CN207433736U - 电助力车控制系统以及电助力车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电助力车控制系统以及电助力车，属于电动助力车控制领域。所述系统包括：电机，被配置成向车轮提供驱动力；电池，被配置成向电机以及控制系统中各组件提供电源；电池锁，被配置成可操作地将电池锁定在电助力车上的预设位置；通讯控制单元，与电池锁耦合，被配置成响应于外部电池锁指令控制电池锁锁定或解锁电池；通讯控制单元，还被配置成获取定位数据以及与服务器和/或终端通信；电池管理单元，与电池耦合，被配置成对电池进行充放电管理；电子控制单元，与电机、电池管理单元和通讯控制单元耦合，被配置成响应于助力检测信号控制电机输出驱动力。上述技术方案，防止驱动力过大威胁行驶安全也能避免驱动力不足导致驾驶体验差。

Description

电助力车控制系统以及电助力车

技术领域

本实用新型涉及电助力车控制领域，具体地涉及一种电助力车控制系统以及电助力车。

背景技术

电动助力车，一般指在普通自行车上安装蓄电池作为能源以蓄电池驱动的电机提供辅助驱动力的车辆。使用前要对蓄电池进行充电。

由于存在电控元件，如果控制不当将严重影响行驶安全。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种设备，该设备能够提高电助力车行驶安全性。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种电助力车控制系统，所述控制系统包括：

电机，被配置成向车轮提供驱动力；

电池，被配置成向所述电机以及所述控制系统中各组件提供电源；

电池锁，被配置成可操作地将所述电池锁定在所述电助力车上的预设位置；

通讯控制单元，与所述电池锁耦合，被配置成响应于外部电池锁指令控制所述电池锁锁定或解锁所述电池；

所述通讯控制单元，还被配置成获取定位数据以及与服务器和/或终端通信；

电池管理单元，与所述电池耦合，被配置成对所述电池进行充放电管理；

电子控制单元，与所述电机、所述电池管理单元和所述通讯控制单元耦合，被配置成响应于助力检测信号控制所述电机输出驱动力。

可选地，该控制系统包括与所述电子控制单元耦合的助力传感器，设置于所述电助力车中轴处，被配置成检测骑行者的输出力并输出所述助力检测信号。

可选地，所述助力传感器为力矩传感器。

可选地，该控制系统包括与所述电子控制单元耦合的助力传感器，设置于所述电助力车的车架上，被配置成根据车轮转速和坡度输出所述助力检测信号。

可选地，所述助力传感器包括为霍尔传感器和6轴传感器。

可选地，所述电池、所述通讯控制单元、所述电池管理单元和所述电子控制单元被封装在电池包中。

可选地，所述通讯控制单元、所述电池管理单元和所述电子控制单元之间通过异步收发传输器总线相连。

可选地，该控制系统包括与所述电子控制单元耦合的电机霍尔传感器，该电机霍尔传感器被配置成检测所述电机的线圈位置，以及向所述电子控制单元发送霍尔检测信号；以及

所述电子控制单元被配置成根据所述霍尔检测信号和所述助力检测信号确定向所述电机输出的电流以控制所述电机输出驱动力。

可选地，该控制系统包括与所述电子控制单元耦合的电机锁，该电机锁被配置成根据所述电子控制单元的指令信号锁定或解锁所述电机，该电机锁与所述电机之间具有可分离的机械连接。

可选地，所述通讯控制单元包括定位模块，用于通过卫星定位系统和/或惯导获取所述定位数据。

可选地，所述通讯控制单元包括通讯模块，该通讯模块包括至少一个用户身份识别卡或至少一个用户身份识别卡槽，用于通过对应于用户身份识别卡的网络进行通讯。

另一方面，本实用新型实施例提供一种电助力车，该电助力车包括上述的电助力车控制系统。

通过上述技术方案，电子控制单元根据可以通过反映驾驶员意图的助力检测信号确定电机是否输出助力驱动力以及驱动力的大小，防止驱动力过大威胁行驶安全也能避免驱动力不足导致驾驶体验差的情况。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是本实用新型一个实施例提供的电助力车控制系统组成结构框图；

图2是本实用新型另一个实施例提供的电助力车控制系统组成结构框图；

图3是本实用新型实施例提供的电助力车控制系统组件间接口示意图；

图4是本实用新型实施例提供的电助力车控制系统中使用的示例通讯控制单元组成及接口示意图；

图5是本实用新型实施例提供的电助力车外观及组成示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在上述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦合”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

