CN116552415A - 一种插板与转接器、关联电器部件、电动车 - Google Patents

Abstract

本发明本发明公开了一种插板与转接器、关联电器部件、电动车。所述插板包括mcu电路、转接器通讯电路和控制器电路。有的型号还包括BMS电池管理电路、整车电子保险电路、尾灯控制电路、通讯线启动电源电路、人机交互电路、蓄电池通讯电路。所述插板通过插针焊接在控制器的PCB电路板上，或用插座与控制器PCB板的插针对接。所述插板与控制器共处于一个壳体内，节省空间、材料成本、节省人工成本。原控制器的MCU芯片不用改动就能提升控制器性能和应用总线控制系统，大大简化全车的线头插头线束。

Description

一种插板与转接器、关联电器部件、电动车

技术领域

电动车技术领域，具体为“电动车电器”。

背景技术

为了本发明本发明叙述方便，使用以下简称：

“大线”指电动车电器之间连接的导线束，他们一般是捆扎在一起的，分别连到各种电器部件，有的称为线束；

“电动车”指包括四轮电动车汽车、电动观光车、电动扫地车、电动叉车、儿童车、电动自行车、电动助力车、电动摩托车、电动三轮车等电池作动力的车辆；

“电子开关管”泛指达林顿管、IGBT管、或者MOS管；

“前专利”指中国专利CN2022206766620；

“车前电器”指电动车前端仪表附近的所有电器，如电门锁、刹车开关、倒车开关、挡位开关、P挡开关、修复开关、巡航开关、各种灯具、雨刮、喇叭、车门、空调、音响等；

“主回路”：蓄电池输出到电机控制器、充电口、控制器监控系统电路之间的电路，主回路常带电；

“次回路”：全车除主回路之外的电路，包含大线里的电源线。

前专利的结构是转接器与电机盒按通讯协议组成总线控制系统，电机盒再去控制电机控制器。但电机盒是单独的一个壳体，需要单独安装，费人工且需占用更多的空间。有些车型就安装不下。而且单独的电机盒结构，成本较高。

另外，电机盒的功能完全用电机控制器来实现业有问题：原MCU的资源不够，PCB面积不够，系统程序太复杂而影响对电机的控制。

前专利无整车电器电子保险电路，没有升华到关机后的全车次回路的完全断电，仍然存在火灾风险。这次完全克服了。

前专利无充电保护电路，没有升华到BMS电池管理功能，这次加上充电电流检测电路，完善了BMS电池管理，全方位保护电池，杜绝火灾的发生。

前专利无法完成对蓄电池容量的检测和电池好坏的判别。

前专利骑行中无电池温度过温保护。

车主忘记拔掉充电器强行骑车有安全隐患，前专利无保护和报警。

发明内容

本发明公开了一种插板与转接器、关联电器部件、电动车，其目的就是弥补前专利的上述缺陷。

本发明在前专利的基础上，把电机盒的功能电路集成到插板上，所述插板通过插针焊接在控制器的PCB电路板上，与控制器通处于一个壳体内。然后完善整车电器管理，完善BMS电池管理功能，全方位保证骑行安全，并减少火灾的发生。

一种插板：所述插板包括mcu电路、转接器通讯电路和控制器电路。所述插板通过插针焊接在控制器的PCB电路板上，或用插座与控制器PCB板的插针对接（此时需要固定卡扣防止脱落，好处是便于维修）。所述插板与控制器共处于一个壳体内（对于控制器来说就是一个插件，见图2）。

所述mcu电路连接所述转接器通讯电路和所述控制器电路。

所述转接器通讯电路通过大线连接转接器。所述大线包括通讯线。所述插板通过所述通讯线与所述转接器按通讯协议双向交换数据。（见图1）。所述通讯协议包括UART、CAN、LIN、RS485、I2C。所述LIN包括LIN驱动电路，所述LIN驱动电路无需LIN通讯专用驱动芯片，而用三极管、达林顿管或MOS管的组合电路替代，大大降低LIN节点成本（见CN2023104825252）。所述控制器电路通过所述插针连接所述控制器，所述插针包括锁出线、通讯线、电源线、地线、VCC线。

所述锁出线给所述控制器提供工作电源（输出15V和5V）。所述锁出线来源于通讯线启动电源电路，或所述插板的开机电路。所述插板的开机电路来源于电门锁或所述mcu电路控制电子开关管的输出。

