CN211223047U - 智能电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能电动车，包括：壳体、电池集成件、驱动装置、传动装置、刹车件、驱动电路、供电电路、第一开关电路和第二开关电路。第一开关电路包括与所述刹车件关联的第一信号开关，所述第一信号开关允许或禁止所述电池集成件与所述供电电路的电连接；当所述刹车件被按下时，所述第一信号开关被触发；所述第二开关电路包括与所述刹车件关联的第二信号开关，所述第二信号开关允许或禁止所述供电电路与所述驱动电路的电连接；当所述刹车件被按下时，所述第二信号开关也被触发。本实用新型的智能电动车采用信号开关代替机械主开关，可有效防止因大电流使主开关失效，提高智能电动车的安全性。

Description

智能电动车

技术领域

本实用新型涉及一种智能电动车。

背景技术

智能电动车，在超速运行后紧急刹车或制动，其工作电流较大，较大的工作电流通常由主回路上的实体开关承载，大电流实体开关的触点容易产生火花，导致触点变形或失效，存在安全隐患。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种解决刹车安全隐患的智能电动车。

为了实现上述主要目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种智能电动车，包括：壳体；电池集成件，容纳于所述壳体内；驱动装置，用以驱动工作件运转；传动装置，可操作地连接至所述驱动装置和工作件，用于将所述驱动装置的电机输出的动力传递至所述工作件；刹车件，用以被操作以使所述驱动装置运转或停止；驱动电路，用以驱动所述驱动装置运转；控制器，用以控制所述驱动电路工作；供电电路，为所述驱动装置、驱动电路和控制器供电；驱动电路电源支路，设置在所述供电电路与驱动电路之间，用于为所述驱动电路供电；其特征在于，所述智能电动车还包括第一开关电路，设置在所述电池集成件与所述供电电路之间，所述第一开关电路包括与所述刹车件关联的第一信号开关，所述第一信号开关允许或禁止所述电池集成件与所述供电电路的电连接；当所述刹车件被按下时，所述第一信号开关被触发；以及第二开关电路，设置在所述供电电路与所述驱动电路电源支路之间，所述第二开关电路包括与所述刹车件关联的第二信号开关，所述第二信号开关允许或禁止所述供电电路与所述驱动电路电源支路的电连接；当所述刹车件被按下时，所述第二信号开关也被触发。

进一步地，所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路，所述上桥驱动自举电路与所述控制器和所述驱动电路电连接，用于驱动所述驱动电路的高压侧驱动开关。

进一步地，所述上桥驱动自举电路包括输入端，电连接至所述第二开关电路，以通过所述第二开关电路电连接至所述供电电路或断开与所述供电电路的电连接；输出端，电连接至所述控制器，所述输出端包括第一输出端和第二输出端；以及储能元件，电连接在所述第一输出端和第二输出端之间，以通过所述控制器提供所述驱动电路的高压侧驱动开关的电压；所述储能元件的一端电连接至所述上桥驱动自举电路的输入端，另一端电连接至所述上桥驱动自举电路的控制端，其中，控制端，电连接至所述驱动电路的所述高压侧驱动开关和低压侧驱动开关之间，所述储能元件根据所述控制端的电压充电或放电。

进一步地，所述第一开关电路还包括第一开关检测电路，用于检测所述第一信号开关的通断状态；所述第一开关检测电路的输出端电连接至所述控制器，所述第一开关检测电路的输入端电连接至所述第一信号开关。

进一步地，所述第二开关电路还包括第二开关检测电路，用于检测所述第二信号开关的通断状态；所述第二开关检测电路的输出端电连接至所述控制器，所述第二开关检测电路的输入端电连接至所述第二信号开关。

进一步地，所述第一开关电路还包括第一开关检测电路，用于检测所述第一信号开关的通断状态；所述第一开关检测电路的输出端电连接至所述控制器，所述第一开关检测电路的输入端电连接至所述第一信号开关；所述第二开关电路还包括第二开关检测电路，用于检测所述第二信号开关的通断状态；所述第二开关检测电路的输出端电连接至所述控制器，所述第二开关检测电路的输入端电连接至所述第二信号开关。

本实用新型的有益之处在于：通过简单的开关双通道的硬件电路方式，可以避免以软件方式判断开关的通断状态，在软件运行故障的情况下造成判断错误，影响智能电动车启动、或无法停止运转的问题；也可以避免硬件电路触发方式下开关长时间使用，接触电阻变大影响启动和刹车的问题。