在本实用新型中，所提到的“第一、第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

图1是本实用新型实施例提供的电助力车控制系统组成结构框图。如图1所示，本实用新型实施例提供电助力车控制系统可以包括：

电机6，被配置成向车轮提供驱动力；相耦合的电池和电池管理单元(BMS)，其中，电池被配置成向所述电机6以及所述控制系统中各组件提供电源，电池管理单元被配置成对电池进行充放电管理；电池锁5，被配置成可操作地将所述电池锁定在所述电助力车上的预设位置；

通讯控制单元(CCU)1，与所述电池锁5耦合，被配置成响应于外部电池锁5指令控制所述电池锁5锁定或解锁所述电池；所述通讯控制单元1，还被配置成获取定位数据以及与服务器和/或终端通信；

电子控制单元(ECU)2，与所述电机6、电池管理单元和电池3和所述通讯控制单元1耦合，被配置成响应于助力检测信号控制所述电机6输出驱动力。

在实施方式中，电池可以为能够充电使用的铅酸蓄电池、锂电池组等。例如，可以是36v/10.4Ah的锂电池组。在实施方式中，只要不影响骑行安全，电池可以被设置在电助力车车架的任意位置。在优选的实施方式中，电池可以被沿座管设置在座椅下方或座管与后轮之间。在实施方式中，电池锁5可以被设置在电助力车的车架上，其可以具有能够对电池进行锁定的机械结构(例如，锁舌)，机械结构可以具有机械驱动部分，以实现电控锁定或解锁。

通过上述技术方案，电子控制单元根据可以通过反映驾驶员意图的助力检测信号确定电机是否输出助力驱动力以及驱动力的大小，防止驱动力过大威胁行驶安全也能避免驱动力不足导致驾驶体验差的情况。

以下结合图2-图4对本实用新型实施例提供的电助力车控制系统的组成进一步描述。

图2是本实用新型另一个实施例提供的电助力车控制系统组成结构框图。如图2所示，在一个实施例中，控制系统还可以包括与电子控制单元2耦合的助力传感器7，该助力传感器7可以设置于电助力车的中轴处，可以被配置成检测骑行者的输出力并输出助力检测信号到电子控制单元2。在实施方式中，助力传感器7可以为力矩传感器，可以用于检测驾驶员的踩踏力，从而根据踩踏力输出助力检测信号，使得电子控制单元2根据助力检测信号控制电机6输出，当踩踏力越大时输出越大实现助力。

在可替换的实施方式中，控制系统可以包括与电子控制单元2耦合的助力传感器7，设置于电助力车的车架上，被配置成根据车轮转速和坡度输出所述助力检测信号。在实施方式中，助力传感器7可以包括为霍尔传感器和6轴传感器。通过霍尔传感器能够检测车轮的转速(或者中轴的转速)，通过6轴传感器能够检测当前电助力车行驶位置的坡度，从而可以通过预定算法计算使得电机输出适当的助力。

在实施方式中，为了便于集成及模块化，可以将电池、通讯控制单元1、电池管理单元3和电子控制单元2都封装在电池包中。电池包具有外壳，可以对内部元件提供保护，同时具有防盗特性。

在实施方式中，控制系统可以包括与电子控制单元2耦合的电机霍尔传感器8，该电机霍尔传感器8被配置成检测所述电机6的线圈位置，以及向所述电子控制单元2发送霍尔检测信号。电子控制单元2可以根据霍尔检测信号和助力检测信号确定向所述电机6输出的电流以控制电机6输出驱动力。

在实施方式中，控制系统可以包括与所述电子控制单元2耦合的电机锁9，该电机锁9可以被配置成根据所述电子控制单元2的指令信号锁定或解锁所述电机6以禁止或允许电机6转动，该电机锁9与所述电机6之间具有可分离的机械连接。

图3是本实用新型实施例提供的电助力车控制系统组件间接口示意图。如图3所示，通讯控制单元1、电池管理单元3和电子控制单元2之间可以通过异步收发传输器(UART)总线相连。在实施方式中，电助力车控制系统还可以包括与通讯控制单元1耦合的语音提示喇叭21、LED指示灯22以及太阳能电池23。其中，语音提示喇叭21与LED指示灯22可以用于向驾驶员提供电助力车状态以及报警等；太阳能电池23可以用于向通讯控制单元1提供备用电力。

在实施方式中，通讯控制单元1包括定位模块，用于通过卫星定位系统和/或惯导获取所述定位数据。在实施方式中，所述通讯控制单元1包括通讯模块，该通讯模块包括至少一个用户身份识别卡或至少一个用户身份识别卡槽，用于通过对应于用户身份识别卡的网络进行通讯。以下结合图4进行详细说明。

