CN110597127A - 一种带有激活功能的电动车控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种带有激活功能的电动车控制系统,通道选择单元的控制端与中央控制单元的数据接口连接,通道选择单元的数据输出端与中央控制单元的ADC端口连接,电门单元与中央控制单元连接,激活单元输出电源用于供电。本发明具有激活功能的电池激活电路,其可以在使用时,直接通过外部激活后,通过自身自锁电路维持导通,以使其正常使用,而不需要拆机操作,且不会在出售前造成自身损耗,使用方便,不会对电池造成损伤。本发明通过通道选择器选择导通至中央控制单元ADC的线路,解决了中央控制单元ADC接口有限的问题。本发明还设计有电门旁路电容,通过电容的储能功能,滤除尖峰脉冲等,消除外界干扰对电门的影响。
Description
技术领域
本发明公开一种电动车控制系统,特别是一种带有激活功能的电动车控制系统,属于电动车技术领域。
背景技术
电动自行车,是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上,安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具,电动自行车已经是节能环保的一种代步工具。
电池是提供电动车能量的随车能源,目前的电动车主要采用铅酸电池组合。铅蓄电池的工作原理是铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中,两极间会产生2V的电力。通常的电动自行车采用6节蓄电池级联的整个蓄电池进行供电,即采用+12V蓄电池供电,而单个蓄电池由于能量有限,电动自行车又会采用多个蓄电池串联形成蓄电池组进行供电,通常采用三个至六个蓄电池。
为了使电动自行车性能更加优越,通常会在电池中加入电源管理系统或控制系统,对电池以及电动车进行控制管理。电源管理系统或控制系统通常采用蓄电池进行供电,这样就会带来一个问题,如果出厂时,直接将蓄电池与电源管理系统或控制系统接通,电源管理系统或控制系统则会源源不断的损耗电池电量,如果电动车长时间没卖出去时,蓄电池的电量可能会被电源管理系统或控制系统耗光,造成电池过放现象,甚至会损坏电池,造成故障。如果出厂时,不将蓄电池与电源管理系统或控制系统接通,在出售电动车时,再将其接通,则会比较麻烦,而且,未出售就需要将电动车拆开,客户体验不好。
而且,目前的电动车通常都是采用钥匙进行电门控制,启动后,通过系统自身的控制器维持电动车供电,但是,由于外界干扰等问题,会造成电动车的瞬间上电,又瞬间断电的情况发生,影响用户的体验。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的电动车控制器可能会对电池造成损伤的缺点,本发明提供一种带有激活功能的电动车控制系统,其可在产品使用时利用激活部分对整个系统进行激活,再通过自身自锁电路维持导通,使用方便,不会对电池造成损伤。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是:一种带有激活功能的电动车控制系统,控制系统包括激活单元、中央控制单元、通道选择单元和电门单元,通道选择单元的控制端与中央控制单元的数据接口连接,通道选择单元的数据输出端与中央控制单元的ADC端口连接,电门单元与中央控制单元连接,激活单元输出电源用于供电。
本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括:
所述的通道选择单元连接在中央控制单元上,通道选择单元的信号输出端口与中央控制单元的ADC端口连接,通道选择单元第一路输入接口连接电池正电源,电池正电源与通道选择单元第一路输入接口之间串联有限流电阻R29,通道选择单元第二路输入接口连接充电接口的正电源,充电接口的正电源与通道选择单元第二路输入接口之间串联有限流电阻R26,通道选择单元第三路输入端口连接充电接口的电流检测端,通道选择单元第四路输入端口连接有温度检测电路,通道选择单元第五路输入端口与电门的正电压连接。