所述通讯线用来提供所述插板和所述控制器之间的通讯连接；所述控制器所需要的信号（如转把信号、刹车信号、倒车信号、三挡信号、P挡信号等）是所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板，然后所述插板处理后通过所述通讯线（即插针）按通讯协议传给所述控制器；所述控制器需要传出的信号（如电压、速度、霍尔故障、mos管坏、过温、过压、欠压等），通过所述通讯线（即插针）按通讯协议传给所述插板，所述插板处理后通过所述大线按通讯协议传给所述转接器。（插板与控制器之间通讯模式包含UART、LIN、I2C、SIF、GPIO等）。

所述电源线和所述地线通过所述控制器直连蓄电池正负极，只要接上电池就一直有电。

所述VCC线连接所述控制器MCU的VCC电源，用于给所述插板提供芯片的VCC电源（借用控制器的VCC电源），用于给所述插板提供芯片的VCC电源（通常为3.3V或5V）。（目的是所述插板节省VCC电源电路成本，同时缩小插板的PCB面积。如果插板采用自己的VCC电源，则所述VCC线可不用）。

所述插板包括人机交互电路。所述人机交互电路包括遥控接收电路、电子钥匙电路、NFC接收电路或蓝牙接收电路。所述mcu电路连接所述遥控接收电路、电门锁电路、所述电子钥匙电路、所述NFC接收电路或所述蓝牙接收电路。所述遥控接收电路包含遥控接收专用芯片，用于接收遥控防盗器的信号（如开关机、遥控设防、静音设防等）。所述电门锁电路用于检测电门锁的开关状态。所述电子钥匙电路通过有线连接的方式读取电子钥匙的ID编号（见CN2019213344299）。所述NFC接收电路用于接收NFC卡信号。所述蓝牙接收电路用于与手机之间的蓝牙通讯。（见CN2022219521068）。

所述插板包括尾灯控制电路。所述mcu电路连接所述尾灯控制电路，所述尾灯控制电路连接尾灯。所述转接器的尾灯信号通过所述大线按通讯协议传给所述插板，再通过所述尾灯控制电路控制尾灯。（见图2）。

所述插板包括通讯线启动电源电路。所述转接器与所述插板的通讯信号，通过所述通讯线启动电源电路（见中国专利CN201822156710X），开启了所述插板的开机电源，所述开机电源作为控制器的锁出信号而开启了所述控制器的工作电源。（见图2）。

所述插板包括整车电器电子保险电路。所述整车电器电子保险电路包括mcu电路、比较电路、取样电阻电路、电子开关电路。见图5、图6。所述比较电路连接所述取样电阻电路或所述电子开关电路，得到整车电器电流范围。所述mcu电路连接所述比较电路和所述电子开关电路。所述取样电阻电路连接所述电子开关电路。所述电子开关电路包含电子开关管，如果用其内阻采集电流，则省略所述取样电阻电路。所述mcu电路如有内部比较功能模块，则省略外置所述比较电路。所述整车电器电子保险电路也作为电动车开关机电路来应用，即控制整车的电源。关机后使得从大线的后端插头起，到车前所有电器，完全断电。

所述整车电器电子保险电路分为正控模式、负控模式。

所述正控模式的所述电子开关电路的输出连接整车电器正极（48-72v系统）或通过DCDC转换器连接整车电器正极（12-24v系统）。所述取样电阻电路连接蓄电池正极线。见图5。

所述负控模式的所述电子开关电路的输出连接蓄电池负极线，所述取样电阻电路连接整车电器负极。见图6。

当电动车系统电压选用DCDC转换器输出电压时，所述插板采集的电源电压值和电池电压种类是通过通讯协议传给前部转接器关联的仪表显示的。所述电池电压种类包含24v、36v、48v、60v、72v、84v或96v。所述电池电压种类的确定是所述插板根据电源电压模糊判断选择、外接对插头选择、用户用遥控器或手机选择。所述仪表无需传统的对插头选择电池的种类。这是针对于12v国标电动车仪表电量显示的技术方案。

所述取样电阻电路和所述电子开关电路的前后位置交换，不影响整车电器电子保险电路的性能，但连接关系会相应调整。

车主开机后，当整车电器总电流（不含控制器电机驱动电流）大于额定值则触发所述比较电路的输出变化，所述mcu电路通过所述电子开关电路切断整车电源输入（触发短路保护），防止电器线路烧坏或火灾。即便所述大线里的电源线的正负极短路也能得到保护。

车主关机后，所述mcu电路通过所述电子开关电路同样切断了整车电源输入，切断了蓄电池的输出，确保整车次回路的电压为0V。整车次回路断电，从大线的后端插头起，到车前所有电器，完全断电，防止因为电器短路引发火灾。

所述插板包括BMS电池管理电路。所述BMS电池管理电路包括电池温度检测电路、充电控制电路、电池电压检测电路、充电电流检测电路。mcu电路连接所述电池温度检测电路、所述充电控制电路、所述电池电压检测电路和所述充电电流检测电路。见图4。

