CN117246255A - 转接器与电机盒、控制器、手机app、大线、车后灯、电动车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了转接器与电机盒、控制器、手机APP、大线、车后灯、电动车。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，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。增加话音播报电路，电动车的任何故障和操作方面的信息都可以用话音的方式播放出来，高度智能化。增加电子保险功能电路防止火灾。所述转接器连接所述电机盒或所述电机控制器。所述电机盒或所述电机控制器可增加后灯控制电路。所述电机盒连接所述电机控制器H。转接器增加蓝牙电路、NFC电路、GSM/GPS电路，提升电动车技术层次和网络化应用。全面提升电动车性能。

Description

转接器与电机盒、控制器、手机APP、大线、车后灯、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；

“插头”指线头的末端那些带插片的实现电气对插连接的电子器件；

“线头”指电器部件出来的小段导线；

“大灯”指小型电动车前端用于照明的远灯或近灯；

“礼灯”，又叫行车灯、日行灯，指电动车开机即点亮的灯；

“夜灯”指电动车开启前大灯即点亮的灯，晚上行车用的，等效于大车的示宽灯；

“大灯总成”指安装在电动车前端车把或驾驶台，用于照明的又有电动车参数显示功能的部件。或者原来单纯的大灯照明应用本发明后增加了仪表功能的部件。也叫灯头、组合大灯；

“组合仪表”指在电动车前端具有显示电动车参数功能的部件，包括与大灯组合在一起的部件（业内称为组合仪表、表头、灯头）；

“组合开关”指安装在车把或驾驶台，有多个开关组合在一起的一个部件，如灯控开关、转向开关、喇叭开关、三挡开关、或巡航开关等。2个开关组合的业内叫二合一开关，3个开关组合的业内叫三合一开关，4个开关组合的业内叫四合一开关。目前市场普遍应用的是三合一开关。

“组合转把”指安装在车把或驾驶台，有多个开关与转把组合在一起的一个部件，如灯控开关、转向开关、喇叭开关、P挡开关、倒车开关、三挡开关、巡航开关等的单项或多项组合。2个开关组合的业内叫二合一转把，3个开关组合的业内叫三合一转把，4个开关组合的业内叫四合一转把。目前市场普遍应用的是二合一转把；

“电子开关管”泛指达林顿管、IGBT管、或者MOS管；

“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。

传统电动车需要很多电器部件，而且来回需要很多插头插座和导线，极大引响整车电器的安全性和可靠性，而且材料成本高。另外，生产线上组装和售后服务特别复杂，大大增加人工成本和维修的难度。电动车出现的故障很难维修，需要专业的师傅才能完成，而且很费时间。即便市场上有语音报警器，但是其报告的内容有限，因为电器故障检测不全面，和控制器内部也没有通讯。车上用保险丝作为电器保护的手段，可靠性太差，容易引起火灾。另外，电动车的性能不能由销售商或客户自己调整。

发明内容

本发明公开了一种转接器与电机盒、控制器、手机APP、大线、车后灯、电动车，其目的就是弥补传统电动车的上述缺陷。

本发明应用总线技术替换传统专线方式，而且转接器集成了传统电动车的多个电器部件，大大减少插头、线头、导线、电器部件的数量。增加话音播报电路，电动车的任何故障和操作方面的信息都可以用话音的方式播放出来，高度智能化，车主和经销商能迅速查明并排除故障。增加电子保险功能防止火灾。引入电机盒的转换，使得本总线系统能适应各种现有的电机控制器，不改变客户已有的电机控制器的配套体系，大大增加本总线系统的应用范围。而且电机盒增加后灯控制器电路，进一步节省了从车头到车尾的多条导线。转接器增加蓝牙电路、NFC电路、GSM/GPS电路，提升电动车技术层次和网络化应用，同时提供电动车用户或销售商自己通过手机APP定制电动车的特性。由此全面提升电动车性能。

一种转接器：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。见图1。

所述mcu电路包括mcu芯片，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、电子保险电路、灯控电路、仪表显示电路、和人机交互电路。所述功能电路的所述7个子电路均连接所述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，或通过转接线连接所述车前电器。插线少的车前电器，如左右转向灯、左刹、右刹、后刹、大灯，适合单排插座。插线多的车前电器，如组合转把、组合开关、外接仪表适合双排插座。也可以全部使用单排插座，或全部使用双排插座。最常用的单排插座如XHB2.54、CH3.96、CH5.08、EL4.5。最常用的双排插座如5569。为了加强插头的连接强度，选用插针和簧片比较粗的插头插座。

所述转接线一端焊接在所述转接器PCB电路板上，另一端连接防水插头。所述转接线PCB接线端口与所述单排插座或/和双排插座的插孔对应。所述转接线相当于转接器插座的延长线。引入所述转接线的应用，主要是为了增加防水能力，因为防水插座无法焊接到PCB电路板上，或因为体积太大，只能引到转接器壳体外面。

所述车前电器的出线均连接到单一插头里，分别插到所述转接器上各自专用的所述单排插座或/和双排插座，或者分别插到所述各自专用的所述防水插头。

为了增加防水防潮防尘的能力，所述转接器的PCB电路板还可以通过涂三防漆、灌胶来加强。

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。所述大线前端连接所述转接器，后端连接电机控制器或电机盒。后端连接电机控制器应用于直接控制器模式，如图2。后端连接电机盒应用于间接控制器模式，如图3。

