体上，分别与所述电机及电池连接，用于控制所述电池向所述电机的供电。

本申请实施例提供的平衡车的电路系统及平衡车，平衡车的电路系统会使用一个电池，分别向电机供电，且通过降压模组将能够满足电机供电所需电压的输出电压降压到可以为主控模组及姿态传感器进行工作电压供电；如此，不用分别为电机供电、主控模组及姿态传感器提供电池，减少了电池的使用，从而简化了平衡车的电路系统。一般电池的体积大，若减少了一个电池可减少平衡车的电路系统的体积，实现平衡车的电路系统的高集成化。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种平衡车的电路系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电机的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种相位互补的PWM信号的示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种平衡车的电路系统的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种平衡车的结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本申请的技术方案做进一步的详细阐述。

如图1所示，本实施例提供一种平衡车的电路系统，包括：

放电回路，与电池的输出端连接，用于所述电池向电机供电；

姿态传感器，用于检测平衡车的姿态获得检测信号；

主控模组，与所述姿态传感器连接，用于根据所述检测信号产生所述电机的第一控制信号；

电机驱动模组，与所述主控模组连接，用于接收第一控制信号，并基于所述第一控制信号放大产生第二控制信号；

全桥驱动模组，位于所述放电回路上，与所述电机驱动模组连接，用于接收所述第二控制信号，根据所述第二控制信号将所述电池的直流信号转换为交变信号，并利用所述交变信号向所述电机供电；

降压模组，与所述电池的输出端连接，用于将所述电池的输出电压转换为所述主控模组及所述姿态传感器所需的工作电压。

在本实施例中，所述姿态传感器可为各种类型的可以检测平衡车的姿态参数的传感器。所述姿态传感器可包括：安装在平衡车上或者与所述主控模组安装在同一个电路板上的陀螺仪或者加速度传感器等，至少可用于检测平衡车的当前运动方向。

如图2所示，所述电机可包括：定子和转子。例如，所述定子可包括：环绕在所述转子周围的多个线圈；所述转子通过转轴安装在支架上。若线圈内充入交变信号，则线圈产生磁场，转子在磁场力的牵引下开始转动。如此，电机就将电能转换为了机械能。电机将转子与平衡车的车轮固定连接，如此，电机转子转动则所述平衡车的车轮转动，从而实现了平衡车的自动牵引，并进一步实现了平衡车的移动。

所述电池包括一个或多个电芯，这些电芯串联，可以用于电池的电能存储，并通过串联可向电机提供其所需的电压。

所述放电回路，一端连接所述电池的输出端，另一端直接或间接连接到电机，为电机提供电能。如此，电池就可以通过放电回路向电机提供转换为机械能所需的电能。

在本实施例中，所述主控模组模组可为各种信号的具有控制功能的处理器或处理电路。

姿态传感器和主控模组在工作时也会产生能耗，该能耗在本申请实施例中也由所述电池统一提供。由于电池是需要向所述平衡车的电机供电的，通常电池的输出电压较高，才能驱动电机，并由电机进一步驱动所述平衡车移动。为了实现主控模组和姿态传感器与电机共用一个电池，在本实施例中引入了降压模组。该降压模组可以将电池输出的较高电压转换为较低的电压，以向所述主控模组及姿态传感器提供工作电压。

所述降压模组可包括一个或多个串联的一个或多个串联降压电路。若所述电池的输出电压为第一电压。

若所述姿态传感器和所述主控模组的工作电压不同时，所述降压模组，用于所述第一电压转换为第二电压及第三电压，并将所述第二电压提供给所述主控模组，将所述第三电压提供给所述姿态传感器；其中，所述第二电压为所述主控模组的工作电压；所述第三电压为所述姿态传感器的工作电压；所述第二电压低于所述第一电压；所述第三电压低于所述第一电压。

