CN202703315U - 电动车及其总线控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电力设备领域，尤其涉及一种电动车及其总线控制系统。本实用新型实施例提供的电动车及其总线控制系统，在原有总线控制系统中加入两个差分电路模块，分别位于原有总线两端，分别连接控制模块和功能模块，将原传输信号转化为差分信号进行传输，即利用差分信号传输方式有效解决了总线控制系统中总线传输信号易受EMI干扰而控制紊乱的问题，达到抗干扰的目的，使电动车总线控制系统方案更加安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于电力设备领域，尤其涉及一种电动车及其总线控制系统。
背景技术
电动车的控制模块一般要连接电机、调速把、仪表模块及其他的外围设备，通常这些与控制模块相连的设备在装配过程中被分布在电动车的两端。而现有的电动车的控制系统中除霍尔信号线、电机线外，还至少包括刹车控制线一根、三速控制线三根、电流指示线一根、速度指示线一根，并可能包括其它功能控制线等，布线十分复杂。为了简化电动车组装过程中的走线，减少传统电动车走线复杂造成的人力资源浪费，现有技术提供了一种总线控制系统的方案，如图1所示，即总线控制系统包括一个控制模块、一个功能模块以及连接控制模块与功能模块的两根导线，也即用两根导线代替传统的复杂线束，这里的两根导线在此系统中被定义为总线。另外，控制系统中的控制模块还是与电机直接相连，功能模块包括电流指示、速度指示以及其他信号等。
但是，上述方案在抗EMI（Electromagnetic Interfe/REnce，电磁干扰，简称EMI）方面存在缺陷，如若在骑行过程中按铁喇叭，干扰脉冲信号就会对两根总线上的传输信号产生干扰，很可能使功能模块接收错误的信号，导致电动车调速无效或者停止驱动等现象，严重影响电动车的正常使用，甚至引发一系列的安全事故。
差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的单端信号传输的做法，差分传输需要同时传输两路信号，这两路信号的振幅相等、相位相反，称为差分信号。差分信号就是信号驱动器端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断发送端发送的是逻辑“0”还是逻辑“1”，而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电动车的总线控制系统，以增强电动车导线传输信号抗干扰的能力，旨在解决原总线控制系统传输信号抗干扰能力差的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型是这样实现的：
一种电动车的总线控制系统，包括依次连接的电机、控制模块和功能模块，所述功能模块包括电流指示、速度指示等信号模块，所述控制模块和功能模块之间采用两根总线连接，作为改进，所述总线控制系统还包括位于总线两端的、分别与所述控制模块和功能模块相连、将原传输信号转化为差分信号进行传输的第一差分电路模块和第二差分电路模块。
进一步地，所述第一差分电路模块包括差分芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2和电容C3；
所述差分芯片U1的输入端D、输出端R分别接所述控制模块的第一输出端与第二输出端，所述电阻R1接在所述差分芯片U1的输入端D与直流电源之间，所述电阻R2接在所述差分芯片U1的输出端R与直流电源之间，所述差分芯片U1的两个使能端DE、/RE同时接所述控制模块的控制信号输出端，所述电阻R3接在所述使能端DE、/RE的公共连接端与地之间，所述差分芯片U1的接地端GND接地，所述差分芯片U1的电源端VCC接直流电源，所述电容C3接在所述差分芯片U1的电源端VCC与地之间，所述差分芯片U1的两个输入/输出端A、B分别连接所述总线，所述电阻R4、电容C1分别并接在所述差分芯片U1的输入/输出端A与直流电源之间，所述电阻R5、电容C2分别并接在所述差分芯片U1的输入/输出端B与地之间。
更进一步地，所述第二差分电路模块包括差分芯片U2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5和电容C6；
所述差分芯片U2的两个输入/输出端A、B分别接所述总线，所述电阻R9、电容C4分别并接在所述差分芯片U2的输入/输出端A与直流电源之间，所述电阻R10、电容C5分别并接在所述差分芯片U2的输入/输出端B与地之间，所述差分芯片U2的接地端GND接地，所述差分芯片U2的电源端VCC接直流电源，所述电容C6接在所述差分芯片U2的电源端VCC与地之间，所述差分芯片U2的输入端D、输出端R分别接所述功能模块的第一输入端与第二输入端，所述电阻R6接在所述差分芯片U2的输入端D与直流电源之间，所述电阻R7接在所述差分芯片U2的输出端R与直流电源之间，所述差分芯片U2的两个使能端DE、/RE同时接所述功能模块的控制信号输出端，所述电阻R8接在所述使能端DE、/RE的公共连接端与地之间。
本实用新型的另一目的在于提供一种电动车，包括但不限于电动摩托车和电动自行车，所述电动车包括如上所述的总线控制系统。
本实用新型提供的电动车及其总线控制系统，在原有总线控制系统中加入两个差分电路模块，分别位于原有总线两端、连接控制模块和功能模块，通过将原传输信号转化为差分信号进行传输，以达到抗干扰的目的。
附图说明
图1是现有技术中的电动车总线控制系统的结构框图；
图2本实用新型实施例提供的电动车总线控制系统的结构框图;