所述插板包括充电器专用插座。

所述电池温度检测电路包括温度传感器，所述温度传感器安装在蓄电池附近（如热红外感应）或紧贴在蓄电池外壳上（如热敏电阻）。

所述BMS电池管理包括电池电压检测电路，此时，所述mcu电路还连接所述电池电压检测电路，所述电池电压检测电路包括分压电阻和滤波电容。

所述充电控制电路包括mcu电路、电子开关电路。所述mcu电路连接所述电子开关电路。

所述充电控制电路分为充电器DC输出正控模式、充电器DC输出负控模式、充电器AC输入控制模式。

所述充电器DC输出正控模式（见图7）：所述电子开关电路连接充电器DC输出正极线和蓄电池正极之间，用于控制充电器DC输出正极线通路。所述电子开关电路包含电子开关管。

所述充电器DC输出负控模式（见图8）：所述电子开关电路连接充电器DC输出负极线和蓄电池负极之间，用于控制充电器DC输出负极线通路。所述电子开关电路包含电子开关管。

所述充电器AC输入控制模式（见图9）：所述电子开关电路连接充电器市电AC输入和充电器，用于控制充电器市电AC输入线通路。所述电子开关电路包含双向可控硅或继电器。

充电时当所述mcu电路检测到蓄电池电压大于额定值，或蓄电池温度大于额定值，则触发过温过压保护，通过所述电子开关电路切断充电器充电电流回路，并通过所述大线的通讯线把报警信息传给转接器报警，或者本地LED闪烁或蜂鸣器声响报警。或者通过USER-APP或手机仪表报警。

开机时当所述mcu电路检测到蓄电池电压大于额定值时，则借用整车电器电子保险电路切断电动车系统电源，其中包含控制器工作电源，防止车主忘掉拔出充电器强行骑车带来的安全风险，同时通过声音报警电路报警，或者通过USER-APP或手机仪表报警。

行车中当所述mcu电路检测到蓄电池温度大于额定值时停止电机转动，防止车主行车过程中蓄电池放电过温爆炸起火带来的安全风险，同时通过声音报警电路报警，或者通过USER-APP或手机仪表报警。

所述充电电流检测电路包括取样电阻电路和运放电路。所述取样电阻电路串接在整车电器主回路中，并连接所述运放电路。所述运放电路的输出连接所述mcu电路的ADC输入端口。充电时，当所述mcu电路检测到其充电电流大于额定值，则通过所述充电控制电路切断充电器输出（触发过流保护），防止蓄电池故障。

所述插板包括蓄电池的容量测试电路。所述容量测试电路包括充电电流检测电路、充电计时电路。所述充电电流检测电路串接在充电器DC输出主回路之间。所述充电计时电路由mcu电路的计时器完成。所述mcu电路连接所述充电电流检测电路。充电电流与时间的积分值对应蓄电池的容量，从而判断电池的好坏。最后通过声音报警电路通报，或者通过USER-APP或手机仪表通报。

所述插板包括蓄电池通讯电路。mcu电路连接所述蓄电池通讯电路，按通讯协议与蓄电池双向传输数据。所述通讯协议包括UART、485、I2C、CAN或LIN，其中485最常见。所述蓄电池通讯电路与蓄电池的通讯连接，同时也是与充电器的连接，因为蓄电池、充电器、控制器是联网的。蓄电池的温度、充电电压、充电电流、充电控制电路均可通过所述蓄电池内部的保护板来完成，节省了所述BMS电池管理电路的成本。所述蓄电池的内部参数也可以通过人机交互电路发给USER-APP或手机仪表。

一种转接器：所述转接器通过大线连接所述插板，并和所述插板按通讯协议双向交换数据。所述转接器包括mcu电路、功能电路、通讯电路、和功能插座电路。

所述mcu电路包括mcu芯片，并连接所述功能电路和所述通讯电路。所述功能插座电路连接所述功能电路和所述通讯电路。所述功能电路包括组合转把电路、组合开关电路、话音播报电路、灯控电路、和仪表显示电路。所述组合转把电路、所述组合开关电路、所述话音播报电路、所述灯控电路、和所述仪表显示电路均连接所述mcu电路。