所述通讯电路和所述大线包括通讯线。所述电机控制器和所述电机盒包括mcu电路。所述转接器通过所述大线与所述电机控制器或所述电机盒按通讯协议双向交换数据。所述电机盒连接电机控制器H，以便把不带总线接口的普通电机控制器纳入本发明的电器总线系统中。

所述电机控制器和所述电机控制器H需要的信号，如转把信号、刹车信号、三档信号，传统上是专用导线传输的。本发明是所述转接器通过通讯总线传过来的。所述通讯线是公用线，可以传输多种信号。相当于一条或两条线代替传统接线模式的多条线。

所述组合转把电路连接组合转把和所述mcu电路，所述mcu电路把从所述组合转把所采集到的信号处理后通过所述通讯线按通讯协议传给所述电机控制器或所述电机盒。传统电动车所述组合转把的信号，如倒车、转把、三档，都是直接专线传给控制器的，需要多条导线。

所述组合开关电路连接组合开关和所述mcu电路，所述mcu电路把从所述组合开关所采集到的信号处理后通过所述通讯线按通讯协议传给所述电机控制器或所述电机盒。传统电动车所述组合开关的信号，如P档、一键修复等，都是直接专线传给控制器的，需要多条导线。本发明还能通过公用通讯线，把远灯开关、近灯开关、左转开关、右转开关等信号，传输所述电机控制器(带灯控电路的)或电机控制器H(带灯控电路的)。

所述话音播报电路包括语音芯片电路和功放电路，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。传统电动车是用四合一喇叭和语音报警器2个部件，有的还要倒车喇叭和防盗报警器来完成的。

所述电子保险电路连接所述mcu电路。所述电子保险电路包括电子开关电路、取样电阻电路、和比较电路。见图19。现在市场上有带内部比较器的mcu芯片，这时所述比较电路属于片内的，这是我们的优选方案。

所述取样电阻电路连接所述比较电路，所述mcu电路连接所述电子开关电路和所述比较电路。所述电子保险电路监控全车或车前电器的电流，如果过流则切断电源，从而保护关联电器。本发明采用电子开关的智能控制，可靠性更高。传统是用保险丝来完成的，由于其工作可靠性问题，不能瞬间断开，常常引起火灾。

所述mcu电路连接所述灯控电路，用于检测控制远灯、近灯、左转灯、右转灯、倒车灯、刹车灯等的开关状态。

所述灯控电路连接所述组合转把电路、所述组合开关电路、所述电子保险电路、和所述仪表显示电路，用于控制和显示电动车车灯的状态，如左转灯、右转灯、夜灯、刹车灯、倒车灯。组合转把部件和组合开关部件上有车灯关联的多个开关按钮。

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mcu电路通过对所述电子开关管的控制来实现闪光功能，用于左转灯、右转灯、双闪灯的控制。见图19。

对于带后灯控制的所述电机控制器或电机盒的应用方案，所述mcu电路把灯控信息通过所述大线按通讯协议传给所述电机盒或带后灯控制的电机控制器。

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。所述仪表显示电路分为内显示模式电路和外显示模式电路。

所述内显示模式电路是所述转接器自带显示功能，包括LED、LCD、或VFD显示器件及其关联的专用芯片电路和驱动电路，所述专用芯片电路连接所述mcu电路。对于显示面板面积受限时，所述转接器用2块电路板叠加结构，其中一块为插线板，另一块为显示板。显示电路参考见图16、图17、图18。此时，所述转接器便成为仪表或组合仪表了；如果所述转接器放置在大灯壳体里，则成为组合大灯了。

所述外显示模式电路包括仪表插座，通过所述仪表插座连接外置仪表。

所述人机交互电路连接所述mcu电路，用于车主对电动车的开关机与防盗的操作。

所述人机交互电路包括蓝牙电路、NFC电路、GSM/GPS电路、电子钥匙电路、遥控防盗电路的单项或多项组合。通常只用其中一种电路即可。但也有多重应用的场合，比如遥控防盗电路和蓝牙电路的组合，平常车主用遥控器开关机，如果遥控器没电则用手机蓝牙来替代，这时就需要2套电路的组合。

所述蓝牙电路包括mcu芯片内部蓝牙模块或外置蓝牙组件、和蓝牙天线。有些外置蓝牙组件集成了蓝牙天线，所述蓝牙电路就更简化了。

所述mcu电路连接所述蓝牙电路，通过所述mcu芯片内部蓝牙模块或所述外置蓝牙组件连接所述蓝牙天线与手机BT-APP交换数据（BT为BlueTooth缩写）。车主通过所述手机BT-APP操作电动车。车主出门只需带手机即可。见图4。