所述的充电接口的控制端上连接有充电控制开关电路,充电控制开关电路包括限流电阻R32和三极管Q8,限流电阻R32和三极管Q8串联连接在充电接口的控制端与地之间,三极管Q8的基极通过限流电阻R37与中央控制单元的一个数据接口连接,三极管Q8的基极通过电阻R39接地,三极管Q8的基极通过电阻C7接地,中央控制单元输出充电信号控制三极管Q8的通断。
所述的电门单元包括电门接口、电门分压单元以及电门自锁单元,电门分压单元包括电阻R15和电阻R33,电阻R15和电阻R33串联连接在电门接口的正电源与地之间,电阻R15和电阻R33的公共端与通道选择单元连接,电门接口的数据端口与中央控制单元的串行接口连接,电门自锁单元串接在正电源与电门接口的正电源接口之间。
所述的电门自锁单元包括三极管Q6和MOS管Q9,MOS管Q9串联连接在正电源与电门接口的正电源接口之间,MOS管Q9的栅极通过限流电阻R35 与三极管Q6的集电极连接,三极管Q6的发射极接地,三极管Q6的基极通过电阻R36与中央控制单元的一个数据接口连接,三极管Q6的基极通过电阻R38 接地,与电阻R38并联连接有电容C2。
所述的MOS管Q9并联连接有三极管Q7。
所述的激活单元包括有激活输入接口、DC/DC单元、低压供电单元以及激活自锁单元,激活输入接口与DC/DC单元连接,DC/DC单元将高压直流电转换成低压直流电,激活自锁单元的控制端连接在DC/DC单元上,激活自锁单元与低压供电单元的控制端连接,低压供电单元与DC/DC单元连接。
所述的激活输入接口与DC/DC单元之间串联连接有第一单向单元,第一单向单元采用二极管D2,低压供电单元与DC/DC单元之间串联连接有第二单向单元,第二单向单元采用二极管D4。
所述的激活自锁单元包括MOS管Q2和三极管Q5,三极管Q5的基极与 DC/DC芯片输出端连接,三极管Q5串接在MOS管Q2的栅极和地之间,MOS 管Q2串接在低压供电单元和DC/DC单元之间,MOS管Q2的栅极与低压供电单元之间连接有电阻R5,MOS管Q2的栅极与三极管Q5之间串接有限流电阻 R2,DC/DC单元的输出端上连接有电源指示灯,电源指示灯采用发光二极管 DS1,发光二极管DS1一端接地,另一端通过限流电阻R34与DC/DC单元的输出端连接。
所述的控制系统还包括GSM电源,GSM电源采用单独电源控制器控制其供电,GSM电源控制器包括三极管Q4和MOS管Q1,三极管Q4的基极与中央控制单元的一个数据接口连接,三极管Q5串接在MOS管Q1的栅极和地之间,MOS管Q1串接在+3.8V电源和GSM单元之间,MOS管Q1的栅极与三极管Q4之间串接有限流电阻R6。
本发明的有益效果是:本发明具有激活功能的电池激活电路,其可以在使用时,直接通过外部激活后,通过自身自锁电路维持导通,以使其正常使用,而不需要拆机操作,且不会在出售前造成自身损耗,使用方便,不会对电池造成损伤。本发明通过通道选择器选择导通至中央控制单元ADC的线路,解决了中央控制单元ADC接口有限的问题。本发明还设计有电门旁路电容,通过电容的储能功能,滤除尖峰脉冲等,消除外界干扰对电门的影响。
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明电路方框图。
图2为本发明激活电路部分电路原理图。
图3为本发明GSM电源部分电路原理图。
图4为本发明网络指示灯部分电路原理图。
图5为本发明中央控制单元部分电路原理图。
图6为本发明稳压电源部分电路原理图。
图7为本发明通道选择器部分和电门部分电路原理图。
具体实施方式
本实施例为本发明优选实施方式,其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的,均在本发明保护范围之内。
请结合参看附图1至附图7,本发明主要包括激活单元、中央控制单元、通道选择单元和电门单元,通道选择单元的控制端与中央控制单元的数据接口连接,通道选择单元的数据输出端与中央控制单元的ADC端口连接,电门单元与中央控制单元连接,激活单元输出电源用于供电。