所述功能插座电路包括所述功能电路对应的单排插座或/和双排插座，并连接所述功能电路。所述单排插座或/和双排插座分别连接车前电器。所述功能插座电路包括单排或双排大线插座。所述大线插座连接大线。所述大线包含通讯线，其前端连接所述转接器，后端连接所述插板。 所述话音播报电路包括语音芯片电路和功放电路，所述语音芯片电路连接所述功放电路，所述功放电路连接喇叭。所述语音芯片电路连接所述mcu电路，用于播放电动车的参数（包括故障信息）和操作对应的声音。所述灯控电路连接所述mcu电路。所述灯控电路连接所述组合转把电路、所述组合开关电路、和所述仪表显示电路，用于控制和显示电动车车灯的状态。所述组合转把电路通过所述功能插座电路连接组合转把。所述组合开关电路通过所述功能插座电路连接组合开关。所述灯控电路通过所述功能插座电路连接大灯。所述仪表显示电路通过所述功能插座电路连接外置仪表、或所述转接器内部仪表显示电路（这是所述转接器自带仪表功能）。所述灯控电路还包括闪光电路。所述闪光电路包括电子开关管，并连接所述mcu电路。 所述仪表显示电路连接所述mcu电路，用于显示车辆的状态和参数。

所述转接器通过专用插座连接所有车前电器分别单独的1个插头，并采集相关信号组合处理后按通讯协议，通过大线里的通讯线传给所述插板，再传给控制器。所述控制器的相关参数按通讯协议先传给所述插板，所述插板处理后通过大线里的通讯线传给所述转接器，用于语音播报和仪表的显示。所述车前电器包含仪表、大灯、组合转把、组合开关、喇叭、左刹、右刹、脚刹的多项组合。

一种关联电器部件：所述关联电器部件连接所述插板，或所述转接器。所述关联电器部件的信号均需经过所述插板的处理，或者其数据来源于所述插板的传输（如仪表）。所述关联电器部件是一类电器部件的总称，具体部件是其中之一，包括控制器、DCDC转换器、充电器、车后灯、大线、仪表、组合转把、组合开关、左刹、右刹、脚刹、喇叭、电门锁。所述关联电器部件只有1个插头或插座，插接在所述转接器或插板的专用插头里。

所述控制器所需要的信号（如转把信号、刹车信号、倒车信号、三挡信号、P挡信号等）是所述插板处理后通过通讯线（即插针）按通讯协议传来的。所述控制器需要传出的信号（如电压、速度、霍尔故障、mos管坏、过温、过压、欠压等），是通过通讯线（即插针）按通讯协议传给所述插板的。

所述DCDC转换器插接在所述插板上，其输入正极连接所述插板的整车电器电子保险电路的输出（12-24v电动车系统专用，否则不用）。（见图1。）

所述充电器的AC输入或DC输出受到所述插板的控制，并插接在所述插板的专用插座里。（见图1。）

所述车后灯连接所述插板，其开关信号来源于所述插板。所述车后灯包含左尾灯、右尾灯、中尾灯、一体尾灯。（见图1。）

所述大线一端连接所述插板，另一端连接转接器。所述大线包含通讯线。所述插板和所述转接器是通过所述通讯线，按通讯协议双向传输数据的。所述大线两端只有一个插头。 所述大线包含电源线，其正极（48~72v或12~24v）或负极受所述插板的整车电器电子保险电路的控制。如果采用单线全双工通讯模式（如LIN、单线UART），所述大线只有3条线。（本发明的优选模式。）

所述仪表连接所述转接器，其显示数据（速度、电流、电压、故障信息等）来源于所述插板通过大线传输的。当电动车系统电压选用DCDC转换器输出电压时，所述仪表电池电压的值不是自己通过锁出线ADC采集得到，而是插板通过通讯线传来的。电池电压种类的确定不是通过自己对插头选择，而是所述插板通过通讯线传来的。

所述组合转把连接所述转接器。其输出信号需所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板处理。

所述组合开关连接所述转接器。其输出信号需所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板处理。

所述左刹连接所述转接器。其输出信号需所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板处理。

所述右刹连接所述转接器。其输出信号需所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板处理。

所述脚刹连接所述转接器。其输出信号需所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板处理。

所述喇叭锁连接所述转接器。其播报的有关内容来源于所述插板通过大线按通讯协议传过去的。

所述电门锁插接在所述插板的专用插座里，连接所述插板的mcu电路。

一种电动车：所述电动车安装了与插板焊接为一体的控制器，或配合所述USER-APP工作，或配合所述手机仪表工作，或安装了所述转接器，或安装了所述仪表，或安装了所述大灯，或安装了所述组合转把，或安装了所述组合开关，或安装所述尾灯。

本发明的效果：

把电机盒的功能电路集成到插板上，所述插板通过插针焊接在控制器的PCB电路板上，与控制器通处于一个壳体内，节省空间、材料成本、节省人工成本。

插板单独的MCU电路系统，原控制器的MCU芯片不用改动就能提升控制器性能和应用总线控制系统，大大简化全车的线头插头线束。

应用整车电器电子保险电路，关机后的全车次回路的完全断电，防止电器短路引发的火灾。

应用BMS电池管理电路的充电电流检测电路，完善了BMS电池管理，全方位保护电池，杜绝火灾的发生。

应用BMS电池管理电路的充电电流检测电路，用其电流值与时间的积分来判断蓄电池的性能和好坏，解决了传统电动车无法判断电池性能的问题。

应用BMS电池管理电路的充电电压检测电路，借用整车电器电子保险电路切断电动车系统电源，其中包含控制器工作电源，防止车主忘掉拔出充电器强行骑车带来的安全风险，同时通过声音报警电路报警，或者通过USER-APP或手机仪表报警。

行车中当所述mcu电路检测到蓄电池温度大于额定值时停止电机转动，防止蓄电池继续发热而爆炸。

插板按通讯协议与蓄电池双向传输数据，还与充电器联网通讯，也是产品的亮点之一。

附图说明

图1：电动车电器布线系统。

图2：插板电路。

图3：蓄电池通讯电路。

图4：BMS电池管理电路。

图5：整车电器正控模式电子保险电路。

图6：整车电器电子保险负控模式电路。

图7：充电器DC输出正控模式电路。

图8：充电器DC输出负控模式电路。

图9：充电器AC输入控制模式电路。

实施方式

本发明的转接器、插板里面最重要的元件是mcu芯片，这里先集中介绍。下面的mcu功能电路就不再重复了。

mcu电路是的核心，包含mcu芯片，业内称为单片机。它是智能芯片，通过软件编程，实现相关算法和控制。

mcu芯片的选型主要考虑的技术参数是：运行的速度快慢、温度范围、GPIO数量、FLASH大小、RAM的大小、对外通讯口的模式等参数来考虑。目前市场上很多单片机都能满足这个要求，如Microchip、freescale、ST、infineon、cypress等厂家的多个品牌技术上都可用。而且目前还有许多国产品牌。

本发明的转接器和插板之间最重要的是数据通讯，先集中介绍。通讯模式有：uart、lin、can、i2c、485、gpio模拟通讯等。在电动自行车、电动摩托车、电动三轮车等低端产品中一般选择uart、i2c、gpio模拟通讯。在电动汽车、电动巡逻车、电动观光车、电动消防车等高端产品应用中，一般选用485、lin、can通讯。具体电路根据通讯模式而不同。

uart、i2c、gpio模拟通讯口是直连的。但通讯是分主从的，一般主通讯的模块通讯线上需要一个上拉电阻。本发明中推荐使用转接器为主模块（master），插板为重模块（slave）。

Lin、i2c、485通讯模式，需要另外配通讯驱动芯片或驱动电路。这些芯片的型号很多，到专业的网站上就能查到。这时，通讯电路就需要把这些通讯驱动芯片或驱动电路设计进来。具体电路见相关芯片的使用资料datasheet。也有些mcu芯片里面已经集成了该通讯模式的驱动芯片，这时通讯电路也无需添加任何元器件了，直接把通讯线引出即可。

图1：电动车电器布线系统：是整个电动车的布线系统。

所有车前电器连接转接器，经过所述转接器处理后，通过大线里的通讯线，按通讯协议传给插板。转接器传来的尾灯控制信号，插板处理后通过尾灯控制电路控制车尾灯。

控制器的故障信息和参数，按通讯协议先传给插板，插板通过过大线里的通讯线，再传给转接器。转接器处理后传给仪表去显示。或者传给手机仪表、USER_APP显示并报警。

DCDC转换器是选配项，但是是国标强制的。DCDC转换器连接插板，把12V电源提供给全车电器系统。

整车布线和整车信号传输、转接器、电机盒、控制器的功能及其电路结构见前专利。转接器和插板的通讯电路、防盗遥控电路、语音电路等参考前专利。

车后灯连接插板的专用插座，其开关受插板控制。

插板有蓄电池通讯的专用插座，与蓄电池双向通讯。同时也与充电器连网通讯的。

插板有充电器的专用插座，全方位完善充电监控。

图2：插板电路：mcu芯片为控制核心，所有功能电路都连接mcu电路。这是本发明插板总的电路结构。其中转接器通讯电路、控制器电路（含控制器通讯线）控制器电路是基本功能，其余为选配。控制器电路、尾灯控制电路、通讯电路、mcu电路、人机交互电路的实施参考前专利。整车电器电子保险电路见以下图5、6及其相关描述， 蓄电池通讯电路见图3，BMS电池管理电路见图4。

图3：蓄电池通讯电路：插板有3个通讯网络。一个是与转接器之间的系统网络（如LIN），完成全车电器控制。另一个是与蓄电池和充电器之间的电池通讯网络（如485），主要确定充电电流、充电电压、电池温度、放电电流、电池保护等参数。第三个是与控制器的通讯。电池通讯网络以电池为主模块，由其内部的保护板完成。