再例如，第三电压低于第二电压，此时，所述降压模组包括：第一级降压电路和与所述第一级降压电路级联的第二级降压电路；所述第一降压电路将第一电压转换为第二电压输出，同时将第二电压输入到第二级降压电路，由第二级降压电路将第二电压进一步转换为第三电压。此时，第一级降压电路相当于第一电压转换为第二电压和第三电压的公共降压电路，相对于专门为第二电压和第三电压的转换提供独立的专门降压电路，可以简化降压电路的电路结构，而且还使用体积相对较小的电器元器件，有利于放电系统的集成。

例如，所述主控模组的工作电压为5V，所述姿态传感器的工作电压为3.3V，若所述降压模组需要将电池提供的30V以上的第一电压降压为5V的第二电压，并将5V的第二电压进一步转换为3.3V的第三电压。如此，降压模组可以通过两级降压电路，将第一电压转换为第二电压，并进一步将第二电压转换为第三电压，并输入到对应的功能模组中，以提供对应功能模组的工作电压。此处的功能模组可包括：所述主控模组及姿态传感器。

若所述姿态传感器和所述主控模组的工作电压相同，所述降压模组，用于将所述第一电压转转换为第四电压；将所述第四电压分别提供给所述主控模组及所述姿态传感器。例如，假设主控模组和姿态传感器的工作电压均为5V或3.3V，则可以直接将电池的输出电压转换为另一个电压值，降压模组的输出电压就可以直接输入到主控模组和姿态传感器了，从而为主控模组及姿态传感器提供工作电压。

在本申请实施例中，由于实现了主控模组及姿态传感器与电机共用一个电池，无需分别为电机及主控模组及姿态传感器提供电池，从而减少了平衡车的电路系统中电池的引入，简化了平衡车的电路系统。

在本实施例中，所述主控模组是一个低压工作模组，会产生第一控制信号，该第一控制信号的电压值可能很小，不足以进行控制全桥驱动模组中的器件工作。在本实施例中，所述电机驱动模组会基于较低电压的第一控制信号，产生一个与第一控制信号对应的第二控制信号。第二控制信号与所述第一控制信号的相位相同，但是第二控制信号的电压高于所述第一控制信号的电压。

例如，所述第一控制信号及第二控制信号均可为：脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)信号。所述第一控制信号可为N相PWM信号，则第二控制信号也为N相PWM信号。N相所述PWM信号互补。例如，N等于2，则第一控制信号和第二控制信号均包含2路PWM信号，则2个PWM信号的相位相反，即，一路PWM信号为高电平时，另一路PWM信号为低电平。若N等于3，则第一控制信号和第二控制信号均包括3路PWM信号，则这3路PWM信号的相位差为60度。图3所示的PWM1、PWM2及PWM3即为三路相位互补的PWM信号。在图2中展示有12个定子，在一个供电周期内，利用不同相位的PWM信号，分别向不同的定子供电，从而使得定子产生磁场，转子在磁场力的作用下朝向有产生磁场的定子所在方向转动，从而实现了电能到机械能的转动。如此，可以通过不同电子充电的切换，控制转子的转速。同时通过控制充电定子可以控制转子的转向。

这N路PWM信号的电平高低，分别输入到全桥驱动模组之后，全桥驱动模组的对应的电机驱动电路就会导通或断开，如此，电池通过对应的电机驱动电路的输出电路就可以输入到电机的对应线圈，从而使得线圈产生磁场。由于在本实施例中，第二控制信号是PWM信号等交变信号，则使得对应驱动电路在一个驱动周期内一段时间是导通的，另一段时间是断开的，如此，电机驱动电路上连接的电池的供电在导通的时间内供电，在断开的时间内断电，但是由于N相PWM信号是互补的，使得电池向电机的供电又是持续，但是电机中接受供电的线圈在一个供电周期内又是变化的，从而实现了直流信号向交变信号的转换，从而可以驱动电机的转子转动。