本实施例中,中央控制单元选用信号为M6313的单片机芯片,内部自带有 GPS功能和GSM功能,可进行GPS定位和GSM信号传输,单片机芯片上连接有GPS天线和GSM天线,用于定位和通信。单片机芯片上连接有SIM卡接口,用于插接SIM卡。单片机芯片上连接有加速度传感器,加速度传感器选用型号为MSA301的芯片,用于检测车辆的状态,比如:车辆运行、静止或是摔倒等。
通道选择单元连接在中央控制单元上,本实施例中,通道选择单元采用八选一通道选择器,通道选择器的信号输出端口与中央控制单元的ADC端口连接,由于单片机芯片上只包含有一个ADC端口,通过通道选择单元可以对中央控制单元的ADC端口分时复用,不同时段接入不同的信号。本实施例中,通道选择单元第一路输入接口连接电池正电源,用于对电池电压进行检测,电池正电源与通道选择单元第一路输入接口之间串联有限流电阻R29。通道选择单元第二路输入接口连接充电接口的正电源,用于对充电电压进行检测,充电接口的正电源与通道选择单元第二路输入接口之间串联有限流电阻R26。通道选择单元第三路输入端口连接充电接口的电流检测端,对充电电流进行检测。通道选择单元第四路输入端口连接有温度检测电路,温度检测电路采用温度传感器以及其匹配电路,简单的温度检测电路为热敏电阻与恒定分压电阻串联连接在正电源和地之间,将热敏电阻和分压电阻之间的电压值通过通道选择单元输入至中央控制单元中,中央控制单元根据分压得到的电压值,通过查表方式判断当前的温度大小。通道选择单元第五路输入端口与电门的正电压连接,用于检测车辆是否正常通电。
本实施例中,充电接口的控制端上连接有充电控制开关电路,充电控制开关电路包括限流电阻R32和三极管Q8,限流电阻R32和三极管Q8串联连接在充电接口的控制端与地之间,三极管Q8的基极通过限流电阻R37与中央控制单元的一个数据接口连接,三极管Q8的基极通过电阻R39接地,三极管Q8的基极通过电阻C7接地,中央控制单元输出充电信号控制三极管Q8的通断,从而对充电进行控制。
本实施例中,电门单元包括电门接口(用于与启动钥匙连接)、电门分压单元以及电门自锁单元,电门分压单元包括电阻R15和电阻R33,电阻R15和电阻R33串联连接在电门接口的正电源与地之间,电阻R15和电阻R33的公共端与通道选择单元第五路输入端口连接。电门接口的数据端口与中央控制单元的串行接口连接,电门自锁单元串接在正电源与电门接口的正电源接口之间,本实施例中,电门自锁单元包括三极管Q6和MOS管Q9,MOS管Q9串联连接在正电源与电门接口的正电源接口之间,MOS管Q9的栅极通过限流电阻R35 与三极管Q6的集电极连接,三极管Q6的发射极接地,三极管Q6的基极通过电阻R36与中央控制单元的一个数据接口连接,通过数据接口输出控制信号控制电门,以维持其工作状态,三极管Q6的基极通过电阻R38接地,与电阻R38 并联连接有电容C2,可通过电容C2的储能,平衡外界尖峰脉冲等对三极管Q6 基极的影响。本实施例中,与MOS管Q9并联连接有三极管Q7,可增大此处的导通电流。
本实施例中,激活单元主要包括有激活输入接口、DC/DC单元、低压供电单元(激活输入接口输入的多组蓄电池串联电压,其电压高于单组蓄电池电压,低压供电单元输入的为单组蓄电池电压,电压低于激活输入接口输入电压,故将此处的+12V电压定义为低压供电单元)以及激活自锁单元,激活输入接口用于输入激活信号,激活输入接口与DC/DC单元连接,DC/DC单元将高压直流电转换成低压直流电(本实施例中,高于5V的直流电称之为高压直流电,将小于或等于5V的直流电称之为低压直流电),激活自锁单元的控制端连接在DC/DC 单元上,激活自锁单元与低压供电单元的控制端连接,控制低压供电单元给 DC/DC单元供电,低压供电单元与DC/DC单元连接,通过低压供电单元输入电能给DC/DC单元。
本实施例中,DC/DC单元采用型号为H6203的降压恒压芯片,具体实施时,也可以采用同样功能的其他型号的芯片,型号为H6203的降压恒压芯片内部自带GPS功能,可在电动车或电池丢失后,根据其上传的GPS信号,对车辆或电池进行追踪。具体实施时,也可以采用单纯的DC/DC芯片,而根据实际需求外加GPS芯片。