所述NFC电路包括mcu芯片内部NFC模块或外置NFC组件、和NFC天线。有些外置NFC组件集成了NFC天线，所述NFC电路就更简化了。见图5。

所述mcu电路连接所述NFC电路，通过所述mcu芯片内部NFC模块或所述外置NFC组件连接所述NFC天线与RFID卡交换数据，或与绑定RFID卡的手机交换数据，或与手机NFC-APP交换数据。通常用RFID卡开车。现在新型的手机支持RFID卡绑定功能，这时车主可用手机替代RFID卡开车。NFC-APP属于定制的应用于支持NFC功能的手机。目前国内华为和小米多个型号的手机都支持这种NFC功能。

车主用所述RFID卡、绑定RFID卡的手机、或NFC-APP操作电动车。三种方式均可，本发明推荐RFID卡。

所述GSM/GPS电路包括mcu芯片内部GSM/GPS模块或外置GSM/GPS组件、和GSM/GPS天线。有些外置GSM/GPS组件集成了GSM/GPS天线，所述GSM/GPS电路就更简化了。见图6。GSM电路用于手机远距离的无线通讯，借助于移动、联通、中国电信的网络交换数据，通常需要SIM卡。GSM是针对2G网络的，3G4G5G网络有更高标准，但都支持GSM。GPS泛指全球定位系统，包括我国的北斗系统。

所述mcu电路连接所述GSM/GPS电路，通过所述GSM/GPS模块或所述GSM/GPS组件连接所述GSM/GPS天线与手机GSM/GPS-APP交换数据。车主通过所述手机GSM/GPS-APP操作电动车。可以远程遥控操作。

所述电子钥匙电路包括两芯插座或三芯插座。所述mcu电路连接所述电子钥匙电路，并通过所述两芯插座或所述三芯插座，分别连接车主的有源电子钥匙或无源电子钥匙。车主通过所述有源电子钥匙或所述无源电子钥匙操作电动车。为了进一步省电，针对有源电子钥匙的应用，所述电子钥匙电路还包括自闭电路。电路参见中国专利2019213344299。如果忽略省电功能，则无需所述自闭电路。

所述遥控防盗电路包括射频接收专用芯片和RF天线。所述RF天线包括内置PCB天线或外接天线。在遥控距离只要求10~50米以内的应用，则选所述内置PCB天线。所述mcu电路连接所述遥控防盗电路，用于接收遥控防盗器的编码信号。车主用所述遥控防盗器操作电动车。这是目前行业最常用的模式。

一种手机APP：所述手机APP用于无线连接所述转接器而完成对电动车的监控。

所述监控包括开关机操作和防盗设置，高端电动车还包括电动车参数显示、位置显示、行驶路径显示、行驶区域设置的单项或多项组合。所述开关机操作和所述防盗设置是所述手机APP的基础功能。所述电动车参数显示、所述位置显示、所述行驶路径显示、所述行驶区域设置是所述手机APP的备选功能，可以选1项，也可以选多项。所述位置显示、所述行驶路径显示、所述行驶区域设置只针对于所述GSM/GPS-APP。

所述手机APP分为BT-APP、NFC-APP、GSM/GPS-APP三种类型，分别与所述蓝牙电路、所述NFC电路、所述GSM/GPS电路三种电路类型的所述转接器配套使用。

所述手机APP的监控还可以包括软硬起步强度设置、软硬起步切换、额定电压切换、欠压调整、限流调整、限速设置、防溜坡强度设置、反充电幅度设置、刹车力度设置、驻车力度设置、防盗报警灵敏度设置、和弦语音模式设置、P挡开关设置、巡航开关设置、一键修复故障行车模式设置的单项或多项组合，以及电动车系统内部其它项目的设置。可以选1项，也可以选多项。比如某款休闲三轮车卖给老太太骑行，为了确保安全，儿女希望限速10迈，本发明能做到。但传统电动车做不到，因为没有哪个电动车厂出厂时把车速设定的那么低，出厂后又不能改。

所述手机APP的监控还可以包括跟所述转接器、所述电机控制器、所述电机盒相关的其它设置，因为所述转接器、所述电机控制器或所述电机盒和手机是连网的。

一种电机盒：所述电机盒通过所述大线连接所述转接器，再连接所述电机控制器H。通过这种结构，目的是方便客户在可以保持原有电机控制器厂家和方案不变的情况下，使用本发明以所述转接器为核心的电动车电器网络控制系统。

所述电机盒包括mcu电路、通讯电路、电机控制器电路。见图7。

所述mcu电路包括mcu芯片，并连接所述通讯电路和所述电机控制器电路。

所述通讯电路包括通讯线，并连接所述大线。

所述电机控制器电路包括所述电机控制器H关联信号处理电路，并连接所述电机控制器H。

所述电机控制器H所需要输入的信号是所述mcu电路把从所述转接器传来的数据处理后经过所述电机控制器电路传过来的。

所述输入的信号包括转把信号(包括加速踏板)和刹车信号，有的车型还包括锁线、倒车、三档、巡航、P挡、防盗锁电机、一键修复、软硬起步、额定电压切换、电机学习的单项或多项组合信号。其中所述转把信号和所述刹车信号是必须的，其余的可以选一项或多项，根据需求而定。

所述电机控制器H所需要输出的信号，经过所述电机控制器电路传给所述mcu电路，再经过所述大线传给所述转接器的。

所述输出信号包括一线通（通讯）或/和速度显示信号。所述一线通是按通讯协议输出内部参数，通常以占空比判断BIT位的0/1数据。所述速度显示为速度的模拟输出，通常接电机相线。