全桥驱动模组可包括：2相位全桥驱动电路。开关管Q1、Q2、Q3及Q4组成了所述全桥驱动模组。若基于电机驱动模组的第二控制信号当前导通Q1、电机及Q4，断开Q3、电机和Q2，则与Q1、电机及Q4连接的定子被电池充电；若基于电机驱动模组的第二控制信号当前导通Q3、电机Q2，断开Q1、电机和Q4，则与Q3、电机及Q2连接的定子被电池充电。Q1、电机和Q3的正极均与电池的输出端连接。

在一些实施例中，所述平衡车的电路系统的所有器件均可集成在一个电路板上，例如，集成在一个印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)上，从而提升平衡车的电路系统的集成度，实现平衡车的电路系统的体积压缩。

在一些实施例中，所述主控模组与所述电机驱动模组之间，建立有控制连接；该控制连接可为集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，IIC)和/或串行外设接口(SerialPeripheral Interface，SPI)。例如，作为第一控制信号的PWM信号可以通过IIC传输给所述电机驱动模组。

在另一些实施例中，所述主控模组还可以通过SPI向所述电机驱动模组传输一些电机驱动的控制信号，例如，电机驱动的驱动方式。

在还有一些实施例中，所述主控模组还可以通过SPI向所述电机驱动模组传输电池供电和放电的保护值，例如，过压保护的保护值、过流保护的保护值；欠压保护的保护值等其中的一个或多个。

在一些实施例中，如图1及图4所示，所述平衡车的电路系统包括：

充电回路，与电池的输入端连接，用于向电池充电；

充电受控开关，位于所述充电回路上，用于通过自身的开关状态控制所述充电回路的导通或断开；

放电受控开关，位于所述放电回路上，用于通过自身的开关状态控制所述放电回路的导通或断开；

充放电采样模组，同时位于所述充电回路和所述放电回路上，用于在所述电池充电时采样获得充电采样信号，且用于在所述电池放电时采用获得放电采样信号；

保护模组，与开关驱动模组及充放电采样模组分别连接，用于根据所述充电采样信号输出第三控制信号；根据所述放电采样信号输出第四控制信号；

开关驱动模组，分别与所述保护模组、所述充电受控开关和所述放电受控开关连接，用于根据所述第三控制信号控制所述充电受控开关的开关状态，并根据所述第四控制信号控制所述放电受控开关的开关状态。

在本实施例中，充电回路一端连接充电接口，另一端与电池的输入端连接。该充电接口可以用于向电池提供电能。该充电接口可为市电充电接口，用于与市电连接，可以将市电引引入到充电回路，并对电池供电。

所述充电受控开关和所述放电受控开关均可为各种具有开关状态的电子元器件，例如，MOS管或者三极管。

在本实施例中，连接在充电回路中的受控开关，则为充电受控开关，连接在放电回路中的受控开关，则放电受控开关。

以充电受控开关及放电受控开关均为MOS管为例进行说明，则所述充电受控开关可以简称为充电MOS；所述放电受控开关可以简称为放电MOS。所述充电MOS和放电MOS均包括：栅极；该栅极可为充电受控开关及放电受控开关的控制端，该控制端与所述开关驱动模组连接。此时，所述开关驱动模组可以通过控制MOS管的栅源电压，控制对应的充电MOS或放电MOS的导通或断开。

在本实施例中，所述电池的放电和充电，共用一个充放电采样模组。例如，该充放电采样模组可包括：一个或多个采样电阻；在电池充电时，该采样电阻位于充电回路中，根据采样电阻上的电压就可以知道当前充电是否异常。在电池放电时，该采样电阻位于放电回路中，同样可以根据采样电阻上的电压就可以知道当前放电是否异常。

由于电池的放电和充电，共用一个充放电采样模组，而非各自设置采样模组，从而减少了平衡车的电路系统中引入的电子元器件的数目，简化了电路，降低了平衡车的电路系统的硬件成本。

在还有一些实施例中，所述开关驱动模组中可分别设置有驱动充电受控开关的充电驱动电路和驱动放电受控开关的放电驱动电路。所述充电驱动电路和所述供电驱动电路相互独立，以实现充电控制和放电控制的独立。

