CN210337815U - 一种电动车电器布线与大灯总成、控制器、大线及电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车电器布线与大灯总成、控制器、大线及电动车。首先升级大灯总成为智能电器部件，其电路板上引入智能芯片mcu，再扩展一个对外通信接口。传统的电机控制器也扩展一个对外通讯口。大灯总成和控制器之间完成通讯，二者按约定的通信协议交换数据。大灯总成附近的相关电器，直接插到大灯总成电路板的插座上，经mcu采集并处理后，经过通讯口发给控制器。这样由一条或两条通讯线来代替若干条传统的直连的去往控制器的导线，实现省线的目的。控制器输出的信号，也通过通讯口传给大灯总成，借助led和lcd显示出来，或用语音播报出来，以此省去了控制器出来的车速档位运行与故障指示线。这样，整车接线大大简化、成本降低、可靠性提高。

Description

一种电动车电器布线与大灯总成、控制器、大线及电动车

技术领域

电子技术领域，具体为“电动车电器”，包括大灯总成、控制器、大线。

背景技术

为了本实用新型叙述方便，使用以下简称：

“电动车电器”指电动车上有电流通过的所有电器部件，包括前刹、后刹、倒车、转把或脚踏加速板、助力传感器、仪表、控制器、大线、各种灯具（包括大灯总成）、电门锁、防盗器、倒车喇叭、行车喇叭、语音故障提示器、遥控防盗器、手机控制模块、GPS模块、雨刮、车门、空调、音响、语音提示器等；

“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；

“线头”指从大线的主线束散开出来到单个插头之间的小段导线，或各个单一的电器部件出来的小段导线；

“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；

“主线”指电动车里被捆扎在一起的由若干导线组成的导线束，是大线的主体部分；

“锁进”指进电门锁的信号线，一般是指电源线正极或负极，通常和蓄电池是直接相连的，是给整车电器系统送电的源头；

“锁出”指经过电门锁出来的信号线，用于给整车电器部件送电的；

“控制器关联电器”指与控制器相关的在大灯总成附近位置的电器，如：电门锁、前刹开关、后刹开关、倒车开关、档位开关、修复开关、转把或脚踏加速板、大灯总成、防盗器、语音故障提示器、遥控防盗器、手机控制模块等；

“非控制器关联电器”指除了“控制器关联电器”以外的“电动车电器”，包括各种灯具、雨刮、喇叭、车门、空调、音响、倒车雷达、后视镜控制等；

“车前电器”指电动车前端大灯总成附近的所有电器，如电门锁、前刹开关、后刹开关、倒车开关、档位开关、灯具、雨刮、喇叭、车门、空调、音响等；

“大灯总成”本实用新型中指包含了仪表电路板功能和大灯照明的部件，也叫灯头、组合大灯、组合仪表、表头，安装在电动车前端车把或驾驶台上，或者原来单纯的大灯照明应用本实用新型后增加了仪表功能的部件；

“合线”指线束厂生产大线的一道工序，在大线的两端那些同一电路的需要并接在一起的若干线头，线束厂家用“铜带”把这些线头压接在一起，最后用热缩管绝缘并固定。

目前电动车的电机控制器，是独立的电器部件，它没有通讯信号和外部连接。它的转把信号（或脚踏板信号）、刹车信号（包括前刹后刹）、档位信号（包括空档）、倒车信号、修复信号等，是在前把或前驾驶台，通过若干个插头，接到整车大线的前端，再通过大线，又通过大线后端的若干插头，最后接入控制器。而控制器的车速、电池的电量、电动车故障信号等，又通过若干插头接入大线的后端，再通过大线，又通过大线前端的若干插头，最后接到大灯总成上显示。再加上遥控防盗、语音故障提示器、倒车喇叭、行车喇叭、各种灯光等加起来，整车的线头插头就更多了。

图1是传统电动车布线图。

车前电器1、电器线头2、电器插头3组成电器12，属于独立的电器部件的范畴，不可优化。

前端插头4、前端线头5、主线6、后端线头7、后端插头8组成电动车大线13。前端线头5和后端线头7这两个环节需要合线，人工工时很大，而且也容易出错。而且这个地方导线的分头很多，铜线很容易脱落裸露出来造成短路，极易引起火灾。

