CN215244441U - 一种自带充放电管理功能的电动车控制器和电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种自带充放电管理功能的电动车控制器和电动车，该控制器包括散热器、外壳、电源接线端口、电机接线端口、PCB电路板、晶体管、控制模块、驱动模块、电源管理模块和参考电压端口。驱动模块与控制模块连接，电源接线端口用于连接车载电池和电源管理模块，电源管理模块分别与参考电压端口和控制模块连接，参考电压端口用于接入整车电气系统的参考电压。本实用新型实施例提供的技术方案能够降低系统的开发成本，通过将电源管理模块集成在控制器内，能够兼顾锂电池和铅酸电池的特性，避免了电源管理模块的单独安装和接线，有利于节省系统安装的空间和走线的空间，同时能够简化整车的生产工艺。

Description

一种自带充放电管理功能的电动车控制器和电动车

技术领域

本实用新型实施例涉及电源管理技术领域，尤其涉及一种自带充放电管理功能的电动车控制器和电动车。

背景技术

随着社会的发展，电动车已经成为最受欢迎的交通工具。电动车通常采用锂电池或铅酸电池进行供电。

目前，电动车通常具有专门的电池管理系统来对电池的电量进行管理，以便用户能够合理规划出行。但是，独立的电池管理系统的成本较高，同时还占用整车的安装空间，使得电动车的生产工艺较为复杂。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种自带充放电管理功能的电动车控制器和电动车，以简化电动车的生产工艺，降低生产成本。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种自带充放电管理功能的电动车控制器，包括：散热器、外壳、电源接线端口、电机接线端口、PCB电路板和晶体管，所述PCB电路板设置于所述散热器和所述外壳形成的容纳空间内，所述电源接线端口与车载电池连接，还包括：控制模块、驱动模块、电源管理模块和参考电压端口；

所述驱动模块与所述控制模块连接，所述驱动模块用于向所述晶体管发送驱动信号，以驱动与所述电机接线端口连接的电机；

所述电源接线端口用于连接车载电池和所述电源管理模块，所述电源管理模块分别与所述参考电压端口和所述控制模块连接，所述参考电压端口用于接入整车电气系统的参考电压。

可选地，所述电源接线端口包括第一电源接线端口和第二电源接线端口，所述第一电源接线端口为正极接线端口，所述第二电源接线端口为负极接线端口；

所述电源管理模块的第一端口与所述第一电源接线端口连接，所述电源管理模块的第二端口通过所述参考电压端口与所述整车电气电气系统的参考正端连接，所述电源管理模块的第三端口与所述控制模块连接；所述电源管理模块用于检测所述车载电池的充放电信号，所述控制模块用于根据所述充放电信号计算所述车载电池的电量信息，并根据所述电量信息控制电动车的整车状态。

可选地，所述电源接线端口包括第一电源接线端口和第二电源接线端口，所述第一电源接线端口为正极接线端口，所述第二电源接线端口为负极接线端口；

所述电源管理模块的第一端口与所述第二电源接线端口连接，所述电源管理模块的第二端口通过所述参考电压端口与所述整车电气电气系统的参考地连接，所述电源管理模块的第三端口与所述控制模块连接；所述电源管理模块用于检测所述车载电池的充放电信号，所述控制模块用于根据所述充放电信号计算所述车载电池的电量信息，并根据所述电量信息控制电动车的整车状态。

可选地，所述参考电压端口与所述电源接线端口在所述自带充放电管理功能的电动车控制器的同一侧，且相邻设置。

可选地，所述参考电压端口设置于所述电源接线端口所在区域的外侧。

可选地，所述参考电压端口包括连接端子或连接引出线。

可选地，所述电源管理模块包括温度采集单元、电流采集单元和电压采集单元；

所述温度采集单元的第一端口、第二端口和第三端口分别与所述电源管理模块的第一端口、第二端口和第三端口连接，用于采集所述车载电池的温度；

所述电流采集单元的第一端口、第二端口和第三端口分别与所述电源管理模块的第一端口、第二端口和第三端口连接，用于采集所述车载电池的电流；

所述电压采集单元的第一端口、第二端口和第三端口分别与所述电源管理模块的第一端口、第二端口和第三端口连接，用于采集所述车载电池的电压。

可选地，还包括辅助功能模块和功能端口；

所述辅助功能模块的第一端口与所述控制模块连接，所述辅助功能模块的第二端口连接至所述功能端口，所述辅助功能模块用于根据所述功能端口接收到的控制信号，控制所述电动车实现辅助功能。