在一些实施例中，所述充电受控开关及所述放电受控开关可以采用同规格的受控开关组成，例如，均采用MOS管，如此，开关驱动模组可以包括一个公共控制电路，在公共控制电路的末端，可包括：多路选择器，该多路选择器，可以用于在电池充电时连接到第一端子，以向充电MOS提供导通电压；用于在电池放电时连接到第二端子，以向放电MOS提供导通电压；在电池既不充电也不供电时，连接到第三端子，从而维持充电MOS的断开和放电MOS的断开。如此，实现了充电受控开关及放电受控开关的驱动电路的共用，进一步简化了平衡车的电路系统的结构，便于实现平衡车的电路系统的集成。

在本实施例中，所述主控模组或者所述电池管理子模组，会基于所述开关驱动模组，在一个时刻仅允许电池充电或放电，禁止电池同时充电或放电。电池同时充电和放电，一方面有损电池的使用寿命，另一方面若需要分别进行充电和放电的控制，则需要采样模组及开关驱动模组，如此，电路结构复杂。

以充电受控开关及放电受控开关均为三极管为例进行说明，则三极管的基极为充电受控开关及放电受控开关的控制端，该控制端与开关驱动模组连接。此时，所述开关驱动模组可以通过控制基极和集电极之间的电流，控制对应充电受控开关或放电受控开关的导通或断开。

如此，保护模组可以在出现充电或放电异常时，及时断开对应的充电受控开关或放电受控开关，从而减少充电或放电异常导致电子元器件被毁坏的问题。

在一些实施例中，所述保护模组，包括：

电池管理子模组，用于根据所述充电采样信号，通过所述开关驱动电路控制所述充电受控开关的开关状态，以对所述电池的充电进行一次保护；

充电二次保护子模组，用于在一次保护失效时，用于根据所述充电采样信号，通过所述开关驱动电路控制所述充电受控开关的开关状态，以对所述电池的充电进行二次保护。

例如，所述电池管理子模组可包括：电池管理系统(Battery Management system，BMS)前端。该电池管理子模组可以用于对电池进行管理，包括管理电池的充电、放电及异常保护。

所述充电二级保护子模组可包括：充电二次保护集成电路(Integrated Circuit，IC)。该充电二级保护模组同样在连接在驱动开关电路和充放电采样模组之间的，如此，在电池管理子模组对充电的一次保护失效时，充电二次保护子模组会替代电池管理子模组对充电进行二次保护。例如，电池的充电电压控制最好维持在AV以下。电池管理子模组基于充放电采用模组的充电采样信号，控制开关驱动电路的开关驱动信号的输出，需要确保充电电压维持在BV以内，B可略大于A；若当前检测到充电电压为CV，C大于B，充电二次保护子模组认为电池管理子模组的一次保护失效，则充电二次保护子模组会向开关驱动电路输出控制信号，对电池的充电进行二次保护。

通过充电的二次保护，确保了对电池的充电安全性。

在一些实施例中，所述电池管理子模组，还用于根据所述放电采样信号，通过所述开关驱动电路控制所述放电受控开关的开关状态，以对所述电池的放电进行一次保护；

所述保护模组，还包括：

保险丝，位于所述放电回路上，用于在所述放电回路上的放电电流过大时熔断，以断开所述放电回路实现对所述电池的放电进行二次保护。

在本实施例中，电池的供电同样也进行了二次保护。首先，通过电池管子模组基于采样的放电采样信号，控制放电MOS等放电受控开关的开关状态，实现充电控制。若放电MOS依然异常时，位于放电回路上的保险丝会自动熔断，从而强行断开所述放电回路，从而对电池的放电进行二次保护。