附图说明

图1是作为一种实施例的智能电动车的立体图；

图2是图1所示的智能电动车的一个实施方式的控制系统。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

如图1，本实用新型的智能电动车包括但不限于：壳体；电池集成件，容纳于所述壳体内；驱动装置21，如电机，用以驱动工作件运转；传动装置，如齿轮减速机构，可操作地连接至所述驱动装置和工作件，用于将所述驱动装置的电机输出的动力传递至所述工作件；以及刹车件，用以被操作以使所述驱动装置运转或停止。

刹车件，用于启动或关闭驱动装置。当刹车件被按下时驱动装置21启动，当刹车件被释放时驱动装置21关闭。

电池集成件，用于为智能电动车提供电能。在一些实施例中，智能电动车可以采用电池芯阵列供电，电池集成件通过配合相应的供电电路，如DC-DC转换芯片，为所述驱动装置21以及电路板上的电路部件供电。在其他一些实施例中，电池集成件可采用软包形式的电池件。在本实施例中，智能电动车使用电池集成件供电，电池集成件可拆卸的安装至智能电动车。

电池集成件包括电池外壳和电池芯阵列。电池芯阵列容纳在电池壳体中，用于存储能量，其能被反复充放电。壳体用于容纳电池芯阵列以及其他部件，并且壳体形成有连接界面，用于与智能电动车的电池包接合部连接。

智能电动车的运转还需依赖安装于电路板上的电路部件，电路部件包括但不限于控制器26、驱动电路22、供电电路23。驱动电路22，用以驱动驱动装置21的转子运转；控制器26，用以输出驱动信号控制所述驱动电路22工作；供电电路23，为所述驱动装置21、驱动电路22、控制器26供电。各个电路部件相互关联连接构成智能电动车的控制系统20。

本实施例中，所述控制器26可采用专用的控制芯片（例如，MCU，微控制器，Microcontroller Unit），利用控制芯片内部的功能电路，如功率驱动单元提升其输出信号的驱动能力。

参考图2，作为一种实施方式的智能电动车的控制系统20， 所述控制系统20包括第一开关电路25、驱动电路电源支路24、第二开关电路26。其中，第一开关电路25设置在电池集成件与供电电路23之间，所述第一开关电路25包括与所述刹车件关联的第一信号开关SW1，所述第一信号开关SW1允许或禁止所述电池集成件与所述供电电路23的电连接；当所述刹车件被按下时，所述第一信号开关SW1被触发。驱动电路电源支路24设置在所述供电电路23与驱动电路22之间，用于为所述驱动电路22供电。第二开关电路26设置在所述供电电路23与所述驱动电路电源支路24之间，所述第二开关电路26包括与所述刹车件关联的第二信号开关，所述第二信号开关SW2允许或禁止所述供电电路23与所述驱动电路电源支路24的电连接；当所述刹车件被按下时，所述第二信号开关SW2被触发。

智能电动车的壳体，用于容纳上述驱动装置21、传动装置、电路板以及电路板上的电路部件，并且至少也容纳所述电池集成件。

由于智能电动车工作时电流较大，该较大工作电流通常由设于主回路上的实体开关承载，易使开关失效，例如触点粘黏产生的失效；甚至有时产生火花，存在安全隐患。

本实用新型提供一种智能电动车，采用第一开关电路和第二开关电路进行控制，开关的所在支路不经过智能电动车的主回路，因此流经其的电流较小，不易打火，可以避免大电流开关触点因承载过大电流而出现变形、失效的问题。

具体地，智能电动车的控制系统20包括：控制器26、驱动电路22、供电电路23、驱动电路电源支路24、第一开关电路25、第二开关电路26。

其中，驱动电路22用以驱动驱动装置21的转子运转，当电池集成件可拆卸的连接至智能电动车时，驱动电路22电连接至电池集成件，与电池集成件构成主回路，电池集成件的电能为驱动电路22供电。驱动电路22与驱动装置21的绕组电连接。

控制器26电连接至驱动电路22，用以输出驱动信号控制所述驱动电路22工作，控制器26采用专用的控制芯片（例如，MCU，微控制器，Microcontroller Unit），控制芯片内部包括功率驱动单元，利用功率驱动单元提升控制器26输出信号的驱动能力，所述功率驱动电路也可采用外置式的功率驱动单元实现。

供电电路23为驱动装置21、驱动电路22、控制器26供电，供电电路23的输入端通过第一开关电路25电连接至电池集成件。供电电路23还连接至控制器26，用于为控制器26提供电能。同时，供电电路23的输出端通过第二开关电路26电连接至驱动电路电源支路24，用于为驱动电路电源支路24提供电能。

第一开关电路25设置在电池集成件与供电电路23之间，所述第一开关电路25包括与所述刹车件关联的第一信号开关SW1，当刹车件被按下时，所述第一信号开关SW1被触发，允许或禁止电池集成件与供电电路23的电连接。

驱动电路电源支路24设置在所述供电电路23与驱动电路22之间，用于为所述驱动电路22供电。

第二开关电路26设置在所述供电电路23与所述驱动电路电源支路24之间，所述第二开关电路26包括与所述刹车件关联的第二信号开关SW2，当所述刹车件被按下时，所述第二信号开关SW2被触发，允许或禁止所述供电电路23与所述驱动电路电源支路24的电连接。

继续参照图2，驱动电路22与所述驱动装置21的三相绕组电连接，驱动所述驱动装置21运转。作为一种实施方式，驱动电路22可采用三相桥电路的方式实现。具体地，驱动电路22包括驱动开关，多个驱动开关组成三相桥电路。在本实施例中，驱动电路22包括驱动开关VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，驱动开关VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6组成三相桥电路。在此，我们定义VT1、VT2、VT3为各相电桥的高压侧驱动开关，VT4、VT5、VT6为各相电桥的低压侧驱动开关。各相桥电路的高压侧驱动开关和低压侧驱动开关连接于同一绕组，例如，高压侧驱动开关VT1和低压侧驱动开关VT4与第一相绕组连接，高压侧驱动开关VT2和低压侧驱动开关VT5与第二相绕组连接，高压侧驱动开关VT3和低压侧驱动开关VT6与第三相绕组连接。驱动装置的三相绕组通过六个驱动开关VT1~VT6组成的电桥与电池集成件电连接。

所述的各个驱动开关的控制端电连接至控制器26，根据所述控制器26输出的控制信号接通或断开。具体地，根据所选的作为控制器26的控制芯片内的功率驱动单元所输出的控制信号，接通或断开驱动装置21的至少一相绕组与电池集成件之间的电连接，以控制所述驱动装置21的转子运转。驱动开关VT1-VT6 以场效应管为例，其栅极端作分别与控制器26的信号输出端电性连接，场效应管的每个漏极或源极分别与驱动装置21的绕组电连接。驱动开关VT1-VT6依次按照控制器26输出的控制信号改变导通状态，从而改变加载在驱动装置21的绕组上的电压的状态，产生交变的磁场，驱动所述驱动装置21的转子运转。开关元件VT1-VT6也可相应地选择为IGBT晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）或其他开关元件。

作为一种实施方式的第一开关电路25，包括开关元件Q1和第一信号开关SW1。开关元件Q1是能够实现开关功能且能够承受较大电流的器件。在一些实施例中，开关元件Q1是场效应管，其栅极连接至第一信号开关SW1，根据第一信号开关SW1的通断状态而导通或断开，开关元件Q1的源极或漏极之一连接至电池集成件，开关元件Q1的源极或漏极的另一个连接至供电电路23。第一信号开关SW1与刹车件关联，当刹车件被按下，第一信号开关SW1被触发至接通状态，开关元件Q1导通，电池集成件与供电电路23实现电连接，电池集成件为供电电路23提供电能。当第一信号开关SW1被触发至断开状态，电池集成件与供电电路23之间的电连接被断开，供电电路23失去供电。

在其他一些实施方式中，第一开关电路25还包括开关检测电路（未示出），用于检测第一信号开关SW1的通断状态，并将检测到的第一信号开关SW1的状态信息发送到控制器26，控制器26根据第一信号开关SW1的状态控制驱动装置21运行或停止。

具体地，第一开关检测电路包括二极管，二极管的负极电连接至第一信号开关SW1的第一端，二极管的正极电连接至控制器26的信号输入端口，用于检测第一信号开关SW1的通断状态。当第一信号开关SW1的连接端子处的接触电阻变大影响智能电动车的启动和刹车时，可以通过检测第一信号开关SW2的通断状态来控制驱动装置21的启动和停止。

通过设置用于检测第一信号开关SW1的通断状态的开关检测电路形成的软件控制方式，其与第一开关电路25形成的硬件电路触发方式形成互补，可有效防止信号开关等元件失效时智能电动车误运行，进一步提高智能电动车的安全性。

继续参照图2，作为驱动电路电源支路24的一种实施方式，驱动电路电源支路24包括可包括图2所示的上桥驱动自举电路241，所述上桥驱动自举电路241与所述控制器26以及所述驱动电路22电连接，用于驱动所述驱动电路22的高压侧驱动开关。

继续参照图2，作为一种实施方式的第二开关电路26，包括第二信号开关SW2和开关元件Q2。开关元件Q1是能够实现开关功能的器件。在一些实施例中，开关元件Q1是场效应管，其栅极连接至第二信号开关SW2，根据第二信号开关SW2的通断状态而导通或断开。第二信号开关SW2与刹车件关联，当刹车件被按下，第二信号开关SW2被触发，开关元件Q2导通，供电电路与上桥自举驱动电路241实现电连接，供电电路23为上桥驱动自举电路241提供电能。

在其他一些实施例中，第二开关电路26还包括第二开关检测电路（未示出），用于检测第二信号开关SW2的通断状态，并将检测到的第二信号开关SW2的状态信息发送到控制器26，控制器26根据第二信号开关SW2的状态控制驱动装置21的运行或停止。

通过设置用于检测第二信号开关SW1的通断状态的第二开关检测电路形成的软件控制方式，其与第二开关电路26形成的硬件电路触发方式形成互补，可有效防止信号开关等元件失效时智能电动车误运行，进一步提高智能电动车的安全性。

供电电路23可以包括一个或多个如DC-DC转换芯片，为所述控制器26、驱动电路22、上桥驱动自举电路241供电。本领域技术人员应当理解，电源并不限于使用电池集成件的场景，还可通过市电、交流电源，配合相应的整流、滤波和调压电路，实现对各电路元件的供电。

上述的智能电动车设置第一开关电路25和第二开关电路26，通过第一信号开关SW1和第二信号开关SW2允许或禁止供电电路23以及上桥驱动自举电路241工作，来控制驱动装置21的运行或停止。所述的信号开关无需承载直流或交流电源输出的大电流，因此，可解决电流过大对开关触点的损伤。因而，上述的方案尤其适合应用于大电流工作的智能电动车，例如，智能电动车，以一些智能电动车来说，智能电动车的电路主回路上电流远超过80A，现有的机械式主开关极易在这种电流输出条件下而损毁失效，采用本方案能够解决大电流使开关提前失效的问题。

总而言之，本实用新型提供一种智能电动车，包括：壳体；电池集成件，容纳于所述壳体内；驱动装置，用以驱动工作件运转；传动装置，可操作地连接至所述驱动装置和工作件，用于将所述驱动装置的电机输出的动力传递至所述工作件；刹车件，用以被操作以使所述驱动装置运转或停止；驱动电路，用以驱动所述驱动装置运转；所述驱动电路包括由一个或多个驱动开关组成的桥电路，所述桥电路包括高压侧驱动开关和低压侧驱动开关；控制器，用以输出驱动信号至所述驱动电路的所述驱动开关的控制端，以控制所述驱动电路工作；供电电路，为所述驱动装置、驱动电路和控制器供电；驱动电路电源支路，设置在所述供电电路与驱动电路之间，用于为所述驱动电路供电；其特征在于，所述智能电动车还包括第一开关电路，设置在所述电池集成件与所述供电电路之间，所述第一开关电路包括与所述刹车件关联的第一信号开关，所述第一信号开关允许或禁止所述电池集成件与所述供电电路的电连接；当所述刹车件被按下时，所述第一信号开关被触发；以及第二开关电路，设置在所述供电电路与所述驱动电路电源支路之间，所述第二开关电路包括与所述刹车件关联的第二信号开关，所述第二信号开关允许或禁止所述供电电路与所述驱动电路电源支路的电连接；当所述刹车件被按下时，所述第二信号开关也被触发。

上述智能电动车，通过设置两路开发电路如第一开关电路25和第二开关电路26，分别以两个开关的通断，控制对供电电路23的供电以及对驱动电路电源支路22的供电。由此，使得控制器26与驱动电路22所形成的驱动信号只有当两个开关均被触发时才能够有效地输出至驱动装置21，驱动驱动装置21运转。

上述第一开关电路25、供电电路23、第二开关电路26、驱动电路电源支路24串联的连接方式，可简单地以硬件方式控制对控制器26的供电以及对驱动电路22的供电，由此实现“与”的逻辑。同样地，供电电路23、控制器26、驱动电路22以及驱动装置21之间串联的连接方式，也可简单地以硬件方式控制对控制器的供电以及对驱动电路的供电，由此实现“与”的逻辑。即，仅在两个开关均被触发时才能够驱动驱动装置21运转。任意开关故障均将使相应的电路单元断电，由此，关闭对驱动装置21的驱动信号。