本实施例中,激活输入接口采用+72V输入接口,由于其以六节蓄电池串联为例进行具体说明,所以激活输入接口输入电压为+72V,具体实施时,如果采用四节电池串联的,则激活输入接口输入电压为+48V。激活输入接口与DC/DC 单元之间串联连接有第一单向单元,第一单向单元采用二极管D2,二极管D2 可起到隔直的作用,防止低压供电单元输入电源对激活输入接口造成影响。
本实施例中,低压供电单元采用+12V输入接口,用于与蓄电池连接,通过蓄电池进行供电,本发明与蓄电池安装在一起,和蓄电池连用,所以低压供电单元通常采用与之连接的蓄电池进行供电。低压供电单元与DC/DC单元之间串联连接有第二单向单元,第二单向单元采用二极管D4,二极管D4可起到隔直的作用,防止激活输入接口输入电源对低压供电单元(即蓄电池)造成影响。
本实施例中,激活自锁单元包括MOS管Q2和三极管Q5,三极管Q5的基极与DC/DC芯片输出端(本实施例中,其采用+3.8V)连接,三极管Q5串接在 MOS管Q2的栅极和地之间,MOS管Q2串接在低压供电单元和DC/DC单元之间,MOS管Q2的栅极与低压供电单元之间连接有电阻R5,MOS管Q2的栅极与三极管Q5之间串接有限流电阻R2。
本实施例中,DC/DC单元的输出端上连接有输出单元,输出单元采用滤波电容,对DC/DC单元的输出进行滤波,以滤除尖峰脉冲等,维持DC/DC单元的输出电压稳定。
本实施例中,DC/DC单元的输出端上连接有电源指示灯,电源指示灯采用发光二极管DS1,发光二极管DS1一端接地,另一端通过限流电阻R34与DC/DC 单元的输出端连接,当DC/DC单元上电工作时,发光二极管DS1点亮,以指示本发明正常工作。
激活单元对电池进行激活后,才能正常进行工作,通过激活单元输出电源给其他模组供电。
本实施例中,还设有GSM电源,GSM电源采用单独电源控制器控制其供电,GSM电源控制器包括三极管Q4和MOS管Q1,三极管Q4的基极与中央控制单元的一个数据接口连接,三极管Q5串接在MOS管Q1的栅极和地之间, MOS管Q1串接在+3.8V电源和GSM单元(本实施例中去,其集成在中央控制单元内,采用单独电源进行供电)之间,MOS管Q1的栅极与三极管Q4之间串接有限流电阻R6。
本实施例中,中央控制单元上还连接有网络指示灯,网络指示灯采用发光二极管DS0和三极管Q3,发光二极管DS0一端通过限流电阻R18和三极管Q3 接地,另一端与+3.8V正电源连接,三极管Q3的基极与中央控制单元的一个数据接口连接,中央控制单元输出控制信号,控制发光二极管DS0点亮。
本发明在出售时,将多组蓄电池串联连接(本实施例中,以六组为例,出厂时已经连接好),将串联好的蓄电池电池组的正极(即+72V)短接至激活输入接口,给激活输入接口输入+72V电压,+72V电压通过DC/DC单元转换成+3.8V 输出给三极管Q5的基极,将三极管Q5导通,通过三极管Q5将MOS管Q2的栅极电压拉低,使MOS管Q2导通(正常情况下,MOS管Q2的栅极电压为+12V, MOS管Q2处于不导通状态,蓄电池不消耗任何电量),低压供电单元输入的+12V电源通过DC/DC单元转换成+3.8V输出给三极管Q5的基极,维持三极管 Q5的导通,此时即完成自锁单元的自锁,即可将+72V电压从激活输入接口处移开,通过自身的蓄电池的+12V电源维持本发明工作即可,即使此时电动车或电池被偷走,也可以通过自身的蓄电池的+12V电源给DC/DC单元供电,通过DC/DC单元自带的GPS功能对电动车或电池进行定位。
使用时,通过钥匙启动电门,进行上电工作,工作过程中,中央控制单元分时检测电池电压、充电电压、充放电电流、温度和电门电压等情况。
本发明具有激活功能的电池激活电路,其可以在使用时,直接通过外部激活后,通过自身自锁电路维持导通,以使其正常使用,而不需要拆机操作,且不会在出售前造成自身损耗,使用方便,不会对电池造成损伤。本发明通过通道选择器选择导通至中央控制单元ADC的线路,解决了中央控制单元ADC接口有限的问题。本发明还设计有电门旁路电容,通过电容的储能功能,滤除尖峰脉冲等,消除外界干扰对电门的影响。
Claims (10)
1.一种带有激活功能的电动车控制系统,其特征是:所述的控制系统包括激活单元、中央控制单元、通道选择单元和电门单元,通道选择单元的控制端与中央控制单元的数据接口连接,通道选择单元的数据输出端与中央控制单元的ADC端口连接,电门单元与中央控制单元连接,激活单元输出电源用于供电。