可选地，所述参考电压端口与所述功能端口并联。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电动车，该电动车包括本实用新型任意实施例所提供的自带充放电管理功能的电动车控制器。

本实用新型实施例提供了一种自带充放电管理功能的电动车控制器，通过将电源管理模块集成在控制器内，以实现通过控制器直接对车载电池的充放电进行管理。由于电源管理模块集成在了控制器内，因此电源管理模块与控制器内部的其他模块能够共用部分端口或模块，不需要单独设计电源管理系统。相对于现有技术，本实用新型实施例提供的技术方案能够降低系统的开发成本，通过将电源管理模块集成在控制器内，能够兼顾锂电池和铅酸电池的特性，避免了电源管理模块的单独安装和接线，有利于节省系统安装的空间和走线的空间，同时能够简化整车的生产工艺。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种自带充放电管理功能的电动车控制器的原理结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种自带充放电管理功能的电动车控制器的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种自带充放电管理功能的电动车控制器的内部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的原理结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的原理结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的整体结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的整体结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的原理结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的原理结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种自带充放电管理功能的电动车控制器的原理结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的一种自带充放电管理功能的电动车控制器的整体结构示意图，图3为本实用新型实施例提供的一种自带充放电管理功能的电动车控制器的内部结构示意图，参考图1-图3，本实用新型实施例提供的自带充放电管理功能的电动车控制器10包括：散热器210、外壳300、电源接线端口110、电机接线端口120、PCB电路板220和晶体管230，PCB电路板220设置于散热器210和外壳300形成的容纳空间内，电源接线端口110与车载电池50连接，还包括：控制模块10、驱动模块20、电源管理模块30和参考电压端口13。

驱动模块20与控制模块10连接，驱动模块20用于向晶体管230发送驱动信号，以驱动与电机接线端口120连接的电机40。

电源接线端口110用于连接车载电池50和电源管理模块30，电源管理模块30分别与参考电压端口13和控制模块10连接，参考电压端口13用于接入整车电气系统的参考电压。

具体地，电源接线端口110与设置于自带充放电管理功能的电动车控制器100(以下简称控制器100)外部的车载电池50连接，用于引入控制器100所需要的电源电压，其中，电源接线端口110的数量可以与车载电池50的电源端口的数量相同。电机接线端口120用于连接驱动模块20和设置于控制器100外部的电机，实现驱动模块20与电机40之间的电连接。参考电压端口13能够保证电源管理模块30与控制器100外部的模块之间具有相同电位，避免影响电源管理模块30的测量精度。参考电压端口13与整车电气系统的参考端口连接，其中电气系统的参考端口可以为参考正端、参考负端或参考地。结合图1和图2，控制器100包括外壳300，电源接线端口110、电机接线端口120和参考电压端口13均设置于PCB电路板220上，并暴露在外壳300上，控制模块10、驱动模块20和电源管理模块30均设置在外壳300与散热器210所形成的容纳空间的内部，并位于PCB电路板220上。通过合理布局，可以实现在不增加控制器100的体积情况下，实现控制器100对车载电池50的充放电进行管理。

在本实施例中，车载电池50可以为锂电池，也可以为铅酸电池；本实施例所提到的连接关系均为电连接。

本实用新型实施例提供了一种自带充放电管理功能的电动车控制器，通过将电源管理模块集成在控制器内，以实现通过控制器直接对车载电池的充放电进行管理。由于电源管理模块集成在了控制器内，因此电源管理模块与控制器内部的其他模块能够共用部分端口或模块，不需要单独设计电源管理系统。相对于现有技术，本实用新型实施例提供的技术方案能够降低系统的开发成本，通过将电源管理模块集成在控制器内，能够兼顾锂电池和铅酸电池的特性，避免了电源管理模块的单独安装和接线，有利于节省系统安装的空间和走线的空间，同时能够简化整车的生产工艺。