有的车型需要DCDC转换器，这时，所述电机盒还包括转换器电路，再连接所述DCDC转换器。所述DCDC转换器通常输出12V电源给全车仪表与灯控系统，大型电动车用的，此时所述大线的电源线电压为12V。为了节省成本，现在大多数电动车直接使用蓄电池作系统电源，此时所述DCDC转换器就不需要了，所述大线的电源线电压为48V/60V/72V(其中之一)。

有的车型需要用通讯线来代替电门锁出线来开关所述电机控制器H内部工作电源(如15V、5V), 这时，所述电机盒包含通讯跟随开关电路。传统电机控制器H内部工作电源是车主电门锁开启时才工作的，此时所述通讯跟随开关电路可以不要。通讯线来代替电门锁出线为的是节省1条导线和电门锁，节省成本而已。

所述通讯跟随开关电路连接通讯线和电源电路。参考中国专利201822156710X。

所述电机盒包括后灯控制电路，用于车后灯的开关。如果车后灯由所述转接器集中控制，则所述后灯控制电路就不要了。

所述后灯控制电路包括电子开关电路、取样电阻电路、比较电路（含mcu芯片内部比较器模块）。

所述电子开关电路包括电子开关管，并连接车后灯。所述mcu电路连接所述电子开关电路，并通过所述电子开关电路控制车后灯的通断。

所述取样电阻电路包括取样电阻，用于检测车后灯的电流。所述比较电路包括比较器或运算放大器。所述取样电阻电路连接所述电子开关电路、和所述比较电路。

所述mcu电路连接所述比较电路，通过检测所述比较电路的输出来监控车后灯的电流，一旦超过额定值，则关闭所述电子开关管，实现限流保护或短路保护。

所述后灯控电路包括共地模式或共阳模式，二者选其一。

所述共地模式是所有车后灯的负极共同接负极线，所述电子开关电路连接车后灯的正极，所述取样电阻电路连接正极线。目前行业的车灯大多为共地模式。见图10。

所述共阳模式是所有车后灯的正极共同接正极线，所述电子开关电路连接车后灯的负极，取样电阻电路连接负极线。所述共阳模式更具性能和成本优势，为本发明的优选方案。见图11。

所述电子开关电路和所述取样电阻电路上下位置可以交换同样可实现限流保护或短路保护，但必须多路取样电阻和多路比较器，不能以此使用来恶意规避本发明的保护。

一种电机控制器：所述电机控制器通过所述大线、或所述大线和所述电机盒连接所述转接器，分别对应直接控制器总线模式见图2、间接总线控制器模式见图3。

所述电机控制器包括mcu电路、电机控制电路。所述mcu电路连接所述电机控制电路。所述电机控制电路包括三相桥臂电机驱动电路、三相桥臂电子开关管电路、电机转子位置传感器电路、取样电阻电路、比较器电路、和运算放大器电路。这是传统控制器现有的功能电路。

本发明中，所述电机控制器分为直接控制器、间接控制器2个类型。所述间接控制器即上述间接控制器H。

所述直接控制器连接所述大线。所述直接控制器包括mcu电路和通讯电路。所述通讯电路包括通讯线。所述直接控制器通过所述大线与所述转接器按通讯协议双向交换数据。所述直接控制器所需要输入的控制信号是所述转接器采集并处理后通过所述大线按通讯协议传过来的。所述直接控制器需要输出的内部参数和故障信息，经过所述大线按通讯协议传给所述转接器。所述直接控制器最简单的一种外接线模式是除了电机5条位置传感器引线和3条相线、正负电源线外，只有1条通讯线。

对于带车后灯控制的所述直接控制器，所述直接控制器还包括车后灯控制电路，所述车后灯控制电路连接车后灯。所述车后灯控制电路包括电子开关管。所述mcu电路连接所述车后灯控制电路。车后灯的开关指令是所述转接器采集并处理后通过所述大线按通讯协议传来的。所述车后灯控制电路参考上述电机盒的所述后灯控制电路，见图10、图11。如果无需对车后灯的控制功能，则不要所述车后灯控制电路。

所述间接控制器所需要输入的控制信号是所述转接器采集并处理后通过所述大线按通讯协议传给所述电机盒，再由所述电机盒处理后传来的。所述间接控制器需要输出的内部参数和故障信息，是经过所述电机盒处理后，经过所述大线按通讯协议传给所述转接器的。

一种大线：所述大线一端连接于所述转接器，另一端连接于所述电机控制器或所述电机盒。

所述大线包括通讯线。通讯线的导线数量与通讯模式有关，CAN、I2C、RS485需要2条线，最简单的是双向半双工通讯，如LIN，只要1条线。

所述大线种类中最简化的一种是只有电源线、地线、和通讯线共3条线，如果负极搭铁时只有电源线和通讯线共2条线。

所述电源线指蓄电池正极线或DC-DC转换器正极线。

所述大线的两端分别可以只用1个插头。针对所述转接器集中控制车后灯的应用，所述大线还包括非通讯线，如刹车线、夜灯线、左右转向灯线、倒车线。

所述大线里的导线在所述仪表附近没有分叉线头，生产时无需合线工序。

一种车后灯：所述车后灯连接于所述的转接器通过所述大线连接的电机盒。

所述车后灯包括灯体、插线和插头。所述插线连接所述灯体和所述插头。所述插头连接所述电机盒。

所述灯体包括后灯组件。所述后灯组件包含夜灯、左右转向灯、和刹车灯，有的还包括倒车灯和/或雾灯。所述后灯组件的地线或电源线共用，这样引线最少。所述后灯组件的出线一起插接到所述插头里。

