CN201457083U - 电动车数字仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车数字仪表，包括透明面盖(1)、仪表面板(2)、分光板(3)、PCB板(11)、底座(14)，其单片机(7)控制一个具有同心双驱动轴的步进电机(4)，带动两个指针(6)(5)分别指示车速与蓄电池组当前电压值，电池管理模块(26)用于监测蓄电池电流/电压并反馈给单片机，当蓄电池组电压不足或过热时，蓄电池指示灯将闪烁提示，仪表面板(2)上的刻度盘可适用四种不同蓄电池电压规格，与现有同类产品相比，本实用新型具有指示精度高、刻度分度均匀、寿命长、体积小等优点，是一种集车速显示、子里程/总里程记录和电池管理功能为一体的多功能仪表，可广泛应用于使用蓄电池和直流电动机为动力的各类电动车。

Description

电动车数字仪表

技术领域

本实用新型涉及一种电动车数字仪表，适用于各类使用蓄电池和直流电动机为动力的电动二轮车、三轮车和四轮车。

背景技术

当前，全球面临着能源短缺的危机，而且大气污染也是亟待解决的难题。这两大问题直接威胁着传统交通工具——汽车的可持续发展。电动车作为一种清洁、无污染、零排放的绿色交通工具已经得到了广泛的认同，在一些大中型城市轻便的代步工具电动单车已经得到普及，此外比赛场馆使用的场地电动车、治安巡逻用的警用电动车、高尔夫电动车、观光电动车等均得到广泛应用，在可以预见的将来，电动车有着更为广阔的发展前景。随着电动车的强势发展，作为电动车标准配件之一的电动车仪表也日益受到人们的关注，它在电动车整车体系中的作用变得越来越重要。电动车仪表主要用于指示电动车车速和蓄电池电压两项关键信息，驾驶员凭借仪表指示的信息做出判断，因此，电动车仪表的好坏关系到电动车的实用性以及安全性。

目前，电动车仪表以模拟指针式仪表为主，主要分为线圈连同指针一起转动的动圈式机心和永磁钢连同指针一起转动的动磁式机心两类磁电式指针仪表。模拟指针式仪表虽然符合人们的观察习惯并且提升了仪表的动态观测性能，但是仍然存在信息显示分散、仪表体积偏大、使用寿命短等诸多问题，这些问题是与生俱来的。首先，这类仪表由游丝、线包、磁屏蔽罩和机械零件构成，在汽车颠簸振动行驶的条件下，极细的油丝非常容易折断，其故障率很高；其二，由于模拟指针式仪表的指针位置是由合成磁场确定的，其线性差的问题特别难以解决，故刻度表盘常采用低速区和高速区不均匀分度方法加以调偏纠正，结果会导致高速区和低速区指示分辨率下降；其三，传统的汽车仪表在低速区的基本误差相当大，导致在低速区的精度很差；其四，功能单一化、缺乏数据修正和补偿功能亦是目前传统电动车仪表亟待改进的弱项，仅能被动显示信息的电动车仪表已经满足不了电动车智能化的发展需求。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种外型小巧美观、显示信息集中、经久耐用、具备多种功能的电动车数字仪表，该仪表技术方案如下：

其一，本实用新型包括透明面盖(1)、仪表面板(2)、分光板(3)、PCB板(11)、底座(14)，采用了仪表用同心双轴步进电机作为指针驱动部件，以取代原有的动圈式指针表头或动磁式指针表头。由于仪表用双轴步进电机是一种全数字化器件，可以将数字量直接转换为电机转动的步进角，无累积误差，又摈弃了动磁/动圈式指针表头内部的游丝等阻尼部件，因此从根本上克服了磁电表头寿命短、指示精度低的缺点。

其二，本实用新型使用的双轴步进电机具有同心的内外驱动轴，因此能同时驱动两个指针，将两个观测的物理量集中在一个面板盘中显示，减少传动机构，在降低故障率的同时也减小了电动车仪表尺寸.本实用新型使用的步进电机的驱动轴(15)用于带动指示车速的长指针(6)，另一根驱动轴(16)用于带动指示蓄电池电压的短指针(5)，车速和蓄电池电压两个观测量被集中在同一个仪表面板中显示.