通过电池的放电二次保护，实现了电池放电的双重保护，从而提升了电池的供电安全性。

在一些实施例中，所述电池管理子模组，用于异常保护时，可以用于执行以下至少之一：

电池的充电过流保护；

电池的充电过压保护

电池的放电过流保护；

电池的放电欠压保护；

电池的短路保护；

电池内不同电芯之间的压差异常保护；

负载异常保护；所述负载异常可包括：过载保护和/或空载保护等。所述负载异常为：电池的负载位于正常负载范围外的任意负载值可能导致的供电异常的保护，例如，负载过小导致的过电流异常等。

在一些实施例中，所述电池管理子模组与所述主控模组连接，能够与所述主控模组进行信息交互，例如，从所述主控模组接收所述主控模组提供的电池内的电芯的电芯标识、采样周期、电芯间所允许压差的阈值、过电流阈值、过电压阈值等保护值。所述电池管理子模组用于根据所述保护值，进行电池的充电保护、放电保护及负载异常保护等保护。

在还有一些实施例中，所述电池管理子模组还用于从所述主控模组接收驱动方式，根据所述驱动方式向电机提供驱动电压。例如，所述驱动方式可包括：第一电平驱动和第二电平驱动；所述第一电平驱动则向电机输入的第一电平；第二电平驱动则向电机输入的第二电平。第一电平不等于第二电平。通过不同驱动方式的驱动，可以方便平衡车的制作产生根据平衡出的驱动需求，灵活选择驱动方式。

在一些实施例中，所述充放电采样模组包括：

采样元件，位于所述充电回路及所述放电回路上，用于电流采样。

该电压采样元件可为包括电流采样电阻，该电流采样电阻位于充电回路和供电回路上，通过分流实现电压采样。如此，本实施提供的平衡车的电路系统可以通过一个采样电阻，实现放电电压采样，从而可以确定出在充电或放电过程中是否出现过电流现象。

在一些实施例中，所述平衡车的电路系统还包括：

电容器组，包括一个或多个与所电池并联的电容，用于滤除所述电池放电信号中的纹波电压，并通过电容的储能特性向所述电机瞬间放电。

在本实施例中，所述电容器组包括一个或多个电容。该电容器组与供电某组并联。可选地，一个电容并联一个所述电芯。

若电池输出的直流信号中有交流成分，利用电容的通交流阻直流的特性，可将交流成分引入到电容所在的回路中，从而对电容充电。如此，若电池的放电电压中含有纹波电压，则纹波电压会被电容所吸收，从而减少输入到电机的放电电压的纹波。与此同时，由于电容的储能作用，在电机需要较高的瞬间电压时，所述电容存储的电能还能用于提供瞬间放电。故在本实施例中，所述电容器组同时起到了至少两种作用，具有结构精巧，使用的电子元器件少等特点。

在一些实施例中，所述电池包括：1个电芯或多个串联的电芯；

所述平衡车的电路系统还包括：

电芯采样模组，与所述电芯连接，用于对所述电芯的输出电压进行采样获得电芯采样信号；

限流和均衡电阻，用于与电芯串联时，通过自身的分流调节所述电芯的输出电压；

所述电池管理子模组，与所述电芯采样模组连接，用于根据所述电芯采样信号，控制所述限流和均衡电阻是否与所述电芯串联。

在本实施例中所述电池可包括：N个电芯；所述N可为正整数，例如，N的取值可为8或6。多个电芯并联可以提供电机驱动所需的电压值。

为了确保电池的供电可靠性，通常要求并联的多个电芯提供的电压也是相对稳定的。可选地，所述电池包括的多个电芯是通型号或同规格的电芯，此时，要求电芯的输出电压的压差是需要控制在压差阈值范围内的。

在本实施例中，为了确保供电可靠性还引入了电芯采样模组。例如，N个电芯，则可能有N个电芯采样元件，分别采样每一个电芯的输出电压。在另一些实施例中，N个电芯也可以共用一个可通过多路器选择自身当前所采样的电芯的电芯采样元件。该电芯采样模组按照电芯采样周期一次切换自身采样的电芯，从而遍历每一个电芯。若N个电芯共用一个电芯采样元件，则可以进一步简化平衡车的电路系统的结构。