所述车后灯的类型分为共阳模式、共地模式。

所述共阳模式是所述后灯组件的正极出线均连接于1条正极线，见图14、15。

所述共地模式是所述后灯组件的负极出线均连接于1条负极线，见图12、13。

所述车后灯还有一体灯和分体灯区别。前者左右转向在1个灯体里，应用于二轮车，见图9；后者左右转向分在2个灯体里，应用于三轮和四轮车，见图8。

一种电动车：所述电动车安装了所述转接器，或所述电机盒，或所述电机控制器，或所述大线，或所述车后灯，或应用所述手机APP来操作电动车。

本发明的效果：应用总线技术替换传统专线方式，而且转接器集成了传统电动车的多个电器部件，大大减少插头线头及导线数量。增加话音播报电路，电动车的任何故障和操作方面的信息都可以用话音的方式播放出来，高度智能化，车主和经销商能迅速查明并排除故障。增加电子保险功能防止火灾。引入电机盒的转换，使得本总线系统能适应各种电机控制器，不改变客户已有的电机控制器的配套体系，大大增加本总线系统的应用范围。而且电机盒增加后灯控制器电路，进一步节省了从车头到车尾的多条导线。转接器增加蓝牙电路、NFC电路、GSM/GPS电路，提升电动车技术层次和网络化应用，同时提供电动车用户或销售商自己通过手机APP定制电动车的特性。全面提升电动车性能。

附图说明

图1：转接器电路；

图2：直接控制器总线模式；

图3：间接控制器总线模式；

图4：蓝牙电路；

图5：NFC电路；

图6：GSM/GPS电路；

图7：电机盒电路；

图8：三轮车四轮车后灯电路；

图9：二轮车后灯电路；

图10：共地模式后灯控制电路；

图11：共阳模式后灯控制电路；

图12：共地一体灯；

图13：共地分体灯；

图14：共阳一体灯；

图15：共阳分体灯；

图16：一种LED显示电路；

图17：一种LCD显示电路；

图18：一种VFD显示电路；

图19：一种闪光电路；

图20：共地模式电子保险电路。

具体实施方式

图1为转接器电路。mcu芯片选CY系列。插座选择单排XBH2.54或双排5569。通讯选择LIN通讯协议或半双工UART。人机交互电路选无线遥控和蓝牙组合。仪表显示电路选外显示模式，用插座外接，因为适应性强，各个车型均能安装。

话音播报电路包括语音芯片，它是话音播报电路的核心。它首先把电动车所要的所有语音按语音段的方式分段存储起来。如果想要发出某段声音，就把其段号通过通讯口发过来，语音芯片2就播放相应的声音。比方说“请注意安全”的语音数据存到语音芯片的第一段，当收到序号为1的指令后，语音芯片就会发出“请注意安全”这段话。如果总的有50段语音，就必须把这50段的语音数据首先存储到语音芯片2里。这个存储过程，一般是由语音芯片的供应商完成的，是在购买以前根据要求就做好的，也可以自己用烧写器把语音数据下载进去。

语音芯片的选型，与所要存储的语音数据多少和音质的要求来确定，还要考虑工作温度范围。语音数据多，要求的音质高，就需要选用大容量的语音芯片。相反，选用小容量的芯片就可以了。音质的要求，决定了采用多大的语音采样率，也就决定了需要多大的容量。8K、16K、32K的采样率比较常见。目前市场上有很多语音芯片都能实现，大多是中国台湾生产的，通常040、060、080规格的语音芯片就可以了。040的意思是40秒语音的存储空间，060、080以此类推。

对于自带语音存储功能的mcu，mcu和语音芯片就合在一起了。他们是封装在一个芯片里的。这时mcu和语音芯片之间就属于内部通讯，不需要外部通讯协议了。

功放电路就是把语音芯片输出的微弱语音信号，放大到一定的功率，以便驱动扬声器发出声音。要求的声音越大，功率的放大倍数就越大。功放电路的结构与语音芯片输出的形式和扬声器的规格有关。通常来讲，芯片的语音输出有DAC、PWM两种形式，声音的播放器件有蜂鸣片和动圈喇叭，这就造成功放电路的多种形式。有的可用普通的分立器件组合电路，小功率可以直接用三极管电路。有的可以用专用的功放芯片，小功率可选用LM386。

图2为直接控制器总线模式。电源模式直接使用蓄电池，DCDC转换器就不要了。电机控制器选带后灯控制电路的，这样大线最简单。图中虚连线表示可选项。

图3为间接控制器总线模式。电源模式直接使用蓄电池，DCDC转换器就不要了。电机盒选带后灯控制电路的，这样大线最简单。电机盒直插电机控制器H。电机盒包括3种插头，大线、电机、后灯。插座选5569弯的，插线从侧面出，壳体可以很薄。图中虚连线表示可选项。