作为本实施例的一种可选实施方式，图4为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的原理结构示意图，参考图4，电源接线端口110包括第一电源接线端口11和第二电源接线端口12，第一电源接线端口11为正极接线端口，第二电源接线端口12为负极接线端口。

电源管理模块30的第一端口A1与第一电源接线端口11连接，电源管理模块30的第二端口A2通过参考电压端口13与整车电气系统的参考正端连接，电源管理模块30的第三端口A3与控制模块10连接；电源管理模块30用于检测车载电池50的充放电信号，控制模块10用于根据充放电信号计算车载电池50的电量信息，并根据电量信息控制电动车的整车状态。

具体地，当电源管理模块30的第一端口A1连接车载电池50的正极时，则参考电压端口13连接至整车电气系统的参考正端，也即参考电压端口13接入高电位，避免电源管理模块30出现电位降低的现象而影响测量精度。其中，整车电气系统的参考正端可以为其他电源模块400的正端，如DC电源模块或充电器的正端，在其他实施例中，还可以为防盗器的正端。电源管理模块30的第三端口A3输出车载电池50正极的电量信息至控制模块10，控制模块10根据接收到的电量信息向驱动模块20发送控制信号以控制驱动模块20驱动电机40旋转，电机40可以为三相电机，则电机接线端口120包括第一子接线端口14、第二子接线端口15和第三子接线端口16，分别与三相电机的三个电极连接。晶体管230可以形成逆变桥式电路，参考图3和图4，多个晶体管230形成逆变桥式电路，驱动模块20根据控制模块10发送的控制信号生成驱动信号，并将驱动信号输出至晶体管230，逆变桥式电路工作，从而驱动电机40旋转。

在电动车行驶或上电时，电源管理模块30能够实时检测车载电池50的电压或电流的变化情况，并将检测到的电压或电流信号发送至控制模块10，控制模块10根据接收到的电压或电流信号计算车载电池50的当前电量。若计算得到车载电池50的电量低于放电预设电量时，则控制模块10控制驱动模块20停止驱动电机40运行，或者控制车载电池50停止向控制器100供电，避免车载电池50在亏电的情况继续输出电能，有利于延长车载电池50的使用寿命。当车载电池50处于充电状态时，控制模块10同样能够根据电源管理模块30检测到的电源信号计算车载电池50当前的电量信息，当充满电或当前电量大于充电预设电量时，控制充电器与车载电池50之间断开连接，以保证车载电池50不会出现过充的现象，实现车载电池50的充放电保护功能。

作为本实施例的另一种可选实施方式，图5为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的原理结构示意图，参考图5，电源接线端口110包括第一电源接线端口11和第二电源接线端口12，第一电源接线端口11为正极接线端口，第二电源接线端口12为负极接线端口。

电源管理模块30的第一端口A1与第二电源接线端口12连接，电源管理模块30的第二端口A2通过参考电压端口13与整车电气系统的参考地连接，电源管理模块30的第三端口A3与控制模块10连接。

具体地，与图4所示结构不同的是，本实施例的电源管理模块30的第一端口A1与车载电池50的负极连接，因此其第二端口A2应连接至整车电气系统的参考地，也即电源管理模块30的第二端口A2连接至整车电气系统的地线上，实现电源管理模块30与其他模块共地连接，以提高电源管理模块30的测量精度。本实施例同样能够实现由控制器100直接对车载电池50的充放电进行管理。

继续参考图3，参考电压端口13与电源接线端口110在自带充放电管理功能的电动车控制器100的同一侧，且相邻设置。也就是说，在沿电源接线端口110的排列方向上，参考电压端口13与电源接线端口110设置在同一排上，能够节省在控制器100的外壳上设置端口的空间，同时有利于美化控制器100的视觉效果。

可选地，图6为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的整体结构示意图，参考图6，参考电压端口13设置于电源接线端口110所在区域的外侧。示例性地，第一电源接线端口11和第二电源接线端口12所在区域为一凹槽区域，为了避免在安装控制器100时出现误接线的情况，可以将参考电压端口13设置在该凹槽区域以外，独立于电源接线端口110设置，从而有利于提高控制器100的接线可靠性。

需要说明的是，图6仅示例性地示出参考电压端口13的设置位置，在其他实施例中，参考电压端口13还可以设置在其他位置，只需保证参考电压端口13的设置位置在电源接线端口110所在区域以外就可以。