在一些实施例中，所述平衡车的电路系统还包括：

时钟模组，与所述主控模组连接，用于基于所述电池的供电产生时钟信号，并将所述时钟信号提供给所述主控模组；

所述主控模组，用于按照所述时钟信号所对应的工作频率工作。

在本实施例中，所述时钟模组可至少包括晶振。时钟模组与主控模组之间建立有供电连接和时钟连接。所述供电连接，用于主控模组向时钟模组提供产生时钟信号的能耗；所述时钟连接，用于时钟模组向主控模组提供时钟信号。

主控模组在接收到所述时钟信号之后，根据时钟信号的时钟切换频率工作。故所述时钟信号相当于决定了主控模组的工作频率。

在一些实施例中，所述电池包括：1个电芯或多个串联的电芯；所述平衡车的电路系统还包括：滤波电容，与所述电芯并联，用于过滤所述电芯输出电压中的交流成分。

为了减少电芯输出的电压中的交流成分，还设置了与电芯并联的滤波电容，该滤波电容与电芯之间形成了滤波回路，可以去除电容输出电压中交流成分，使得供电电压提供含尽可能少的交流成分的直流电压，从而提升了电池的供电品质。

如图5所示，本实施例还提供一种平衡车，包括：

车体，

电池，安装在所述车体上；

车轮，安装在所述车体上；

电机，包括定子和转子；其中，所述转子与所述车轮固定连接，用于为所述车轮提供转动的驱动力；

平衡车的电路系统，为前述任意一个实施例提供的平衡车的电路系统，位于所述车体上，分别与所述电机及电池连接，用于控制所述电池向所述电机的供电。

在实施例中，该车体可为平衡车的主体支架，可包括：提供脚踏位置的踏板等。

车轮可以安装在所述车体上，车体相当于提供了车轮的安装支撑。该车轮的数量可为1个或2个等。

电机的定子固定，转子可转动。在本实施例中，电机的转子与车轮固定连接，如此，电机的转子在转动时，会带动车轮转动；从而电机将电能转换为机械能之后，自动将机械能传导给车轮，从而驱动平衡车运动。

在本实施例中平衡车的电路系统为前述任意一个实施例提供的平衡车的电路系统。该平衡车的电路系统位于车体上。例如，车体上设置有车厢，该平衡车的电路系统位于车厢内。平衡车的电路系统分别连接着电机和电池，如此，可以控制电池向电机的供电。通过电池向电机供电的控制，从而可以控制平衡车的车速和转向。

例如，平衡车的电路系统通过控制给电机的定子(例如，线圈)的供电，控制当前产生磁力的定子，从而转子会被磁力牵引，从而控制转子的转速和转向，从而实现对平衡车的速度和方向的控制。

在图5中，电池同时用于平衡车的电路系统的系统供电，例如，该系统供电可包括：对平衡车的电路系统中的主控模组的供电和/或对姿态传感器的供电。

图5中展示的电机供电，由电机将电能转换为机械能，并传动给车轮，从而车轮转动，从而驱动平衡车移动。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种平衡车的电路系统，其特征在于，包括：

放电回路，与电池的输出端连接，用于所述电池向电机供电；

姿态传感器，用于检测平衡车的姿态获得检测信号；

主控模组，与所述姿态传感器连接，用于根据所述检测信号产生所述电机的第一控制信号；

电机驱动模组，与所述主控模组连接，用于接收第一控制信号，并基于所述第一控制信号放大产生第二控制信号；

全桥驱动模组，位于所述放电回路上，与所述电机驱动模组连接，用于接收所述第二控制信号，根据所述第二控制信号将所述电池的直流信号转换为交变信号，并利用所述交变信号向所述电机供电；

降压模组，与所述电池的输出端连接，用于将所述电池的输出电压转换为所述主控模组及所述姿态传感器所需的工作电压。

2.根据权利要求1所述的平衡车的电路系统，其特征在于，所述平衡车的电路系统还包括：

充电回路，与所述电池的输入端连接，用于向所述电池充电；

充电受控开关，位于所述充电回路上，用于通过自身的开关状态控制所述充电回路的导通或断开；

放电受控开关，位于所述放电回路上，用于通过自身的开关状态控制所述放电回路的导通或断开；

充放电采样模组，同时位于所述充电回路和所述放电回路上，用于在所述电池充电时采样获得充电采样信号，且用于在所述电池放电时采用获得放电采样信号；

保护模组，与开关驱动模组及充放电采样模组分别连接，用于根据所述充电采样信号输出第三控制信号；根据所述放电采样信号输出第四控制信号；

开关驱动模组，分别与所述保护模组、所述充电受控开关和所述放电受控开关连接，用于根据所述第三控制信号控制所述充电受控开关的开关状态，并根据所述第四控制信号控制所述放电受控开关的开关状态。

3.根据权利要求2所述的平衡车的电路系统，其特征在于，

所述保护模组，包括：

电池管理子模组，用于根据所述充电采样信号，通过所述开关驱动电路控制所述充电受控开关的开关状态，以对所述电池的充电进行一次保护；

充电二次保护子模组，用于在一次保护失效时，用于根据所述充电采样信号，通过所述开关驱动电路控制所述充电受控开关的开关状态，以对所述电池的充电进行二次保护。

4.根据权利要求3所述的平衡车的电路系统，其特征在于，

所述电池管理子模组，还用于根据所述放电采样信号，通过所述开关驱动电路控制所述放电受控开关的开关状态，以对所述电池的放电进行一次保护；

所述保护模组，还包括：

保险丝，位于所述放电回路上，用于在所述放电回路上的放电电流过大时熔断，以断开所述放电回路实现对所述电池的放电进行二次保护。

5.根据权利要求2所述的平衡车的电路系统，其特征在于，

所述充放电采样模组包括：

采样元件，位于所述充电回路及所述放电回路上，用于放电采样和充电采样。

6.根据权利要求2所述的平衡车的电路系统，其特征在于，

所述平衡车的电路系统还包括：

电容器组，包括一个或多个与所电池并联的电容，用于滤除所述电池放电信号中的纹波电压，并通过电容的储能特性向所述电机瞬间放电。

7.根据权利要求3所述的平衡车的电路系统，其特征在于，

所述电池包括：1个电芯或多个串联的电芯；

所述平衡车的电路系统还包括：

电芯采样模组，与所述电芯连接，用于对所述电芯的输出电压进行采样获得电芯采样信号；

限流和均衡电阻，用于与电芯串联时，通过自身的分流调节所述电芯的输出电压；

所述电池管理子模组，与所述电芯采样模组连接，用于根据所述电芯采样信号，控制所述限流和均衡电阻是否与所述电芯串联。

8.根据权利要求1至7任一项所述的平衡车的电路系统，其特征在于，所述平衡车的电路系统还包括：

时钟模组，与所述主控模组连接，用于基于所述电池的供电产生时钟信号，并将所述时钟信号提供给所述主控模组；

所述主控模组，用于按照所述时钟信号所对应的工作频率工作。

9.根据权利要求1至7任一项所述的平衡车的电路系统，其特征在于，

所述电池包括：1个电芯或多个串联的电芯；

所述平衡车的电路系统还包括：

滤波电容，与所述电芯并联，用于过滤所述电芯输出电压中的交流成分。

10.一种平衡车，包括：

车体，

电池，安装在所述车体上；

车轮，安装在所述车体上；

电机，包括定子和转子；其中，所述转子与所述车轮固定连接，用于为所述车轮提供转动的驱动力；

平衡车的电路系统，为权利要求1至9任一项所述的平衡车的电路系统，位于所述车体上，分别与所述电机及所述电池连接，用于控制所述电池向所述电机的供电。