图4为蓝牙电路。其中外置蓝牙组件到专业网站购买，型号很多。本发明优选内部带蓝牙模块的mcu芯片，如RLT8762。

图5为NFC电路。其中外置NFC组件到专业网站购买，型号很多。本发明优选内部带蓝牙NFC模块的mcu芯片，如PN532。

图6为GSM/GPS电路。优选外置GSM/GPS组件，到专业网站购买。自己研发的话，因为专业型太强，研发周期很长。

图7为电机盒电路。图中虚连线表示可选项。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。

通讯电路包括大线插头，并连接大线。

本发明可供选择的通讯模式有：uart、lin、can、i2c、485、gpio模拟通讯等，其它的通讯方式成本比较高一般很少选用。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），电机盒为重模块（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。

电机控制器电路包括电机控制器H关联信号处理电路。

电机控制器H的输入信号包括转把信号(包括加速踏板)和刹车信号，有的车型还包括锁线、倒车、三档、巡航、P挡、防盗锁电机、一键修复、软硬起步、额定电压切换、电机学习的单项或多项组合信号。其中三档、巡航、P挡、防盗锁电机、一键修复、软硬起步、额定电压切换、电机学习，直接由mcu芯片的输出引脚完成，软件编程即可。锁线、倒车、刹车需要mcu输出连接驱动电路才能完成，需要电子开关管，因为其输出电压范围在0V--12V48V/60V/72V之间。转把信号(包括加速踏板)需要DAC转换、PWM模块输出滤波、或GPO管脚的PWM输出滤波。

电机控制器H的输出信号包括一线通（通讯出口）或/和速度显示信号。一线通连接单片机的输入引脚，mcu芯片通过对该信号高低电平的计时判断BIT位数据，通常需要内部计时器配合。速度显示信号通过分压滤波后连接mcu芯片的ADC输入脚，由ADC模块完成。

后灯控制电路见图10、11。

通讯跟随开关电路见中国专利201822156710X。

图8为三轮车四轮车后灯电路。后灯左右各1个，分别含转向灯（左或右）、夜灯、刹车灯、倒车灯。

图9为二轮车后灯电路。为一体车灯，含转向灯（左和右）、夜灯、刹车灯。

图10为共地模式后灯控制电路。mcu芯片选含内部比较器的，CY系列单片机。选1个取样电阻，集中保护，中断程序完成。每个后灯单独1个电子开关管，由mcu芯片多个GPO控制。

图11为共阳模式后灯控制电路。mcu芯片选含内部比较器的，CY系列单片机。选1个取样电阻，集中保护，中断程序完成。每个后灯单独1个电子开关管，由mcu芯片多个GPO控制。

图12为共地一体尾灯。所有灯的负极集中连接。

图13为共地分体尾灯。所有灯的负极集中连接。

图14为共阳一体尾灯。所有灯的正极集中连接。

图15为共阳分体尾灯。所有灯的正极集中连接。

图16为一种LED显示电路。用专用LED驱动芯片完成。如AIP1820。mcu电路通过SCL、SDA传给LED驱动芯片电路发送显示的数据，LED驱动芯片电路控制LED阵列而显示电动车相关参数。

图17为一种LCD显示电路。用专用LCD驱动芯片完成。如HT1621。mcu电路通过CS、WR、DATA传给LCD驱动芯片发送显示的数据，LCD驱动芯片控制LCD屏而显示电动车相关参数。

图18为一种VFD显示电路。用专用VFD驱动芯片完成。如AD16311。mcu电路通过Dout、CLK、STB传给VFD驱动芯片发送显示的数据，VFD驱动芯片控制VFD屏而显示电动车相关参数。

图19为一种闪光电路。电子开关电路包含电子开关管，mcu通过对电子开关管的控制实现车灯的闪灯。车灯包括左右转向灯、刹车灯、倒车灯。其中刹车灯和倒车灯的闪烁属于本发明的亮点，行业内称为爆闪。这有利于提高行车的安全。mcu电路对车灯开关电路的连接是为了检测车灯的开关状态。

图20为一种电子保险电路。电子开关电路包含电子开关管，mcu通过对电子开关管的控制实现电器负载开关。取样电阻电路和比较电路是为了车灯的限流或短路保护，即电子保险，取代传统保险盒，防止火灾。mcu电路对电器开关电路的连接是为了检测关联电器的开关状态。

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)

1.一种转接器，其特征在于：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，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、电子保险电路、灯控电路、仪表显示电路、和人机交互电路；所述功能电路的所述7个子电路均连接所述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，或通过转接线连接所述车前电器；所述转接线一端焊接在所述转接器PCB电路板上，另一端连接防水插头；所述转接线PCB接线端口与所述单排插座或/和双排插座的插孔对应；所述车前电器的出线均连接到单一插头里，分别插到所述转接器上各自专用的所述单排插座或/和双排插座，或者分别插到所述各自专用的所述转接线的防水插头；