上述电动车大线，这样一来一去，主线6最多的达30多条导线，沉甸甸的一大捆，导线用量大，材料成本很高，整车线头插头特别多。

控制器插头9、控制器线头10、控制器主体11组成控制器14。由图1可见其线头插头也是很多的。

由图1可见，在生产时电器插头3和前端插头4、后端插头8和控制器插头9之间的连接，由于插头很多，在电动车流水线生产和修车店维修的时候，非常麻烦。

图1中，“其它*n”这一项，就指的是多个非控制器关联电器部件。

传统的接线方式给电动车带来了如下问题：

1)故障率高，可靠性低。因为如果其中有一个插头或一条导线有问题，都会造成整车故障；

2)工厂流水线生产时人工成本高，因为系统插头太多，浪费时间；

3)工厂流水线生产时容易插错，因为插头太多，而且很多插头形状和颜色相同或相似；

4)代理商和修车店维修复杂，就是因为线头和插头太多；

5)电动车大线兼容性差，因为每增加或修改一种功能，系统的插头或线头或大线就得相应调整；

6)火灾风险大，由于线头太多，线头容易裸露引起短路；

7)材料成本高，因为插头多、导线用量大。

发明内容

本实用新型公开了一种电动车电器布线与大灯总成、控制器、大线及电动车，其目的就是要简化接线节省成本增加可靠性，使得线头、插头、导线的用量减少，消除上面这些传统电动车电器布线的问题。随后介绍的“大灯总成、控制器、大线”，就是这种布线的具体应用。

本实用新型公开了一种电动车电器布线：

所述布线包含大灯总成、大线、电机控制器。这3部分组成完整的简化布线系统。

所述大灯总成包含电路板，所述电路板包含mcu、电器插座、大线插座。

本实用新型的技术方案，首要的工作就是升级传统的电动车大灯总成为智能部件，其电路板上引入智能芯片mcu。传统的大灯总成只是简单的电量、大小灯、转向灯的显示。其电路板非常简单，是没有智能芯片的。这个改变极其重要。

所述mcu连接所述电器插座和大线插座。

所述电器插座连接车前电器，所述车前电器包含车前控制器关联电器。那些车前非控制器关联电器也连接在这里，如转向灯开关、喇叭开关、音响开关等。

所述大线插座包含通讯接口，是针对控制器通讯的。对于大型电动车，因车后有非控制器关联电器，如刹车灯、后雾灯、后转向灯。此时，所述大线插座还包含非控制器关联电器的接线。

所述电机控制器包含通讯线，用于与所述大灯总成直接交换数据。有的应用，可在大灯总成和电机控制器之间串接一个其它智能模块实现所述电机控制器和所述大灯总成间接通讯。

所述大线包含通讯线，所述大线连接所述大灯总成的大线插座和所述电机控制器的通讯线，实现所述大灯总成和所述电机控制器相互通讯和数据交换。所述通讯线的电压范围为2.7V~22V。

所述车前电器直接连接所述大灯总成而不是直接连接所述大线。传统的布线结构是所述车前电器直接连接大线，这是大线上产生导线分叉的原因。

所述大灯总成mcu把所述车前控制器关联电器的信号组合起来，通过所述大线按约定通讯协议发给电机控制器。转把、刹把、档位、倒车、防盗等信号通过公用的通讯线传给控制器，从而节省导线数量。

所述大灯总成包含面板、语音喇叭电路。所述电机控制器通过所述大线按约定协议把相关数据发给所述大灯总成，用于在所述大灯总成面板上显示，或用所述语音喇叭电路用声音播放出来。

所述大灯总成和所述电机控制器之间的通讯是双向的。通讯线一般就是一条或两条导线，这是数据交换的通道，但他们是公用的，相关的数据都可以传输。就是这通讯导线代替了多条点对点直连导线的物理机理。

大灯总成引入mcu和控制器增加外接通讯口后，传统的大线就能大大简化了，大线两端的插头线头和导线数量大大减少，而且大线生产时前后两端无需2道合线工序。大灯总成和控制器之间只需要1至5条导线相通，因为双方单一的点对点直连导线的信号，现在通过公共的通讯线来双向传输了。而通讯线通常2条导线就够了，如果应用半双工的通讯模式，1条导线也是可以的。

针对车前控制器关联电器，所述大灯总成和所述控制器之间的连接只需要1至5条导线的大线。只要是所述电机控制器所需要的信号，都通过通讯线传过去。

针对车后有非控制器关联电器的电动车，所述大灯总成和所述大线还可以合并处理所述非控制器关联电器的走线。所述非控制器关联电器包括后转向灯、刹车灯、倒车灯、夜光灯、礼灯等。

所述大灯总成通过所述电器插座和所述大线插座连接全车电动车电器，实现对整车电器的测控。

本实用新型公开了一种电动车大灯总成：

本实用新型最需要大幅度改进的是大灯总成，因为传统上大灯总成的功能，只是简单的显示电动车的车速、电量、远光灯、近光灯、左转灯，右转灯等。传统上许多大灯总成甚至只有大灯电路。所以传统大灯总成电路极其简单，而且是非智能的，里面没有智能芯片mcu，当然也没有通讯口。

本实用新型所述大灯总成，完全应用于所述电动车电器布线。

所述大灯总成电路板包含mcu。车前电器直接插到所述大灯总成电路板对应的插座里，然后连接所述mcu。所述mcu采集处理后，通过所述大线把数据传给所述电机控制器。

所述大灯总成的mcu必须有通讯接口，而且是双向的。大灯总成的mcu如果没有富裕的通讯接口，用普通的端口gpio，通过编程，也能实现双向通讯。

所述大灯总成电路板包含语音芯片、功放电路、蜂鸣片或动圈喇叭。所述语音芯片连接所述mcu，实现语音功能。

所述大灯总成把自己采集的数据。通过通讯口发出去，用一条或两条通讯线，代替传统点到点直连的多条导线。

所述大灯总成面板包含led、lcd，用来显示相关参数。所述大灯总成还能通过通讯口接收所述控制器传来的数据，可以把其电量、车速、档位、故障等信息显示在led、lcd上，或者用语音播报出来。出于成本的考虑，可以用语音报告来代替led或lcd的显示，这时大灯总成面板可以取消(当然led或lcd也不用了)，或者用简单的标贴在面板处修饰一下。

所述大灯总成连接车前电器，用于采集信号，并完成所述电器的连接关系。

所述大灯总成连接所述大线，用于与所述电机控制器的通讯，接收来自所述电机控制器的数据。

针对车后有非控制器关联电器的电动车，所述大灯总成连接所述大线，控制车后电器，如刹车灯、转向灯。

所述大灯总成的蜂鸣片或动圈喇叭，可以安装在所述大灯总成的壳体里，或者安装在底部壳体上，开口朝下。

所述大灯总成的电路板，可以固定在壳体里，也可以悬空在壳体里。

所述车前电器之间的连接关系完全由所述大灯总成pcb走线来完成。用大灯总成上工业化生产的pcb电路板的走线，替代线束厂传统人工完成的导线的压接方式，来实现电气信号的通路，极大的节省了人工成本和线头插头的材料成本。工业化的pcb走线，不会出错也不会短路，这也是优越传统人工压线的地方。尤其对于非控制器关联电器的处理，效果更为明显。大灯总成附近的非控制器关联电器信号，也用工业化的pcb走线代替传统的人工导线压接，实现省线、省工，并提高电器可靠性。

所述大线里的每条导线在所述大灯总成附近的连接关系完全由所述大灯总成pcb走线来完成。这样，在所述大线的前端就没有分岔线。

本实用新型公开了一种电动车电机控制器：

所述电机控制器完全应用于所述电动车电器布线，实现简化布线的目的。

现在电机控制器都是智能的，里面有一颗功能强大的智能芯片mcu，只要把它的通讯信号外引出来，就能实现双向通讯了。控制器的mcu如果没有富余的通讯接口，用普通的端口gpio，通过编程，也能实现双向通讯。

传统的电机控制器，有很多外接的线头插头。应用本实用新型后，除了助力传感器或后部刹车开关等必须放置在控制器附近外，只有1到5条导线引出来，而且可以集中在一个插头里，与大灯总成通讯。车前控制器关联电器先接到大灯总成，经大灯总成处理后从通讯线传过来。这样，控制器的线头插头就少很多了，可靠性增加，控制器生产和电动车整机厂组装时人工成本减少，材料成本也低了。维修时师傅检查和拆卸也很方便。

所述电机控制器通过所述通讯线，按约定协议和所述大灯总成交换数据，而且只需1至5条导线与所述大灯总成连接。

车前控制器关联电器连接所述大灯总成，经所述大灯总成处理后从所述通讯接口传过来。

所述电机控制器的参数也通过所述通讯线传给所述大灯总成。

所述电机控制器的对外通讯是双向的。

本实用新型公开了一种电动车大线：

本实用新型最直观的效果是电动车大线的简化。

传统的大线，前端和后端有若干的插头和若干的线头，之间还有2道合线工序。本实用新型的大线，除了非控制器关联电器外，前端和后端可以只有一个插头，而且可以没有一根线头，导线没有分叉，也无需合线工序。杜绝了因合线后线头脱落裸露，造成短路引起火灾。大线的电器可靠性得到极大提高。

传统的大线的导线数量，少的有十几条，多的达30多条。本实用新型的大线，撇开非控制器关联电器的导线以外，控制器所需要的所有信号，用1到5条导线就可以完成。导线数量明显少很多了。大线导线用量少，重量减轻，材料成本低。

本实用新型的所述大线完全应用于所述电动车电器布线。

针对车前控制器关联电器，所述大灯总成和所述电机控制器之间在所述大线里只需要1至5条导线相连，其中至少有一条是通讯线，所述大线的两端分别可以只用1个插头。针对车后有非控制器关联电器的电动车，所述大线包含非通讯线。所述非控制器关联电器包含后转向灯、倒车灯、刹车灯、后夜光灯。

所述大线里的导线在所述大灯总成附近没有分叉线头，生产时无需“合线”工序。因为这些导线之间的连接关系由所述大灯总成的pcb走线完成。

针对非控制器关联电器，所述大线可以与控制器关联电器的导线合并在一起，组成完整的大线。

特别说明，图2中大线插座6和大线13里可以包括非控制器关联电器的走线，如车后的左转灯、右转灯、刹车灯、礼灯(行车灯)、夜光灯、雾灯、雨刮等。这些走线按传统模式实现。这些线都不接电机控制器。对于车后没有任何灯具或电器的电动车(如电动助力自行车)，大线插座6和大线13就没有任何非控制器关联电器走线，这时布线最简单。

本实用新型公开了一种电动车：

所述电动车完全应用所述电动车电器布线，安装了所述电动车大灯总成、安装了所述电机控制器、或安装了所述电动车大线。

本实用新型的效果，与传统的接线方式相比，有如下好处：

1)故障率低，可靠性高。因为线头、插头、电器部件减少了；

2)工厂流水线生产时人工成本降低，因为系统插头少了，也无合线工序；

3)工厂流水线生产时不容易插错，因为系统插头少了；

4)代理商和修车店维修简单，就是因为线头和插头少了；

5)电动车大线兼容性好，因为每增加或修改一种功能，电动车大线及其相关接线不变，软件升级就行了；

6)火灾风险小，由于线头少，无合线工序，线头不易裸露发生短路；

7)整车材料成本低，因为节省材料和工时了。

附图说明

图1为传统的电动车布线；

图2为本实用新型的电动车布线；

图3为智能大灯总成电路板结构；

图4为通讯模式的电机控制器结构；

图5为4个灯具的控制电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面对本实用新型的技术方案进一步详细说明。

一种电动车电器布线：

图2为本实用新型的电动车电器布线。

车前电器1、电器线头2、电器插头3组成电器15，属于独立的电器部件的范畴，不可优化。

电器插座4、大灯总成电路板5、大线插座6，这3部分组成电动车大灯总成16。这是本实用新型在传统模式基础上新增加的。所有车前电器15都接到电动车大灯总成16，再与电动车大线13相连。

前端插头7、主线8、后端插头9组成电动车大线13。

控制器插头10、控制器线头11、控制器主体12组成控制器14。电机控制器另外的接线如5条霍尔线、5条电机大线、3条助力线等按传统连接不变，不在本实用新型的优化范围，所以图2没有标示。本实用新型的控制器14在传统的电机控制基础上增加对外通讯接口。

图2与图1的传统电动车的布线相比，本实用新型应用后使得布线简单多了。

图2所示，电器15连接大灯总成16的电器插座4，信号进入大灯总成16处理。

大灯总成16包含mcu，电器插座4连接大灯总成电路板5。大灯总成电路板5连接大线插座6。

大灯总成16的大线插座6连接大线13的前端插头7，再连接主线8，再连接后端插头9。

图2所示，大线13的后端插头9含通讯线，与控制器14连接。对于车后有非控制器关联电器，后端插头9有分插头与其连接。

一种电动车智能大灯总成：

如图2所示，电器插座4、大灯总成电路板5、大线插座6，这3部分组成电动车大灯总成16。正是因为这个大灯总成16的介入，使得接线方式的简化得到可能。

图2所示，大灯总成电路板5包含智能芯片mcu。mcu采集若干电器插座4的信号，就得到了全部电器15的信号，然后组合起来，通过公用的通讯线传出去。这样通过1至2条通讯信号线，就代替了图1中原来多条独立的点对点直连接线，使得导线的数量大大减少。

图2所示，大灯总成电路板5还能通过外接通讯线接收控制器的数据，比如车速、电量、故障信息、三档信息等，通过led或lcd把它显示在大灯总成上，或者用语音播报出来。以此节省了从控制器引入大灯总成的速度线，电源线，三挡线，故障显示线等。

图2所示，电器15出来的若干插头是直接插到大灯总成电路板5的对应电器插座4的，由大灯总成电路板5的pcb走线来完成。这样省去了传统模式的很多线头插头。

大灯总成电路板5，还可以处理非控制器关联电器的电路，如灯光开关、电门开关与各种灯具之间的关系。图2所示，电器插头3里有“其它*n”这一项，就指的是多个非控制器关联电器部件。这些电器电路，传统的接线方法是线束厂用线头和插头的组合来压接的，这道工序叫合线。因为同一开关要控制多种灯具，或者开关之间灯具之间有相同的走线，如相同的地线、相同的电源线、相同的控制线等。这让线头很复杂，也容易压接错误，还有开路短路的风险。这个工序一般都要用许多的热缩管和铜带，增加很多人工工时费。现在我们用工业化生产的pcb走线来完成。线头插头换成了插座，用工业化的波峰焊来代替线束厂插头的人工压接，效率提高了很多倍。

大灯总成的电路实现我们以图3详细介绍。

大灯总成包含mcu1、其它功能电路2、通讯功能电路3、电源电路4、电平转换电路5、插座6。

Mcu1包含mcu芯片及其外围电路，是大灯总成的控制中心，它连接其它功能电路2、通讯功能电路3、电源电路4、电平转换电路5。mcu是智能芯片，有很强的处理能力，负责整个大灯总成的管理，包括信号采集、ADC转换、LCD/LED的显示驱动、控制器传来的语音提示等。Mcu1与其它功能电路2、通讯功能电路3、电平转换电路5交换数据。也通过这3个途径输出控制信号。

Mcu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。

其它功能电路2，主要是用于处理车前电器，如转把、刹把、档位、灯具、雨刮、车门、空调、声音与音响等。它连接mcu1、电平转换电路5、电源电路4。传统的接线方案是，线束厂在大线的两端用导线的压接方式来完成相关的电路通道，配合相关电器的工作，即合线。因为这里面有很多公用信号需要串接，所以导线的分叉很多，他们需要很多铜带压接，而且还要很多热缩管来绝缘。本实用新型用pcb走线完成这些电器的开关通路，比传统方式可靠、省事。具体方法如图2所示，电气15直接插到大灯总成电路板的电器插座4，然后由图3的其它功能电路2，用工业化生产的pcb走线，来完成这些电器的通路。

以图5所示说明其电路原理。简单以4个灯具的控制电路为例来说明本实用新型中的其它功能电路2的工作过程。这四个灯具分别是：左转灯、右转灯、刹车灯、倒车灯。这里有A、C、D、E、F、G、48V电源、GND地线共8条电路。其中A有4个线头，分别接到电门锁、倒车开关、刹车开关、闪光器；C有3个插线头，分别接到闪光器、左转开关、右转开关；GND有5个线头，分别接到刹车灯、倒车灯、左转灯、右转灯、大线。传统方式来实现的话就需要共17个线头。再加上电动车别的电器，这些线头就太多了。

图5所示，我们以左转灯为例说明其工作原理。电门锁打开，接通蓄电池过来的正极电源到电路A，经闪光器后间歇电压脉冲到电路C，然后经左转开关，间歇电流通过左转灯而间歇发光（即闪光），最后电流流到GND而回到蓄电池负极。

在传统的接线方式中，这8条电路及其17个线头，全是线束厂用导线压接出来的，用导线具体连接的，最后还要用热缩管绝缘。特别是这些线头的处理非常麻烦。这里人工工作量是很大的，而且可靠性很低，还有短路和断路的风险。

但在本实用新型中，在9条电路及其17个线头，完全是靠工业化生产的pcb走线完成的，无人工工作量，且可靠性更高，无短路和断路的风险。

如果要用语音播放特定内容，其它功能电路2包含语音芯片、功放电路、喇叭(蜂鸣片或动圈喇叭)，用于发出电动车相关的声音。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。功放电路根据DAC、PWM这2种模式，应用不同的驱动电路。一般语音芯片的使用资料datasheet里有详细推荐电路。

根据功能的需求，其它功能电路2还包含遥控防盗电路、手机控制电路，闪光器电路、电器短路保护电路、电门锁电路等。

通讯功能电路3，是实现mcu1的通讯管脚对外输出电平逻辑的电路转换。它连接mcu1、电源电路4、电平转换电路5。

通讯功能电路3和控制器的通讯电路是基本相同的。不同之处是通讯中的主从关系，一个是主通讯master，一个是从通讯slave，其中master需接上拉电阻。不需上拉电阻的通讯模式如can、485，主从通讯电路是一样的。

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。本实用新型中推荐使用大灯总成为主模块（master），控制器为从模块（slave）。在这种情况下，通讯功能电路3无任何元器件，把mcu的通讯口管脚直连出去就行了。

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，通讯功能电路3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，这时通讯功能电路3也无需添加任何元器件了。

电源电路4，是为电路板的各个模块电路提供电源的，它连接mcu1、其它功能电路2、通讯功能电路3、电平转换电路5。它的输入来源于插座6，再经过电平转换电路5。一般就是蓄电池的电压，经过多级DC/DC转换，就得到了所需的电压。也可以用专用的电源芯片来完成，如LM7805/12/24、LM78L05、LM317、AS1117。还可以用LM358、TL431等通用芯片组成电源电路。

电平转换电路5，是把插座6输入的信号，包括通讯信号，转换成mcu1和电源电路4所需要的电压，以便处理。这里一般就是DC/DC转换、电阻的上拉下拉、信号滤波、电压钳位等。电平转换电路5连接mcu1、其它功能电路2、通讯功能电路3、电源电路4、插座6。

插座6，是图2中所有电器15和大线插座6接入的通道。本实用新型中所有电器15的插头直接插入，省去了传统方式插头对接，目的是为了省去相关的插头线头。插座6连接电平转换电路5。

图2中，车前电器1、电器线头2、电器插头3组成电器15，这部分与传统的接线方式是一样的，是电动车必须的，是由若干个厂家独立生产的，我们不做优化。

一种电动车电机控制器:

从图2看出。控制器插头10、控制器线头11、控制器主体12，这三部分组成控制器14。

图2与图1传统布线比较，控制器关联电器只需一个插头，线头的数量也少了很多。

控制器线头11里，必须有1到2条通信线，其余的线可以外接，比方锁进，锁出，地线，直接与连接正负电源线。

优选地，本实用新型的电机控制器，总共只有11条外接线：霍尔线5条、电机相线3条、正负电源线2条、通讯线1条。如果用双线通讯再增加1条。

与图1所示的传统的控制器相比，那里的控制器插头、线头的数量远远大于本实用新型的，其可靠性、人工成本、材料成本、维修难易度明显处于劣势。

本实用新型中，控制器省线的方法就是在传统控制器的基础之上，增加一个外接的通信接口，按约定的通信协议与大灯总成通讯。由于控制器都是智能部件，其主控芯片mcu只要引出一种通信口就行了。