其三，本实用新型将电池管理模块集成到仪表中，在指示车速、电压的同时还可以监测蓄电池组的实时的充放电工作电压和工作电流，当蓄电池组放电电压低于最低放电规定值或者蓄电池组工作温度异常时，蓄电池电压指示灯(23)闪烁报警或通过语言电路发出语音提示，从而大大方便了驾驶者。

其四，本实用新型为了适应不同规格的电动车，仪表面板(2)可选择粘贴四种不同的仪表刻度板，以适应不同车型采用不同的蓄电池电压。其中，仪表指针刻度板一(图5)的蓄电池电压刻度量程为0V～48V，仪表指针刻度板二(图6)的蓄电池电压刻度量程为0V～72V，仪表指针刻度板三(图7)的蓄电池电压刻度量程为0V～100V，仪表指针刻度板四(图8)的蓄电池电压刻度量程为0V～144V，四种刻度面板均采用如下的规则排列刻度，外圈是车速刻度(18)，内圈是蓄电池电压刻度(17)，而且所有的刻度分度均匀。

其五，本实用新型在结构上设计了一个小巧别致的卡通仪表外形，仪表面板的结构正面为一个大半圆，大半圆的左上角与右上角有对称的凸起圆弧，其左上角凸起圆弧部分的中心处安排有左转向指示标志(21)，其右上角凸起圆弧部分中心处安排有右转向指示标志(24)，在左转向指示标志(21)和右转向指示标志(25)之间的弧线上，分别从左至右排列有远光指示标志(22)、蓄电池电压指示标志(23)、雾灯指示标志(24)，并在刻度的缺口处安排一个LCD屏观察窗口(19)，其LCD的上半部数字指示子里程，下半部数字指示总里程，整个指示仪表外形上类似一个卡通“熊头”造型。

附图说明

图1是本实用新型仪表部分正向爆炸图；

图2是本实用新型仪表部分反向爆炸图；

图3是本实用新型仪表部分PCB板正面的示意图；

图4是本实用新型仪表部分PCB板反面的示意图；

图5是本实用新型仪表指针刻度板一(0～48V)的示意图；

图6是本实用新型仪表指针刻度板二(0～72V)的示意图；

图7是本实用新型仪表指针刻度板三(0～100V)的示意图；

图8是本实用新型仪表指针刻度板四(0～144V)的示意图；

图9是本实用的电原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1和图2为本实用新型电动车仪表的内部结构爆炸图，仪表主要组成依次为透明面盖(1)、仪表面板(2)、分光板(3)、PCB板(11)、底座(14).其中，透明有机玻璃面盖(1)是仪表的上盖，位于仪表的最上端，而仪表面板(2)位于透明面盖(1)的下方，该面板上可根据不同的电动车型和蓄电池的电压选择粘贴仪表刻度板一至四，因此，仪表面板(2)根据不同的车型和蓄电池电压有四种不同的面板刻度形式.分光板(3)顾名思义，它的作用是使PCB板上的五个背光照明发光二极管(13)所发出的光能够均匀的透过仪表面板(2)上的刻度，从而获得清晰的夜间视觉效果.

PCB板(11)的正、反向结构参见图3和图4。PCB板(11)上安装有双轴步进电机(4)，核心控制单片机(7)、液晶驱动芯片(8)、液晶显示屏(9)、五个背光照明发光二极管(13)、仪表专用插座(10)等部件，其中，双轴步进电机(4)位于PCB板(11)的中央位置，步进电机(4)的两个输出轴(15)和(16)从PCB板(11)中央穿出，通过仪表面板(2)，从而可以外接两个指针(5)(6)，五个背光照明发光二极管(13)围绕在电机驱动轴周围，呈大半圆形，沿着PCB板顶端边缘弧线列有五个信号指示发光二极管(12)，这些发光二极管用于点亮仪表面板(2)上的五个信号标志，分别是左转向标志(21)、远光灯标志(22)、蓄电池电压指示标志(23)、雾灯标志(24)、右转向标志(25)，仪表专用插座(10)则安装在PCB板(11)的另一面，它是仪表与外界通信的物理端口，仪表通过该接口接收车速传感器信号、温度传感器信号和其它开关信息。