图4：BMS电池管理电路：所述BMS电池管理电路包括电池温度检测电路、充电控制电路、电池电压检测电路、充电电流检测电路。mcu电路连接所述电池温度检测电路、所述充电控制电路、所述电池电压检测电路和所述充电电流检测电路。

充电时当所述mcu电路检测到蓄电池电压大于额定值，或蓄电池温度大于额定值，则触发过温过压保护。

开机时当所述mcu电路检测到蓄电池电压大于额定值时，则借用整车电器电子保险电路切断电动车系统电源，并通知电机转动，防止车主忘掉拔出充电器强行骑车带来的安全风险，同时通过声音报警电路报警。

行车中当所述mcu电路检测到蓄电池温度大于额定值时停止电机转动，防止车主行车过程中蓄电池放电过温爆炸起火带来的安全风险。

充电时，当所述mcu电路检测到其充电电流大于额定值，则通过所述充电控制电路切断充电器输出（触发过流保护），防止蓄电池故障。

另外，充电时通过所述充电电流与时间的积分值，间接对应蓄电池的容量，从而判断电池的好坏。

图5：整车电器正控模式电子保险电路：如果比较电路通过取样电阻电路检测到整车电器电流异常，则翻转其输出信号，去触发mcu电路的中断保护，通过关闭开关电路的电子开关管工作，而切断蓄电池正极输出，实现过流或短路保护。或者mcu电路通过查询比较电路的输出，发现其信号状态改变，则通过关闭开关电路的电子开关管工作，而切断蓄电池正极输出，实现保护。取样电阻电路和电子开关电路的前后位置交换，不影响整车电器电子保险电路的性能，但连接关系会相应调整。这种保护是针对全车电器的，包括所述大线里的电源线，大线和左右车前电器全没电了。

电子开关电路包含电子开关管，如果用其内阻采集电流，则省略取样电阻电路。mcu电路如有内部比较功能模块，则省略外置比较电路。这时只剩下mcu电路和电子开关电路了。

整车电器保护的电压取决于取样电阻电路的连接。如果整车电器正极直接连接电子开关电路输出，则表明整车电器的电压为48v、60v、或72v。如果整车电器正极通过DCDC转换器连接电子开关电路输出，则表明整车电器的电压为12v、或24v。

图6：整车电器负控模式电子保险电路：工作原理参见整车电器正控模式电子保险电路。

图7：充电器DC输出正控模式电路。控制充电器的正极，然后输出给蓄电池。

图8：充电器DC输出负控模式电路。控制蓄电池的负极和充电器的负极的通路。

图9：充电器AC输入控制模式电路。控制充电器的AC市电输入。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和其中一个例子，根据这个原理还会有各种变化和改进，这些变化和改进都是属于本发明的权利保护范围。

Claims (10)

1.一种插板，其特征在于：所述插板包括mcu电路、转接器通讯电路和控制器电路；所述插板通过插针焊接在控制器的PCB电路板上，或用插座与控制器PCB板的插针对接；所述插板与控制器共处于一个壳体内；

所述mcu电路连接所述转接器通讯电路和所述控制器电路；

所述转接器通讯电路通过大线连接转接器；所述大线包括通讯线；所述插板通过所述通讯线与所述转接器按通讯协议双向交换数据；所述通讯协议包括UART、CAN、LIN、RS485、I2C；所述LIN包括LIN驱动电路，所述LIN驱动电路无需LIN通讯专用驱动芯片；

所述控制器电路通过所述插针连接所述控制器，所述插针包括锁出线、通讯线、电源线、地线、VCC线；

所述锁出线给所述控制器提供工作电源；

所述通讯线用来提供所述插板和所述控制器之间的通讯连接；所述控制器所需要的信号是所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板，然后所述插板处理后通过所述通讯线按通讯协议传给所述控制器；所述控制器需要传出的信号，通过所述通讯线按通讯协议传给所述插板，所述插板处理后通过所述大线按通讯协议传给所述转接器；

所述电源线和所述地线通过所述控制器直连蓄电池正负极，只要接上电池就一直有电；

所述VCC线连接所述控制器MCU的VCC电源，用于给所述插板提供芯片的VCC电源。

2.根据权利要求1所述的插板，其特征在于：所述插板包括人机交互电路；所述人机交互电路包括遥控接收电路、电门锁电路、电子钥匙电路、NFC接收电路或蓝牙接收电路；所述mcu电路连接所述遥控接收电路、所述电子钥匙电路、所述NFC接收电路或所述蓝牙接收电路；所述遥控接收电路包含遥控接收专用芯片，用于接收遥控防盗器的信号（如开关机、遥控设防、静音设防等）；所述电门锁电路用于检测电门锁的开关状态；所述电子钥匙电路通过有线连接的方式读取电子钥匙的ID编号；所述NFC接收电路用于接收NFC卡信号。所述蓝牙接收电路用于与手机之间的蓝牙通讯。