控制器的结构如图4所示，它包括mcu1、电机控制功能电路2、通讯功能电路3。其中mcu1连接电机控制功能电路2、通讯功能电路3。

其中，mcu1和电机控制功能电路2这两部分是传统电机控制器的范畴，不在本实用新型优化范围，本行业的工程师非常熟悉，这里不再重述。

mcu1要完成两方面的功能：一方面是传统电机控制，另一方面是完成本实用新型的通讯。

通讯功能电路3是本实用新型实现接线简化新增加的内容，这里详细介绍。

通讯功能电路3模式的选择，是由图2中大灯总成16和控制器14共同决定的，双方必须配套，否则不能完成通讯。

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。本实用新型中推荐使用大灯总成为主模块（master），控制器为从模块（slave）。在这种情况下，通讯功能电路3无任何元器件，把mcu的通讯口管脚直连出去就行了。

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，通讯功能电路3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，这时通讯功能电路3也无需添加任何元器件了。

通讯硬件电路完成后，软件上按约定协议和大灯总成通讯即可。

一种电动车大线:

图2所示，前端插头7、主线8、后端插头9组成大线13。

大线的前端和后端都可以只有1个插头，而且没有线头。另外导线的数量也大大减小了。这就是本实用新型的直接效果。

相反，与传统方式的大线相比，如图1，它是由前端插头4、前端线头5、主线6、后端线头7、后端插头8共五部分组成。那里多了前端线头5和后端线头7两个环节，需增加两道合线工序。前端插头4和后端插头8的插头数量也多了。另外大线的导线数量明显多了。

本实用新型中大灯总成和控制器之间的连线，一般只有五条：它们是锁进、锁出、通讯线两条、电源或地线。如果控制器的电源系统不需要锁出来控制，则锁出信号线可以不接控制器了。锁进可取消。电源或地线这2条线也可以直接外接蓄电池，可以不接控制器。如果用RS485、CAN、UART全双工通讯模式，则需要2条通讯线。如果用单线半双工通讯的方式，比如lin、uart单线半双工通讯、gpio单线模拟通讯，这时大灯总成和控制器之间只需要1条通讯线。如图2所示，后端插头9就只剩下1个插头，其中只有1条线了。

作为最简单的一种大线方案，大灯总成和控制器之间只需要2个插头1条线。这和传统的大线相比，显示出极其强大的优越性。上述传统接线方式出现的问题全部得到解决。

优选地，对于车后无灯具的简易款电动车，本实用新型采用的方案是：用单线半双工通讯模式，电压2.7V~5.0V；在控制器端，正负电源线直接从蓄电池过来而不连接控制器，只有那条通讯线用1P插头；在大灯总成端，用1个3P插头，其中包括正负电源2条通讯1条。

优选地，对于车后有灯具的电动车（如电摩、三轮车、篷车、四轮车），本实用新型采用的方案是：用单线半双工通讯模式，电压2.7V~5.0V；在控制器端，正负电源线直接从蓄电池过来而不连接控制器，只有那条通讯线用1P插头；在大灯总成端，用1个3P插头，其中包括正负电源2条通讯1条；另外增加3~8条导线来连接车后电器，导线和插头的数量取决于车后电器的种类。

特别说明，图2中大线插座6和大线13里可以包括非控制器关联电器的走线，如车后的左转灯、右转灯、刹车灯、礼灯(行车灯)、夜光灯、雾灯、雨刮等。这些走线按传统模式实现。这些线都不接电机控制器。对于车后没有任何灯具或电器的电动车(如电动助力自行车)，大线插座6和大线13就没有任何非控制器关联电器走线，这时布线最简单。

需要特别说明的是，在图2中标识的大灯总成和控制器之间可以只有1条导线，因为其它的导线都在某种特定条件下可以不接控制器，可以外接。本实用新型中，大灯总成和控制器之间一般只要1到5条线。如果为了逃避本实用新型的约束，恶意增加导线和插头数量(如重复地线、插头分成多个)，这种方案仍然处于本实用新型的保护范围，因为这个变化，根本不是创造性劳动，而且也是本实用新型说明书中介绍过的接线方式。