图3是本实用新型实施例提供的第一差分电路模块的示例电子元器件图；
图4是本实用新型实施例提供的第二差分电路模块的示例电子元器件图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在电动车的实际生产中，考虑到成本问题，原有的总线控制系统所采用的信号线是两条普通的导线，事实上，采用其它本身具有抗干扰功能的导线如屏蔽线等时所受干扰依然存在，在信号线上传输的信号极易受到外界脉冲信号的干扰而导致传输数据错误，通过一些仿真实验，可以明显地看出在外界脉冲信号干扰下，原信号会出现高电平被拉低，低电平被拉高的现象。
本实用新型实施例利用差分信号传输对外部电磁干扰EMI具有高度免疫力的优点，创造性地在总线控制系统中加入两个差分电路模块，用于将原总线信号转换成差分信号进行传输，极大地提高了电动车总线控制的抗干扰能力，实现了电动车的正常使用和维护。
图2本实用新型实施例提供的电动车总线控制系统的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。如图所示：
一种电动车的总线控制系统，包括电机100、控制模块200和功能模块300，其中，电机100直接与控制模块200相连，功能模块300包括电流指示、速度指示及其他信号模块等，控制模块200和功能模块300之间采用两根总线连接。作为本实用新型的一实施例，总线控制系统还包括分别位于总线两端的两个差分电路模块，分别是与控制模块200相连的第一差分电路模块401以及与功能模块300相连的第二差分电路模块402，差分电路模块401和402用于将原传输信号转化为差分信号进行传输。
图3是本实用新型实施例提供的第一差分电路模块401的示例电子元器件图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，如图所示：
第一差分电路模块401包括差分芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2和电容C3；
差分芯片U1的输入端D、输出端R分别接控制模块200的第一输出端与第二输出端，电阻R1接在差分芯片U1的输入端D与+5V的直流电源之间，电阻R2接在差分芯片U1的输出端R与+5V的直流电源之间，差分芯片U1的两个使能端DE、/RE同时接控制模块200的控制信号输出端，电阻R3接在使能端DE、/RE的公共连接端与地之间，差分芯片U1的接地端GND接地，差分芯片U1的电源端VCC接+5V的直流电源，电容C3接在差分芯片U1的电源端VCC与地之间，差分芯片U1的两个输入/输出端A、B分别连接总线1和总线2，电阻R4、电容C1分别并接在差分芯片U1的输入/输出端A与+5V的直流电源之间，电阻R5、电容C2分别并接在差分芯片U1的输入/输出端B与地之间。
图4是本实用新型实施例提供的第二差分电路模块的示例电子元器件图，与图3所示的第一差分电路模块401相类似的，第二差分电路模块402包括差分芯片U2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5和电容C6；
差分芯片U2的两个输入/输出端A、B分别接总线1和总线2，电阻R9、电容C4分别并接在差分芯片U2的输入/输出端A与+5V的直流电源之间，电阻R10、电容C5分别并接在差分芯片U2的输入/输出端B与地之间，差分芯片U2的接地端GND接地，差分芯片U2的电源端VCC接+5V的直流电源，电容C6接在差分芯片U2的电源端VCC与地之间，差分芯片U2的输入端D、输出端R分别接功能模块300的第一输入端与第二输入端，电阻R6接在差分芯片U2的输入端D与+5V的直流电源之间，电阻R7接在差分芯片U2的输出端R与+5V的直流电源之间，差分芯片U2的两个使能端DE、/RE同时接功能模块300的控制信号输出端，电阻R8接在使能端DE、/RE的公共连接端与地之间。
当采用差分驱动电路将原信号转化为差分信号传输时，因为差分信号对外部电磁干扰（EMI）是高度免疫的，一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端，既然电压差异决定信号值，这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰，所以从发送端传送到接收端的信号误码率极低。经试验证明，在仅仅用两根导线进行信号传输而不采取相应抗干扰措施的总线控制系统中，在铁喇叭这一种干扰源的干扰下，传输信号的误码率就高达90%以上；而加入了差分电路模块401和402后，采用差分方式进行信号传输的总线控制系统中，误码率在0.5%以下，再加上实际应用中都会在所传输的信号中加入校验位，误码率低至0.05%以下，几乎可以忽略不计，极大程度上提高了采用总线控制系统方案的电动车的抗干扰能力。
另一方面，通过差分电路模块401和402将原传输信号转化为差分信号进行传输，虽然将信号转换为差分信号后，每一次的信号发送需要占用两路信号线进行传输，即将原来的全双工模式变为半双工模式，但由于总线传输数据速度快，其并不影响控制模块200和功能模块300之间的通信。
本实用新型第二实施例提供一种电动车，该电动车包括如本实用新型第一实施例所述的总线控制系统；并且，电动车的种类包括但不限于电动摩托车和电动自行车。