图4是本实用新型实施例提供的电助力车控制系统中使用的示例通讯控制单元组成及接口示意图。如图4所示，实施方式中采用的通讯控制单元1可以包括相耦合的微控制器(MCU)10、惯导模块11、定位及通讯模块(MC20)12、闪存FLASH 13、ECU消息接口14、ECU电源接口滤波防护15、UI语音提示喇叭16。在实施方式中，通讯控制单元1还可以包括备用电池(未示出)，可以保证在没有电池(48V或者12V锂电)时，控制系统还能进行定位和通讯，例如，可以设置容量1000mAh的备用锂电池，可以保证5分钟上报频率的条件下，工作24小时。该部分还可以集成了POWER PATH功能，正常状态下电助力车的主控板可以由电池直接供电，备用电池出现问题时，也不会影响主控板工作。当电池损坏或被摘除时，电池管理单元可以自动把主控板电源切换到备用电池。

MCU 10主要完成系统的初始化、自定义通讯协议、系统状态机、控制和异常处理流程。惯导模块11可以用于运动检测和辅助定位。FLASH 13用于存储。MC20可以包括：GPS/BD(北斗)、GPRS、蓝牙，用于定位以及上位机(例如，服务器或移动终端)的消息交互。其中，MC20是一款基于MT2503D芯片平台开发的GSM/GPRS/GPS/BD多功能模块，并采用LCC主流封装。MT2503D平台是GSM平台MT6261和GNSS平台MT3333的组合体。MC20模块采用了低功耗技术，当DRX＝5，GNSS关断时，其睡眠模式下GSM部分耗流低至1.2mA。GNSS也支持STANDBY(备用)和BACKUP(后备)节电模式，可以满足不同应用时对低功耗的需求。MC20的GSM部分内嵌TCP/UDP、FTP、PPP、HTTP和FTP等数据传输协议，通过内嵌的扩展AT命令可以容易地使用这些互联网协议。MC20的GNSS部分内嵌了EASYTM、EPOTM、秒定等技术。EASYTM和EPOTM技术使GNSS在热或温启动时可取得快速首次定位；秒定技术可减少GNSS在冷启动模式下的定位耗时。

本实用新型实施例的另一个方面，提供一种电助力车，该电助力车包括上述的电助力车控制系统。图5是本实用新型实施例提供的电助力车外观及组成示意图。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。

Claims (12)

1.一种电助力车控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

电机，被配置成向车轮提供驱动力；

电池，被配置成向所述电机以及所述控制系统中各组件提供电源；

电池锁，被配置成可操作地将所述电池锁定在所述电助力车上的预设位置；

通讯控制单元，与所述电池锁耦合，被配置成响应于外部电池锁指令控制所述电池锁锁定或解锁所述电池；

所述通讯控制单元，还被配置成获取定位数据以及与服务器和/或终端通信；

电池管理单元，与所述电池耦合，被配置成对所述电池进行充放电管理；

电子控制单元，与所述电机、所述电池管理单元和所述通讯控制单元耦合，被配置成响应于助力检测信号控制所述电机输出驱动力。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该控制系统包括与所述电子控制单元耦合的助力传感器，设置于所述电助力车中轴处，被配置成检测骑行者的输出力并输出所述助力检测信号。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述助力传感器为力矩传感器。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该控制系统包括与所述电子控制单元耦合的助力传感器，设置于所述电助力车的车架上，被配置成根据车轮转速和坡度输出所述助力检测信号。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述助力传感器包括霍尔传感器和6轴传感器。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述电池、所述通讯控制单元、所述电池管理单元和所述电子控制单元被封装在电池包中。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述通讯控制单元、所述电池管理单元和所述电子控制单元之间通过异步收发传输器总线相连。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的控制系统，其特征在于，该控制系统包括与所述电子控制单元耦合的电机霍尔传感器，该电机霍尔传感器被配置成检测所述电机的线圈位置，以及向所述电子控制单元发送霍尔检测信号；以及

所述电子控制单元被配置成根据所述霍尔检测信号和所述助力检测信号确定向所述电机输出的电流以控制所述电机输出驱动力。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的控制系统，其特征在于，该控制系统包括与所述电子控制单元耦合的电机锁，该电机锁被配置成根据所述电子控制单元的指令信号锁定或解锁所述电机，该电机锁与所述电机之间具有可分离的机械连接。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述通讯控制单元包括定位模块，用于通过卫星定位系统和/或惯导获取所述定位数据。

11.根据权利要求1-5中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述通讯控制单元包括通讯模块，该通讯模块包括至少一个用户身份识别卡或至少一个用户身份识别卡槽，用于通过对应于用户身份识别卡的网络进行通讯。

12.一种电助力车，其特征在于，该电助力车包括根据权利要求1-11中任一项所述的电助力车控制系统。