一种电动车：

该电动车完全应用所述电动车电器布线，安装了所述电动车大灯总成、安装了所述电机控制器、或安装了所述电动车大线。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型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实用新型的权利保护范围。

Claims (10)

1.一种电动车电器布线，其特征在于：所述布线包括大灯总成、大线、电机控制器；所述大灯总成包括电路板，所述电路板包括mcu、电器插座、大线插座；所述mcu连接所述电器插座和大线插座；所述电器插座连接车前电器，所述车前电器包括车前控制器关联电器；所述大线插座包括通讯接口；所述电机控制器包括通讯线；所述大线包括通讯线，所述大线连接所述大灯总成和所述电机控制器，实现所述大灯总成和所述电机控制器相互通讯和数据交换。

2.根据权利要求1所述的一种电动车电器布线，其特征在于：所述车前电器直接连接所述大灯总成而不是直接连接所述大线；所述大灯总成mcu把所述车前控制器关联电器的信号组合起来，通过所述大线按约定通讯协议发给电机控制器。

3.根据权利要求1所述的一种电动车电器布线，其特征在于：所述大灯总成包括面板、语音喇叭电路；所述电机控制器通过所述大线按约定协议把相关数据发给所述大灯总成，用于在所述面板上显示，或用所述语音喇叭电路用声音播放出来。

4.根据权利要求1所述的一种电动车电器布线，其特征在于：针对车前控制器关联电器，所述大灯总成和所述控制器之间的连接只需要1至5条导线的大线；针对车后有非控制器关联电器的电动车，所述大灯总成和所述大线还可以合并处理所述非控制器关联电器的走线。

5.一种大灯总成，其特征在于：所述大灯总成包括mcu、车前电器电路、通讯功能电路、电源电路、电平转换电路、插座；所述大灯总成应用于权利要求1、2、3或4所述的一种电动车电器布线；车前电器直接插到所述大灯总成电路板对应的电器插座里，然后连接所述mcu；所述mcu采集处理后，通过所述大线把数据传给所述电机控制器；所述大灯总成还可以通过所述大线接收来自所述电机控制器的数据。

6.根据权利要求5所述的一种大灯总成，其特征在于：所述大灯总成连接车前电器和所述大线；所述车前电器之间的连接关系完全由所述大灯总成电路板pcb走线来完成；所述大线里的每条导线在所述大灯总成附近的连接关系完全由所述大灯总成pcb走线来完成。

7.根据权利要求5所述的一种大灯总成，其特征在于：所述大灯总成电路板包括语音芯片、功放电路；所述mcu连接所述语音芯片，能发出电动车行车指示和故障报警的声音；所述大灯总成包括喇叭，但所述喇叭壳里没有声音驱动电路；所述大灯总成还包含遥控防盗电路、手机控制电路、闪光器电路、电器短路保护电路、或电门锁电路；针对车后有非控制器关联电器的电动车，所述大灯总成通过所述大线插座，再经过所述大线，实现控制。

8.一种控制器，其特征在于：所述控制器包含mcu、电机控制功能电路、通讯功能电路；所述mcu连接电机控制功能电路、通讯功能电路；所述电机控制器完全应用于权利要求1、2、3或4所述的一种电动车电器布线；所述电机控制器通过所述通讯线，按约定协议和所述大灯总成交换数据，而且只需1至5条导线与所述大灯总成连接；车前控制器关联电器连接所述大灯总成，经所述大灯总成处理后从所述通讯接口传传给所述电机控制器；所述电机控制器的参数也通过所述通讯线传给所述大灯总成。

9.一种大线，其特征在于：所述大线完全应用于权利要求1、2、3或4所述的一种电动车电器布线；针对车前控制器关联电器，所述大灯总成和所述电机控制器之间在所述大线里只需要1至5条导线相连，其中至少有一条是通讯线；针对车后有非控制器关联电器的电动车，所述大线包括非控制器关联电器关联导线；所述大线里的导线在所述大灯总成和所述电机控制器附近没有分叉线头，生产时无需合线工序。

10.一种电动车，其特征在于：所述电动车完全应用权利要求1、2、3或4所述的一种电动车电器布线、安装了权利要求5、6或7所述的一种电动车大灯总成、安装了权利要求8所述的一种电机控制器、或安装了权利要求9所述的一种电动车大线。

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