3.根据权利要求1所述的插板，其特征在于：所述插板包括尾灯控制电路；所述mcu电路连接所述尾灯控制电路，所述尾灯控制电路连接尾灯；所述转接器的尾灯信号通过所述大线按通讯协议传给所述插板，再通过所述尾灯控制电路控制尾灯。

4.根据权利要求1所述的插板，其特征在于：所述插板包括通讯线启动电源电路；所述转接器与所述插板的通讯信号，通过所述通讯线启动电源电路，开启了所述插板的开机电源，所述开机电源作为控制器的锁出信号而开启了所述控制器的工作电源。

5.根据权利要求1所述的插板，其特征在于：所述插板包括整车电器电子保险电路；所述整车电器电子保险电路包括mcu电路、比较电路、取样电阻电路、电子开关电路；

所述比较电路连接所述取样电阻电路或所述电子开关电路，测到整车电器电流范围；

所述mcu电路连接所述比较电路和所述电子开关电路；

所述取样电阻电路连接所述电子开关电路；

所述电子开关电路包含电子开关管，如果用其内阻采集电流，则省略所述取样电阻电路；

所述mcu电路如有内部比较功能模块，则省略外置所述比较电路；

所述整车电子保险电路分为正控模式、负控模式；

所述正控模式的所述电子开关电路的输出连接整车电器正极或通过DCDC转换器连接整车电器正极；所述取样电阻电路连接蓄电池正极线；

所述负控模式的所述电子开关电路的输出连接蓄电池负极线，所述取样电阻电路连接整车电器负极；

当电动车系统电压选用DCDC转换器输出电压时，所述插板采集的电源电压值和电池电压种类是通过通讯协议传给前部转接器关联的仪表显示的；所述电池电压种类包含24v、36v、48v、60v、72v、84v或96v；所述电池电压种类的确定是所述插板根据电源电压模糊判断选择、外接对插头选择、用户用遥控器或手机选择；所述仪表无需传统的对插头选择电池的种类；

所述取样电阻电路和所述电子开关电路的前后位置交换，不影响整车电子保险电路的性能，但连接关系会相应调整；

车主开机后，当整车电器总电流大于额定值则触发所述比较电路的输出变化，所述mcu电路通过所述电子开关电路切断整车电源输入；

车主关机后，所述mcu电路通过所述电子开关电路同样切断了整车电源输入，切断了蓄电池的输出，确保整车次回路的电压为0V。

6.根据权利要求1所述插板，其特征在于：所述插板包括BMS电池管理电路；所述BMS电池管理电路包括电池温度检测电路、充电控制电路、电池电压检测电路、充电电流检测电路；mcu电路连接所述电池温度检测电路、所述充电控制电路、所述电池电压检测电路和所述充电电流检测电路；所述插板包括充电器专用插座；

所述电池温度检测电路包括温度传感器，所述温度传感器安装在蓄电池附近或紧贴在蓄电池外壳上；

所述电池电压检测电路包括分压电阻和滤波电容；

所述充电控制电路包括mcu电路、电子开关电路；所述mcu电路连接所述电子开关电路；

所述充电控制电路分为充电器DC输出正控模式、充电器DC输出负控模式、充电器AC输入控制模式；

所述充电器DC输出正控模式：所述电子开关电路连接充电器DC输出正极线和蓄电池正极之间，用于控制充电器DC输出正极线通路；所述电子开关电路包含电子开关管；

所述充电器DC输出负控模式：所述电子开关电路连接充电器DC输出负极线和蓄电池负极之间，用于控制充电器DC输出负极线通路；所述电子开关电路包含电子开关管；

所述充电器AC输入控制模式：所述电子开关电路连接充电器市电AC输入和充电器之间，用于控制充电器市电AC输入线通路；所述电子开关电路包含双向可控硅或继电器；

充电时当所述mcu电路检测到蓄电池电压大于额定值，或蓄电池温度大于额定值，则触发过温过压保护，通过所述电子开关电路切断充电器充电电流回路，并通过声音报警电路报警，或者通过USER-APP或手机仪表报警；

开机时当所述mcu电路检测到蓄电池电压大于额定值时，则借用整车电器电子保险电路切断电动车系统电源，并停止电机转动，防止车主忘掉拔出充电器强行骑车带来的安全风险，同时通过声音报警电路报警，或者通过USER-APP或手机仪表报警；

行车中当所述mcu电路检测到蓄电池温度大于额定值时停止电机转动，防止车主行车过程中蓄电池放电过温爆炸起火带来的安全风险，同时通过声音报警电路报警，或者通过USER-APP或手机仪表报警；

所述充电电流检测电路包括取样电阻电路和运放电路；所述取样电阻电路串接在整车电器主回路中，并连接所述运放电路；所述运放电路的输出连接所述mcu电路的ADC输入端口；充电时，当所述mcu电路检测到其充电电流大于额定值，则通过所述充电控制电路切断充电器输出，防止蓄电池故障；

所述充电电流与时间的积分值对应蓄电池的容量，从而判断电池的好坏。

7.根据权利要求1所述插板，其特征在于：所述插板包括蓄电池通讯电路；mcu电路连接所述蓄电池通讯电路，按通讯协议与蓄电池双向传输数据；所述通讯协议包括UART、485、I2C、CAN或LIN。

8.一种转接器，其特征在于：所述转接器通过大线连接权利要求1所述的插板，并和所述插板按通讯协议双向交换数据；

所述转接器包括mcu电路、功能电路、通讯电路、和功能插座电路；

所述功能电路包括组合转把电路、组合开关电路、话音播报电路、灯控电路、和仪表显示电路；所述组合转把电路、所述组合开关电路、所述话音播报电路、所述灯控电路、和所述仪表显示电路均连接所述mcu电路；

所述转接器通过专用插座连接所有车前电器分别单独的1个插头，并采集相关信号组合处理后按通讯协议，通过大线里的通讯线传给所述插板，所述插板再传给控制器；所述控制器的相关参数按通讯协议先传给所述插板，所述插板处理后通过大线里的通讯线传给所述转接器，用于语音播报和仪表的显示；所述车前电器包含仪表、大灯、组合转把、组合开关、喇叭、左刹、右刹、脚刹的多项组合。

9.一种关联电器部件，其特性在于：所述关联电器部件连接权利要求1所述的插板，或权利要求8所述的转接器；所述关联电器部件的信号均需经过所述插板的处理，或者其数据来源于所述插板的传输（如仪表）；所述关联电器部件是一类电器部件的总称，具体部件是其中之一，包括控制器、DCDC转换器、充电器、车后灯、大线、仪表、组合转把、组合开关、左刹、右刹、脚刹、喇叭、电门锁；所述关联电器部件只有1个插头或插座，插接在所述转接器或插板的专用插头里；

所述控制器通过插针连接所述插板；所述控制器所需要的信号是所述插板处理后通过通讯线按通讯协议传来的；所述控制器需要传出的信号是通过通讯线按通讯协议传给所述插板的；

所述DCDC转换器插接在所述插板上，其输入正极连接所述插板的整车电器电子保险电路的输出；

所述充电器的AC输入或DC输出受到所述插板的控制，并插接在所述插板的专用插座里；

所述车后灯连接所述插板，其开关信号来源于所述插板；所述车后灯包含左尾灯、右尾灯、中尾灯、一体尾灯；

所述大线一端连接所述插板，另一端连接转接器；所述大线包含通讯线；所述插板和所述转接器是通过所述通讯线，按通讯协议双向传输数据的；所述大线两端只有一个插头；所述大线包含电源线，其正极或负极受所述插板的整车电器电子保险电路的控制；如果采用单线全双工通讯模式，所述大线只有3条线；

所述仪表连接所述转接器，其显示数据来源于所述插板通过大线传输的；当电动车系统电压选用DCDC转换器输出电压时，所述仪表电池电压的值不是自己通过锁出线ADC采集得到，而是插板通过通讯线传来的；电池电压种类的确定不是通过自己对插头选择，而是所述插板通过通讯线传来的；

所述组合转把连接所述转接器；其输出信号需所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板处理；

所述组合开关连接所述转接器；其输出信号需所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板处理；

所述左刹连接所述转接器；其输出信号需所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板处理；

所述右刹连接所述转接器；其输出信号需所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板处理；

所述脚刹连接所述转接器；其输出信号需所述转接器通过所述大线按通讯协议传给所述插板处理；

所述喇叭锁连接所述转接器；其播报的有关内容来源于所述插板通过大线按通讯协议传过去的；

所述电门锁插接在所述插板的专用插座里，连接所述插板的mcu电路。

10.一种电动车，其特征在于：所述电动车安装了与权利要求1到7任意一项所述的插板焊接为一体的控制器，或安装了权利要求8所述的一种转接器，或安装了权利要求9所述的一种关联电器部件之一。