通过这样的简单的开关双通道的硬件电路方式，能够避免以软件方式判断开关的通断状态，在软件运行故障的情况下造成判断错误，使智能电动车误启动、或无法停止运转的问题。

本实用新型的有益之处在于：通过简单的开关双通道的硬件电路方式，可以避免以软件方式判断开关的通断状态，在软件运行故障的情况下造成判断错误，影响智能电动车启动、或无法停止运转的问题；也可以避免硬件电路触发方式下开关长时间使用，接触电阻变大影响启动和刹车的问题。

通过设置的两个开关的通断状态检测方式形成的软件控制方式，其与上述信号开关双通道硬件电路形成互补，既可以避免软件控制方式在软件运行故障的情况下造成判断错误，造成智能电动车误运行问题，也可以避免硬件电路触发方式下开关长时间使用，接触电阻变大影响启动和刹车的问题。通过上述方式，可有效防止元件或软件失效时智能电动车误运行，进一步提高智能电动车的安全性。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种智能电动车，包括：

壳体；

电池集成件，容纳于所述壳体内；

驱动装置，用以驱动工作件运转；

传动装置，可操作地连接至所述驱动装置和工作件，用于将所述驱动装置的电机输出的动力传递至所述工作件；

刹车件，用以被操作以使所述驱动装置运转或停止；

驱动电路，用以驱动所述驱动装置运转；

控制器，用以控制所述驱动电路工作；

供电电路，为所述驱动装置、驱动电路和控制器供电；

其特征在于，驱动电路电源支路，设置在所述供电电路与驱动电路之间，用于为所述驱动电路供电；所述智能电动车还包括第一开关电路，设置在所述电池集成件与所述供电电路之间，所述第一开关电路包括与所述刹车件关联的第一信号开关，所述第一信号开关允许或禁止所述电池集成件与所述供电电路的电连接；当所述刹车件被按下时，所述第一信号开关被触发；以及第二开关电路，设置在所述供电电路与所述驱动电路电源支路之间，所述第二开关电路包括与所述刹车件关联的第二信号开关，所述第二信号开关允许或禁止所述供电电路与所述驱动电路电源支路的电连接；当所述刹车件被按下时，所述第二信号开关也被触发。

2.根据权利要求1所述的智能电动车，其特征在于：所述驱动电路电源支路进一步包括上桥驱动自举电路，所述上桥驱动自举电路与所述控制器和所述驱动电路电连接，用于驱动所述驱动电路的高压侧驱动开关。

3.根据权利要求2所述的智能电动车，其特征在于：所述上桥驱动自举电路包括输入端，电连接至所述第二开关电路，以通过所述第二开关电路电连接至所述供电电路或断开与所述供电电路的电连接；输出端，电连接至所述控制器，所述输出端包括第一输出端和第二输出端；以及储能元件，电连接在所述第一输出端和第二输出端之间，以通过所述控制器提供所述驱动电路的高压侧驱动开关的电压；所述储能元件的一端电连接至所述上桥驱动自举电路的输入端，另一端电连接至所述上桥驱动自举电路的控制端，其中，控制端，电连接至所述驱动电路的所述高压侧驱动开关和低压侧驱动开关之间，所述储能元件根据所述控制端的电压充电或放电。

4.根据权利要求1所述的智能电动车，其特征在于：所述第一开关电路还包括第一开关检测电路，用于检测所述第一信号开关的通断状态；所述第一开关检测电路的输出端电连接至所述控制器，所述第一开关检测电路的输入端电连接至所述第一信号开关。

5.根据权利要求1所述的智能电动车，其特征在于：所述第二开关电路还包括第二开关检测电路，用于检测所述第二信号开关的通断状态；所述第二开关检测电路的输出端电连接至所述控制器，所述第二开关检测电路的输入端电连接至所述第二信号开关。

6.根据权利要求1所述的智能电动车，其特征在于：所述第一开关电路还包括第一开关检测电路，用于检测所述第一信号开关的通断状态；所述第一开关检测电路的输出端电连接至所述控制器，所述第一开关检测电路的输入端电连接至所述第一信号开关；所述第二开关电路还包括第二开关检测电路，用于检测所述第二信号开关的通断状态；所述第二开关检测电路的输出端电连接至所述控制器，所述第二开关检测电路的输入端电连接至所述第二信号开关。

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