2.根据权利要求1所述的带有激活功能的电动车控制系统,其特征是:所述的通道选择单元连接在中央控制单元上,通道选择单元的信号输出端口与中央控制单元的ADC端口连接,通道选择单元第一路输入接口连接电池正电源,电池正电源与通道选择单元第一路输入接口之间串联有限流电阻R29,通道选择单元第二路输入接口连接充电接口的正电源,充电接口的正电源与通道选择单元第二路输入接口之间串联有限流电阻R26,通道选择单元第三路输入端口连接充电接口的电流检测端,通道选择单元第四路输入端口连接有温度检测电路,通道选择单元第五路输入端口与电门的正电压连接。
3.根据权利要求2所述的带有激活功能的电动车控制系统,其特征是:所述的充电接口的控制端上连接有充电控制开关电路,充电控制开关电路包括限流电阻R32和三极管Q8,限流电阻R32和三极管Q8串联连接在充电接口的控制端与地之间,三极管Q8的基极通过限流电阻R37与中央控制单元的一个数据接口连接,三极管Q8的基极通过电阻R39接地,三极管Q8的基极通过电阻C7接地,中央控制单元输出充电信号控制三极管Q8的通断。
4.根据权利要求1所述的带有激活功能的电动车控制系统,其特征是:所述的电门单元包括电门接口、电门分压单元以及电门自锁单元,电门分压单元包括电阻R15和电阻R33,电阻R15和电阻R33串联连接在电门接口的正电源与地之间,电阻R15和电阻R33的公共端与通道选择单元连接,电门接口的数据端口与中央控制单元的串行接口连接,电门自锁单元串接在正电源与电门接口的正电源接口之间。
5.根据权利要求4所述的带有激活功能的电动车控制系统,其特征是:所述的电门自锁单元包括三极管Q6和MOS管Q9,MOS管Q9串联连接在正电源与电门接口的正电源接口之间,MOS管Q9的栅极通过限流电阻R35与三极管Q6的集电极连接,三极管Q6的发射极接地,三极管Q6的基极通过电阻R36与中央控制单元的一个数据接口连接,三极管Q6的基极通过电阻R38接地,与电阻R38并联连接有电容C2。
6.根据权利要求4所述的带有激活功能的电动车控制系统,其特征是:所述的MOS管Q9并联连接有三极管Q7。
7.根据权利要求1所述的带有激活功能的电动车控制系统,其特征是:所述的激活单元包括有激活输入接口、DC/DC单元、低压供电单元以及激活自锁单元,激活输入接口与DC/DC单元连接,DC/DC单元将高压直流电转换成低压直流电,激活自锁单元的控制端连接在DC/DC单元上,激活自锁单元与低压供电单元的控制端连接,低压供电单元与DC/DC单元连接。
8.根据权利要求7所述的带有激活功能的电动车控制系统,其特征是:所述的激活输入接口与DC/DC单元之间串联连接有第一单向单元,第一单向单元采用二极管D2,低压供电单元与DC/DC单元之间串联连接有第二单向单元,第二单向单元采用二极管D4。
9.根据权利要求7所述的带有激活功能的电动车控制系统,其特征是:所述的激活自锁单元包括MOS管Q2和三极管Q5,三极管Q5的基极与DC/DC芯片输出端连接,三极管Q5串接在MOS管Q2的栅极和地之间,MOS管Q2串接在低压供电单元和DC/DC单元之间,MOS管Q2的栅极与低压供电单元之间连接有电阻R5,MOS管Q2的栅极与三极管Q5之间串接有限流电阻R2,DC/DC单元的输出端上连接有电源指示灯,电源指示灯采用发光二极管DS1,发光二极管DS1一端接地,另一端通过限流电阻R34与DC/DC单元的输出端连接。
10.根据权利要求1所述的带有激活功能的电动车控制系统,其特征是:所述的控制系统还包括GSM电源,GSM电源采用单独电源控制器控制其供电,GSM电源控制器包括三极管Q4和MOS管Q1,三极管Q4的基极与中央控制单元的一个数据接口连接,三极管Q5串接在MOS管Q1的栅极和地之间,MOS管Q1串接在+3.8V电源和GSM单元之间,MOS管Q1的栅极与三极管Q4之间串接有限流电阻R6。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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