本实用新型实施例提供的电动车及其总线控制系统，在原有总线控制系统中加入两个差分电路模块，分别位于原有总线两端，分别连接控制模块和功能模块，将原传输信号转化为差分信号进行传输，即利用差分信号传输方式有效解决了总线控制系统中总线传输信号易受EMI干扰而控制紊乱的问题，达到抗干扰的目的，使电动车总线控制系统方案更加安全可靠。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电动车的总线控制系统，包括依次连接的电机、控制模块和功能模块，所述功能模块包括电流指示、速度指示等信号模块，所述控制模块和功能模块之间采用两根总线连接，其特征在于，所述总线控制系统还包括：
位于总线两端的、分别与所述控制模块和功能模块相连、将原传输信号转化为差分信号进行传输的第一差分电路模块和第二差分电路模块。
2.如权利要求1所述的总线控制系统，其特征在于：所述第一差分电路模块包括差分芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2和电容C3；
所述差分芯片U1的输入端D、输出端R分别接所述控制模块的第一输出端与第二输出端，所述电阻R1接在所述差分芯片U1的输入端D与直流电源之间，所述电阻R2接在所述差分芯片U1的输出端R与直流电源之间，所述差分芯片U1的两个使能端DE、/RE同时接所述控制模块的控制信号输出端，所述电阻R3接在所述使能端DE、/RE的公共连接端与地之间，所述差分芯片U1的接地端GND接地，所述差分芯片U1的电源端VCC接直流电源，所述电容C3接在所述差分芯片U1的电源端VCC与地之间，所述差分芯片U1的两个输入/输出端A、B分别连接所述总线，所述电阻R4、电容C1分别并接在所述差分芯片U1的输入/输出端A与直流电源之间，所述电阻R5、电容C2分别并接在所述差分芯片U1的输入/输出端B与地之间。
3.如权利要求1或2所述的总线控制系统，其特征在于：所述第二差分电路模块包括差分芯片U2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5和电容C6；
所述差分芯片U2的两个输入/输出端A、B分别接所述总线，所述电阻R9、电容C4分别并接在所述差分芯片U2的输入/输出端A与直流电源之间，所述电阻R10、电容C5分别并接在所述差分芯片U2的输入/输出端B与地之间，所述差分芯片U2的接地端GND接地，所述差分芯片U2的电源端VCC接直流电源，所述电容C6接在所述差分芯片U2的电源端VCC与地之间，所述差分芯片U2的输入端D、输出端R分别接所述功能模块的第一输入端与第二输入端，所述电阻R6接在所述差分芯片U2的输入端D与直流电源之间，所述电阻R7接在所述差分芯片U2的输出端R与直流电源之间，所述差分芯片U2的两个使能端DE、/RE同时接所述功能模块的控制信号输出端，所述电阻R8接在所述使能端DE、/RE的公共连接端与地之间。
4.一种电动车，包括一个总线系统，所述总线系统包括依次连接的电机、控制模块和功能模块，所述功能模块包括电流指示、速度指示等信号模块，所述控制模块和功能模块之间采用两根总线连接，其特征在于，所述总线控制系统还包括：
位于总线两端的、分别与所述控制模块和功能模块相连、将原传输信号转化为差分信号进行传输的第一差分电路模块和第二差分电路模块。
5.如权利要求4所述的电动车，其特征在于：所述第一差分电路模块包括差分芯片U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2和电容C3；
所述差分芯片U1的输入端D、输出端R分别接所述控制模块的第一输出端与第二输出端，所述电阻R1接在所述差分芯片U1的输入端D与直流电源之间，所述电阻R2接在所述差分芯片U1的输出端R与直流电源之间，所述差分芯片U1的两个使能端DE、/RE同时接所述控制模块的控制信号输出端，所述电阻R3接在所述使能端DE、/RE的公共连接端与地之间，所述差分芯片U1的接地端接地，所述差分芯片U1的电源端VCC接直流电源，所述电容C3接在所述差分芯片U1的电源端VCC与地之间，所述差分芯片U1的两个输入/输出端A、B分别连接所述总线，所述电阻R4、电容C1分别并接在所述差分芯片U1的输入/输出端A与直流电源之间，所述电阻R5、电容C2分别并接在所述差分芯片U1的输入/输出端B与地之间。
6.如权利要求4或5所述的电动车，其特征在于：所述第二差分电路模块包括差分芯片U2、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C4、电容C5和电容C6；
所述差分芯片U2的两个输入/输出端A、B分别接所述总线，所述电阻R9、电容C4分别并接在所述差分芯片U2的输入/输出端A与直流电源之间，所述电阻R10、电容C5分别并接在所述差分芯片U2的输入/输出端B与地之间，所述差分芯片U2的接地端GND接地，所述差分芯片U2的电源端VCC接直流电源，所述电容C6接在所述差分芯片U2的电源端VCC与地之间，所述差分芯片U2的输入端D、输出端R分别接所述功能模块的第一输入端与第二输入端，所述电阻R6接在所述差分芯片U2的输入端D与直流电源之间，所述电阻R7接在所述差分芯片U2的输出端R与直流电源之间，所述差分芯片U2的两个使能端DE、/RE同时接所述功能模块的控制信号输出端，所述电阻R8接在所述使能端DE、/RE的公共连接端与地之间。
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Granted publication date: 20130130 Effective date of abandoning: 20160127 |
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| C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |