CN211731279U - 智能电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能电动车。该智能电动车包括：刹车件、第一电流开关以及第二信号开关。其中，第二信号开关由所述刹车件触发，在接通状态或断开状态之间切换，输出电信号至所述控制器；所述控制器根据该电信号控制驱动装置运转或刹车。通过增设与刹车件联动的第二信号开关，可以避免智能电动车刹车控制失效，提高了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，该较大工作电流通常由设置于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。

一种解决方式是将大电流开关替换为信号开关，信号开关不经过智能电动车主回路，流经其的电流较小，不易打火。但信号开关通常采用软件方式判断其通断状态，如果软件运行故障的情况下，会造成判断错误，使智能电动车误启动、或无法停止运转，产生危险。

因此，目前急需一种在承载大电流时能够避免开关控制失效的方案，提高智能电动车中开关控制的准确性，进一步提高智能电动车的安全性。

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。

为了实现上述目标，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驱动装置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，用以输出驱动信号至所述驱动电路，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；其中，第一电流开关，与所述刹车件关联设置，由所述刹车件触发，以在接通状态和断开状态之间切换；所述第一电流开关处于接通状态时输出第一电平，所述第一电平为所述驱动电路、控制器和驱动装置供电；所述第一电流开关处于断开状态时断开所述第一电平；第二信号开关，与所述刹车件关联设置，由所述刹车件触发，在接通状态和断开状态之间切换，用以输出电信号至所述控制器；所述控制器根据所述电信号控制所述驱动装置运行或刹车。

进一步地，在所述刹车件被触动至第一位置时，所述第一电流开关的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触动至第二位置时，所述第二信号开关的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触发至所述驱动装置启动的过程中，所述刹车件依次到达所述第一位置和所述第二位置。

进一步地，在所述刹车件被触动至第一位置时，第一信号开关的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触动至第二位置时，所述第一电流开关的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触动至第三位置时，所述第二信号开关的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触至所述驱动装置启动的过程中，所述刹车件依次到达所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置。

有益效果：本申请通过增设与刹车件联动的第二信号开关，在智能电动车承载大电流时能够避免开关控制失效，提高智能电动车中开关控制的准确性，进一步提高智能电动车的安全性。

附图说明

图1是作为一种实施方式的智能电动车的外部结构图；

图2是图1所示的电的工具的一种实施方式的电路系统的示意图；

图3是图1所示智能电动车的另一种实施方式的电路系统的示意图；

图4是图1所示智能电动车的再一种实施方式的电路系统的示意图。

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。

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，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驱动装置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，用以输出驱动信号至所述驱动电路，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；其中，第一电流开关，与所述刹车件关联设置，由所述刹车件触发，以在接通状态和断开状态之间切换；所述第一电流开关处于接通状态时输出第一电平，所述第一电平为所述驱动电路、控制器和驱动装置供电；所述第一电流开关处于断开状态时断开所述第一电平；第二信号开关，与所述刹车件关联设置，由所述刹车件触发，在接通状态和断开状态之间切换，用以输出电信号至所述控制器；所述控制器根据所述电信号控制所述驱动装置运行或刹车。

下面以智能电动车为例说明本实用新型具体的实施方式。

参照图1和图2，本实用新型智能电动车，其机械结构（未示出）包括：壳体、电池集成件24、驱动装置23、传动装置、PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）电路板、操作件，其中，所述操作件包括刹车件。

壳体，用于容纳驱动装置23、传动装置、PCB电路板等，驱动装置23、传动装置以及PCB电路板均设置在壳体内。PCB电路板包括电路部件，用于控制驱动装置23运转。驱动装置23用于驱动传动装置，传动装置用于将驱动装置23输出的动力传递至工作件，从而驱动工作件如车轮运转。

电池集成件24，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，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、驱动电路、供电电路。其中，驱动电路，用以驱动驱动装置23的转子运转；控制器，用以输出驱动信号控制所述驱动电路工作；供电电路，为所述驱动装置23、驱动电路、控制器供电。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21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。

参照图2，为控制所述驱动装置23运转，上述PCB电路板或智能电动车的控制系统具体可包括如下的电路部件：控制器21、驱动电路22、第一电流开关SW1和第二信号开关SW2等。上述，控制器21、驱动电路22、驱动装置23均设置于所述智能电动车的壳体内。上述控制器21、驱动电路22、第一电流开关SW1、第二信号开关SW2、电池集成件24、驱动装置23等电性连接构成智能电动车的电路系统20。

具体地，第一电流开关SW1的一端电连接至电池集成件24，另一端电连接至驱动电路22，驱动电路22可通过第一电流开关SW1与电池集成件24实现电连接或断开电连接；第二信号开关SW2的一端与控制器21电连接，控制器21可检测所述第二信号开关SW2接通或断开的状态，第二信号开关SW2的另一端与所述第一电流开关SW1的另一端电连接；驱动装置23与驱动电路22电连接，驱动电路22用于驱动驱动装置的转子转动或停止转动；驱动电路22还与控制器21电连接，接收来自驱动电路22的驱动信号，具体地，驱动电路22与控制器21的功率驱动单元211电连接。

电池集成件24至少部分地容纳于所述壳体11内。电池集成件24可包括电源电路或电源转换电路（未示出），电源电路或电源转换电路可选择专用的电源芯片，或直接通过硬件电路，其电连接于供电电源（直流电源或交流电源）。对于作为直流电源的电池集成件24而言，需要进行配合相应的电源电路，如DC-DC转换芯片，为所述驱动装置23以及电路板上的电路部件供电。

控制器21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，在一些实施例中，控制器21采用专用的控制芯片（例如，MCU，微控制器，MicrocontrollerUnit）。控制芯片内部包括功率驱动单元211，利用功率驱动单元211提升控制器21输出信号的驱动能力，所述功率驱动电路211也可采用外置式的功率驱动单元21实现。

驱动电路22具体与驱动装置23的三相电极U、V、W电连接，驱动所述驱动装置运转。所述驱动电路22具体包括有开关电路，所述开关电路用于根据所述控制器21的控制信号驱动所述驱动装置的转子运转。如图2所示的驱动电路22包括开关元件VT1、VT2、VT3、VT 4、VT5、VT6，开关元件VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6组成三相电桥，其中VT1、VT3、VT5为上桥驱动开关，VT2、VT4、VT6为下桥驱动开关，各相桥电路的上桥驱动开关和下桥驱动开关连接于同一绕组，例如，开关元件VT1和开关元件VT2与第一相绕组连接，开关元件VT3和低开关元件VT4与第二相绕组连接，开关元件VT5和开关元件VT6与第三相绕组连接。开关元件VT1-VT6可选用场效应管、IGBT晶体管等。本实施例中以场效应管为例，各开关元件的栅极端分别与控制器21的功率驱动单元211电性连接，具体地，上桥驱动开关VT1、VT3、VT5与功率驱动单元211的上桥驱动端口电连接，下桥驱动开关VT2、VT4、VT6与功率驱动单元211的下桥驱动端口电连接。开关元件的每个漏极或源极与驱动装置的绕组电连接。开关元件VT1- VT6依据控制器21输出的驱动信号改变接通状态，从而改变电池包加载在驱动装置绕组上的电压状态，驱动所述驱动装置23运转。

为了使驱动装置23转动，驱动电路22具有多个驱动状态，在一个驱动状态下驱动装置的定子绕组会产生一个磁场，控制器21被配置为依据驱动装置的转子转动位置输出相应的驱动信号至驱动电路22以使驱动电路22切换驱动状态，从而改变加载在驱动装置23的绕组上的电压的状态，产生交变的磁场驱动转子转动，进而实现对驱动装置的驱动。驱动装置23的转子转动位置，在本实施例中可通过采样驱动装置的母线电流和/或驱动装置的端电压，由控制器21内的驱动装置检测模块（未示出）进行相应的计算获得。

为了使施加于驱动装置23的电压可变，控制器21一般会输出PWM信号控制上述驱动电路22的开关元件。在通过脉宽调制方式来驱动上述开关元件时，会产生浪涌电压，流过开关元件的电流值会很大。尤其是，在大电流情况下，开关元件在接通和/或断开时产生的浪涌电压增大。为了吸收上述浪涌电压，一般会与驱动电路22并联连接有储能元件C。在一些具体的实施例中，所述储能元件为电解电容，电解电容用于吸收驱动电路22中由于开关元件的接通和断开产生的浪涌电压。但是，在第一电流开关SW1接通的瞬间，会产生较大的脉冲电流，由于电流不可控，该较大的脉冲电流会对第一电流开关SW1的开关触点以及电解电容造成冲击，容易造成开关触点打火粘连以及影响电解电容寿命。为此，可通过与储能元件C串联一个开关元件Q，用于控制储能元件C的充电和放电，以使得储能元件C在第一电流开关SW1接通后延缓充电，从而避免大电流冲击。

操作件包括刹车件，以及上述第一电流开关SW1和第二信号开关SW2。其中，刹车件，供用户操作；第一电流开关SW1由所述刹车件触发在接通状态或断开状态之间切换；所述第一电流开关SW1处于接通状态时输出第一电平，所述第一电平为所述控制器21、驱动电路22、驱动装置23供电；所述第一电流开关SW1处于断开状态时断开所述第一电平；第二信号开关SW2，由所述刹车件的刹车件触发，在接通状态或断开状态之间切换，输出电信号至所述控制器21；所述控制器21根据所述电信号输出控制信号控制所述驱动电路22。

在一些实施例中，所述刹车件可被触发至不同位置，在所述刹车件被触动至第一位置时，所述第一电流开关SW1的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触动至第二位置时，所述第二信号开关SW2的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触发至所述驱动装置23启动的过程中，所述刹车件依次到达所述第一位置和所述第二位置。

继续参考图2，在操作件被按压的状态下，第一电流开关SW1的AB端及A’B’端之间电连接，第一电流开关SW1处于接通状态下，该第一电流开关SW1需承载电池集成件24输出的全部电流。为避免第一电流开关SW1的触点因承载大电流而出现打火，本实施例中可以其中一个铜片作为A端和A’端之间的电连接结构，以另一铜片作为B、B’端之间的电连接结构。连接铜片的两支路并联地承担来自电池集成件24的电流。由于铜片导电性良好，并且具备良好的散热特性，因此，按照这样的连接方式，一方面可有效解决大电流通断状态变化而在开关触点之间产生打火现象，另一方面还可通过贴合开关表面设置的铜片辅助对该第一电流开关提供散热。

在本实施例中，控制器21可依据智能电动车的对内部数据信号处理的需求，选择相应的DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理）芯片、ARM（Advanced RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机） Machine，RISC微处理器）芯片、单片机（MCU，微控制器，Microcontroller Unit）等实现。

参照图3，为控制所述驱动装置33运转，上述PCB电路板上的电路部件或智能电动车的控制系统30具体可包括如下的电路部件：控制器31、驱动电路32、第一电流开关SW1’、第一信号开关SW2’和第二信号开关SW3’等。上述手持式圆锯还包括电池集成件34，上述控制器31、驱动电路32、第一电流开关SW1’、第一信号开关SW2’、第二信号开关SW3’等、电池集成件34、驱动装置23等电性连接构成电路系统。

在本实施例中，电池集成件34可拆卸的安装至所述智能电动车。本实用新型的智能电动车增加有一个信号开关SW3’。在一些具体地实施例中，上述第一电流开关SW1’、第一信号开关SW2’、第二信号开关SW3’联动。

继续参照图3，本实施例中第二信号开关SW3的一端电连接至控制器21，在其被触发至接通状态时用于为所述控制器31上电，在其被触发至断开状态时断开与所述控制器31的电连接，所述控制器31据此控制智能电动车刹车。

参照图4，作为智能电动车的另一种实施方式的电路系统40，包括控制器41、驱动电路42、驱动装置43、电池集成件44、上桥驱动自举电路45、电源模块46、第一信号开关状态检测电路47、第二信号开关状态检测电路48、第一电流开关状态检测电路49、储能元件C以及控制储能元件充电或放电的开关元件Q。

在本实施例中，控制器41、驱动电路42、驱动装置43、电池集成件44、储能元件C以及控制储能元件充电或放电的开关元件Q与上述实施方式的类似，其协同工作方式类似，此处不再赘述。

在本实施例中，驱动电路42通过第一电流开关SW1’与电池集成件44实现电连接或断开电连接。上桥驱动自举电路45与所述控制器41以及所述驱动电路42电连接，用于驱动所述驱动电路的高压侧驱动开关。第一电流开关状态检测电路49与所述第一电流开关SW1’电连接，用于检测第一电流开关SW1’的接通或断开的状态。第一信号开关状态检测电路47与所述第一信号开关SW2’连接，用于检测第一信号开关SW2’的接通或断开的状态。上述第一信号开关状态检测电路47、第二信号开关状态检测电路48、第一电流开关状态检测电路49的另一端均连接至控制器41，控制器41根据接收到的各个开关状态检测电路的电信号，控制驱动装置43启动、运行、刹车或停止。通过提供上述开关状态检测电路，可以有效避免在操作开关的机械结构失效而不能有效触发或误触发上述第一电流开关或第二信号开关时智能电动车误动作。通过上述硬件开关和开关状态检测电路形成的软件方式，形成双重保护，以避免智能电动车发生不期望的误动作。

电源电路46，用于将来自电池集成件44的电能转换成可供控制器41、上桥驱动自举电路45以及各个开关状态检测电路使用的电能。

在本实施例中，第一信号开关SW2’电连接至电源电路46，所述第一信号开关SW2’在接通时，能够触发电源电路46工作，从而为控制器41提供电能。而在所述第一信号开关SW2’在断开时，提供一个刹车信号给控制器41，控制驱动装置刹车。

本实用新型中，通过增设与刹车件联动的第二信号开关，在智能电动车承载大电流时能够避免开关控制失效，提高智能电动车中开关控制的准确性，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 (3)

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驱动装置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，用以输出驱动信号至所述驱动电路，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，第一电流开关，与所述刹车件关联设置，由所述刹车件触发，以在接通状态和断开状态之间切换；所述第一电流开关处于接通状态时输出第一电平，所述第一电平为所述驱动电路、控制器和驱动装置供电；所述第一电流开关处于断开状态时断开所述第一电平；第二信号开关，与所述刹车件关联设置，由所述刹车件触发，在接通状态和断开状态之间切换，用以输出电信号至所述控制器；所述控制器根据所述电信号控制所述驱动装置运行或刹车。

2.如权利要求1所述的智能电动车，其特征在于：在所述刹车件被触动至第一位置时，所述第一电流开关的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触动至第二位置时，所述第二信号开关的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触发至所述驱动装置启动的过程中，所述刹车件依次到达所述第一位置和所述第二位置。

3.如权利要求1所述的智能电动车，其特征在于：在所述刹车件被触动至第一位置时，第一信号开关的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触动至第二位置时，所述第一电流开关的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触动至第三位置时，所述第二信号开关的接通或断开的状态发生变化；在所述刹车件被触至所述驱动装置启动的过程中，所述刹车件依次到达所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置。

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