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；所述大线前端连接所述转接器，后端连接电机控制器或电机盒；所述通讯电路和所述大线包括通讯线；所述电机控制器和所述电机盒包括mcu电路；所述转接器通过所述大线与所述电机控制器或所述电机盒按通讯协议双向交换数据；所述电机盒连接电机控制器H；

所述组合转把电路连接组合转把和所述mcu电路，所述mcu电路把从所述组合转把所采集到的信号处理后通过所述通讯线按通讯协议传给所述电机控制器或所述电机盒；

所述组合开关电路连接组合开关和所述mcu电路，所述mcu电路把从所述组合开关所采集到的信号处理后通过所述通讯线按通讯协议传给所述电机控制器或所述电机盒；

所述话音播报电路包括语音芯片电路和功放电路，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；

所述电子保险电路连接所述mcu电路；所述电子保险电路包括电子开关电路、取样电阻电路、和比较电路；所述取样电阻电路连接所述比较电路，所述mcu电路连接所述电子开关电路和所述比较电路；所述电子保险电路监控全车或车前电器的电流，如果过流则切断电源，从而保护关联电器；

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、所述电子保险电路、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；对于带后灯控制的所述电机控制器或电机盒的应用方案，所述mcu电路把灯控信息通过所述大线按通讯协议传给所述电机盒或带后灯控制的电机控制器；

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；所述仪表显示电路分为内显示模式电路和外显示模式电路；所述内显示模式电路是所述转接器自带显示功能，包括LED、LCD、或VFD显示器件及其关联的专用芯片电路和驱动电路，所述专用芯片电路连接所述mcu电路；所述外显示模式电路包括仪表插座，通过所述仪表插座连接外置仪表；

所述人机交互电路连接所述mcu电路，用于车主对电动车的开关机与防盗的操作。

2.根据权利要求1所述的一种转接器，其特征在于：所述人机交互电路包括蓝牙电路、NFC电路、GSM/GPS电路、电子钥匙电路、遥控防盗电路的单项或多项组合；

所述蓝牙电路包括mcu芯片内部蓝牙模块或外置蓝牙组件、和蓝牙天线；所述mcu电路连接所述蓝牙电路，通过所述mcu芯片内部蓝牙模块或所述外置蓝牙组件连接所述蓝牙天线与手机BT-APP交换数据；车主通过所述手机BT-APP操作电动车；

所述NFC电路包括mcu芯片内部NFC模块或外置NFC组件、和NFC天线；所述mcu电路连接所述NFC电路，通过所述mcu芯片内部NFC模块或所述外置NFC组件连接所述NFC天线与RFID卡交换数据，或与绑定RFID卡的手机交换数据，或与手机NFC-APP交换数据；车主用所述RFID卡、绑定RFID卡的手机、或NFC-APP操作电动车；

所述GSM/GPS电路包括mcu芯片内部GSM/GPS模块或外置GSM/GPS组件、和GSM/GPS天线；所述mcu电路连接所述GSM/GPS电路，通过所述GSM/GPS模块或所述GSM/GPS组件连接所述GSM/GPS天线与手机GSM/GPS-APP交换数据；车主通过所述手机GSM/GPS-APP操作电动车；

所述电子钥匙电路包括两芯插座或三芯插座；所述mcu电路连接所述电子钥匙电路，并通过所述两芯插座或所述三芯插座，分别连接车主的有源电子钥匙或无源电子钥匙；车主通过所述有源电子钥匙或所述无源电子钥匙操作电动车；为了进一步省电，针对有源电子钥匙的应用，所述电子钥匙电路还包括自闭电路；

所述遥控防盗电路包括射频接收专用芯片和RF天线；所述RF天线包括内置PCB天线或外接天线；在遥控距离只要求10~50米以内的应用，则选所述内置PCB天线；所述mcu电路连接所述遥控防盗电路，用于接收遥控防盗器的编码信号；车主用所述遥控防盗器操作电动车。

3.一种手机APP，其特征在于：所述手机APP用于无线连接权利要求1或2所述的转接器而完成对电动车的监控；所述监控包括开关机操作和防盗设置，高端电动车还包括电动车参数显示、位置显示、行驶路径显示、行驶区域设置的单项或多项组合；所述手机APP分为BT-APP、NFC-APP、GSM/GPS-APP三种类型，分别与所述蓝牙电路、所述NFC电路、所述GSM/GPS电路三种电路类型的所述转接器配套使用。

4.根据权利要求3所述的一种手机APP，其特征在于：所述手机APP的监控包括软硬起步强度设置、软硬起步切换、额定电压切换、欠压调整、限流调整、限速设置、防溜坡强度设置、反充电幅度设置、刹车力度设置、驻车力度设置、防盗报警灵敏度设置、和弦语音模式设置、P挡开关设置、巡航开关设置、一键修复故障行车模式设置的单项或多项组合。

5.一种电机盒, 其特征在于：所述电机盒通过所述大线连接权利要1或2所述的转接器，再连接所述电机控制器H；所述电机盒包括mcu电路、通讯电路、电机控制器电路；

所述mcu电路包括mcu芯片，并连接所述通讯电路和所述电机控制器电路；

所述通讯电路包括通讯线，并连接所述大线；

所述电机控制器电路包括所述电机控制器H关联信号处理电路，并连接所述电机控制器H；

所述电机控制器H所需要输入的信号是所述mcu电路把从所述转接器传来的数据处理后经过所述电机控制器电路传过来的；所述输入的信号包括转把信号和刹车信号，有的车型还包括锁线、倒车、三档、巡航、P挡、防盗锁电机、一键修复、软硬起步、额定电压切换、电机学习的单项或多项组合信号；

所述电机控制器H所需要输出的信号，经过所述电机控制器电路传给所述mcu电路，再经过所述大线传给所述转接器的；所述输出信号包括一线通或/和速度显示信号；

有的车型需要DCDC转换器，这时，所述电机盒还包括转换器电路，再连接所述DCDC转换器；

有的车型需要用通讯线来代替电门锁出线来开关所述电机控制器H内部工作电源, 这时，所述电机盒包含通讯跟随开关电路；所述通讯跟随开关电路连接通讯线和电源电路。

6.根据权利要求5所述的一种电机盒，其特征在于：所述电机盒包括后灯控制电路，用于车后灯的开关；所述后灯控制电路包括电子开关电路、取样电阻电路、比较电路；

所述电子开关电路包括电子开关管，并连接车后灯；所述mcu电路连接所述电子开关电路，并通过所述电子开关电路控制车后灯的通断；

所述取样电阻电路包括取样电阻，用于检测车后灯的电流；所述比较电路包括比较器或运算放大器；所述取样电阻电路连接所述电子开关电路、和所述比较电路；

所述mcu电路连接所述比较电路，通过检测所述比较电路的输出来监控车后灯的电流，一旦超过额定值，则关闭所述电子开关管，实现限流保护或短路保护；

所述后灯控电路包括共地模式或共阳模式；所述共地模式是所有车后灯的负极共同接负极线，所述电子开关电路连接车后灯的正极，所述取样电阻电路连接正极线；所述共阳模式是所有车后灯的正极共同接正极线，所述电子开关电路连接车后灯的负极，取样电阻电路连接负极线。

7.一种电机控制器，其特征在于：所述电机控制器通过所述大线、或所述大线和所述电机盒连接权利要求1或2所述的转接器；所述电机控制器包括mcu电路、电机控制电路；所述mcu电路连接所述电机控制电路；所述电机控制电路包括三相桥臂电机驱动电路、三相桥臂电子开关管电路、电机转子位置传感器电路、取样电阻电路、比较器电路、和运算放大器电路；所述电机控制器分为直接控制器、间接控制器2个类型；

所述直接控制器连接所述大线；所述直接控制器包括mcu电路和通讯电路；所述通讯电路包括通讯线；所述直接控制器通过所述大线与所述转接器按通讯协议双向交换数据；所述直接控制器所需要输入的控制信号是所述转接器采集并处理后通过所述大线按通讯协议传过来的；所述直接控制器需要输出的内部参数和故障信息，经过所述大线按通讯协议传给所述转接器；所述直接控制器最简单的一种外接线模式是除了5条电机位置传感器引线和3条相线、正负电源线外，只有1条通讯线；

对于带车后灯控制的所述直接控制器，所述直接控制器还包括车后灯控制电路，所述车后灯控制电路连接车后灯；所述车后灯控制电路包括电子开关管；所述mcu电路连接所述车后灯控制电路；车后灯的开关指令是所述转接器采集并处理后通过所述大线按通讯协议传来的；

所述间接控制器所需要输入的控制信号是所述转接器采集并处理后通过所述大线按通讯协议传给所述电机盒，再由所述电机盒处理后传来的；所述间接控制器需要输出的内部参数和故障信息，是经过所述电机盒处理后，经过所述大线按通讯协议传给所述转接器的。

8.一种大线，其特征在于：所述大线一端连接于权利要求1或2所述的转接器，另一端连接于所述电机控制器或所述电机盒；所述大线包括通讯线；所述大线种类中最简化的一种是只有电源线、地线、和通讯线共3条线，如果负极搭铁时只有电源线和通讯线共2条线；所述电源线指蓄电池正极线或DC-DC转换器正极线；针对所述转接器集中控制车后灯的应用，所述大线包括非通讯线。

9.一种车后灯，其特征在于：所述车后灯连接于与权利要求1或2所述的转接器通过所述大线连接的电机盒；

所述车后灯包括灯体、插线和插头；所述插线连接所述灯体和所述插头；所述插头连接所述电机盒；

所述灯体包括后灯组件；所述后灯组件包含夜灯、左右转向灯、和刹车灯，有的还包括倒车灯和/或雾灯；所述后灯组件的地线或电源线共用；所述后灯组件的出线一起插接到所述插头里；

所述车后灯的类型分为共阳模式、共地模式；所述共阳模式是所述后灯组件的正极出线均连接于1条正极线，所述共地模式是所述后灯组件的负极出线均连接于1条负极线。

10.一种电动车，其特征在于：所述电动车安装了权利要求1或2所述的一种转接器，或权利要求5或6所述的一种电机盒，或权利要求7所述的一种电机控制器，或权利要求8所述的一种大线，或权利要求9所述的一种车后灯，或应用权利要求3或4所述的一种手机APP来操作电动车。