图10是本实用新型的电原理框图，单片机(7)为核心控制器，车速传感器、温度传感器、开关信号通过仪表专用插座(10)进入信号调理电路后，再送到单片机(7)的I/O端口，单片机根据采样结果并计算后，控制步进电机驱动电路从而推动步进电机(4)输出轴以微步距转动，步进电机(4)的两个输出转动轴(15)(16)上各套有一个指针(6)(5)，其中，驱动轴(15)带动指示车速的长指针(6)，驱动轴(16)用于带动指示蓄电池电压的短指针(5)。此外，单片机(7)控制液晶驱动芯片(8)，通过该芯片进而点亮液晶显示屏(9)，驾驶员可直接通过液晶显示窗(19)观察到PCB板上的液晶显示器(9)，从而了解子里程与总里程信息，液晶显示屏分上下两行数字，其中上排数字显示的是子里程，下排数字显示的是总里程，薄膜按钮(20)用于清零子里程数据。蓄电池管理模块(26)主要负责采集蓄电池电压信号，并通过电流传感器获取电流信息，当蓄电池电量不足或出现过热异常时，蓄电池管理模块(26)通过通信接口及时向单片机(7)发出信号，蓄电池电压不足发光二极管指示灯在单片机(7)的控制下开始闪烁，同时语音电路发出相关的语音提示。

本实用新型根据不同电动车使用的工作电压，仪表面板(2)上可以选择粘贴四种不同蓄电池电压指示量程的刻度面板之一，以适应不同的电动车型或蓄电池配置。图5的工作电压刻度量程为0～48V，图6的工作电压刻度量程为0～72V，图7的工作电压刻度量程为0～100V，图8的工作电压刻度量程为0～144V(为了展示刻度盘与指针配合的效果，图5、图6、图7、图8中特意标出了长短指针)。四种刻度面板均采用如下的规则排列刻度：外圈是车速刻度(18)，内圈是蓄电池电压刻度(17)，而且所有的刻度分度均匀，其车速刻度(18)和长指针(6)配合指示当前车速，指示范围为0～80km/h，蓄电池电压刻度(17)和短指针(5)配合指示当前蓄电池组的放电或充电电压。仪表面板(2)上还包括液晶显示窗口(19)、清零子里程薄膜按钮(20)以及五个信号发光二极管指示灯标志，分别是左转向指示标志(21)，远光指示标志(22)、蓄电池电压指示标志(23)、雾灯指示标志(24)，右转向指示标志(25)，单片机(7)根据输入的信号将及时点亮相应的发光二极管。

Claims (5)

1.一种电动车数字仪表，包括透明面盖(1)、仪表面板(2)、分光板(3)、PCB板(11)、底座(14)，其特征在于仪表面板(2)上可同时指示车速和蓄电池电压。

2.根据权利要求1所述的电动车数字仪表，其特征在于PCB板(11)安装了一个由单片机(7)控制的同时具有两个驱动轴(15)(16)的仪表用双轴步进电机(4)，驱动轴(15)带动指示车速的长指针(6)，驱动轴(16)用于带动指示蓄电池电压的短指针(5)。

3.根据权利要求1所述的电动车数字仪表，其特征在于仪表面板(2)上可选择粘贴四种不同电压指示量程的仪表刻度表盘，其仪表指针刻度板一(图5)的电压刻度量程为0V～48V，仪表指针刻度板二(图6)的电压刻度量程为0V～72V，仪表指针刻度板三(图7)的电压刻度量程为0V～100V，仪表指针刻度板四(图8)的电压刻度量程为0V～144V，四种指针刻度表盘排列规则为外圈是车速刻度(18)，内圈是蓄电池电压刻度(17)，而且所有的刻度分度均匀。

4.根据权利要求1或3所述的电动车数字仪表，其特征在于两个长短指针(6)(5)所指示的车速刻度(18)和蓄电池电压刻度(17)在仪表面板(2)上均为一个开口向下的大半圆弧形，两圆弧刻度(17)(18)具有共同的圆心，在刻度盘的缺口处有一个观察子里程与总里程的LCD屏窗口(19)。

5.根据权利要求1或3所述的电动车数字仪表，其特征在于仪表面板(2)的正面结构为一个大半圆，大半圆的左上角与右上角有对称的凸起圆弧，其左上角凸起圆弧部分的中心处安排有左转向指示标志(21)，其右上角凸起圆弧部分中心处安排有右转向指示标志(25)，在左转向指示标志(21)和右转向指示标志(25)之间的弧线上，分别从左至右排列有远光指示标志(22)、蓄电池电压指示标志(23)、雾灯指示标志(24)。

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