可选地，在本实施例中，参考电压端口13包括连接端子或连接引出线。其中，图6示出了参考电压端口13为连接端子的情况，可以通过插片或绕线的方式连线。图7为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的整体结构示意图，图7具体示出了参考电压端口13为连接引出线的情况，参考电压端口13可以直接通过引出线连接至电气系统的参考端，大大提高了控制器100连线方式的兼容性。

当然，在其他实施例中，参考电压端口13还可以为插拔式接口，可根据实际需求进行具体设计。

图8为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的原理结构示意图，在上述各实施例的基础上，参考图8，电源管理模块30包括温度采集单元310、电流采集单元320和电压采集单元330。

温度采集单元310的第一端口a1、第二端口a2和第三端口a3分别与电源管理模块30的第一端口A1、第二端口A2和第三端口A3连接，用于采集车载电池50的温度。

电流采集单元320的第一端口b1、第二端口b2和第三端口b3分别与电源管理模块30的第一端口A1、第二端口A2和第三端口A3连接，用于采集车载电池50的电流。

电压采集单元330的第一端口c1、第二端口c2和第三端口c3分别与电源管理模块30的第一端口A1、第二端口A2和第三端口A3连接，用于采集车载电池50的电压。

具体地，温度采集单元310可以为温度传感器，用于实时采集车载电池50的温度，结合控制模块10能够实现电动车的过温保护，在其他实施例中，温度采集单元310还可以与电机40连接，防止电机40出现过温的情况。电流采集单元320可以为电流传感器，电压采集单元330可以为电压传感器，分别采集车载电池50的电压和电流，控制模块10根据接收到的电压和电流对车载电池50的剩余电量进行估算，以合理控制整车的运行状态。

作为本实施例提供的而另一种可选实施方式，图9为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的原理结构示意图，在上述各实施例的基础上，参考图9，还包括辅助功能模块60和功能端口17；辅助功能模块60的第一端口与控制模块10连接，辅助功能模块60的第二端口连接至功能端口17，辅助功能模块60用于根据功能端口17接收到的控制信号，控制电动车实现辅助功能。

具体地，辅助功能可以为灯光功能和刹车功能等，功能端口17与辅助系统500连接，其中，辅助系统500可以包括灯光模块、转把模块和刹车模块等，功能端口17用于接收辅助系统500输出的控制信号，辅助功能模块60对接收到的控制信号进行信号处理后发送至控制模块10，进而实现相应的辅助功能。

继续参考图9，控制器100还包括霍尔元件70，霍尔元件70连接在控制模块10和电机40之间，用于将电机40的位置信号反馈至控制模块10中，以形成闭环控制，有利于提高电机40的控制精度。

图10为本实用新型实施例提供的另一种自带充放电管理功能的电动车控制器的整体结构示意图，参考图10，功能端口17设置于控制器的外壳300上，参考电压端口13与功能端口17并联，能够节省控制器内部的走线空间，从而能够实现不增加控制器的体积。

本实用新型实施例还提供了一种电动车，包括本实用新型任意实施例所提供的自带充放电管理功能的电动车控制器，该电动车可以为电动自行车、电动三轮车、电动摩托车等，由于该电动车包括本实用新型任意实施例所提供的自带充放电管理功能的电动车控制器，因此该电动车也具备本实用新型任意实施例所描述的有益效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种自带充放电管理功能的电动车控制器，包括：散热器、外壳、电源接线端口、电机接线端口、PCB电路板和晶体管，所述PCB电路板设置于所述散热器和所述外壳形成的容纳空间内，所述电源接线端口与车载电池连接，其特征在于，还包括：控制模块、驱动模块、电源管理模块和参考电压端口；

所述驱动模块与所述控制模块连接，所述驱动模块用于向所述晶体管发送驱动信号，以驱动与所述电机接线端口连接的电机；

所述电源接线端口用于连接车载电池和所述电源管理模块，所述电源管理模块分别与所述参考电压端口和所述控制模块连接，所述参考电压端口用于接入整车电气系统的参考电压。

2.根据权利要求1所述的自带充放电管理功能的电动车控制器，其特征在于，所述电源接线端口包括第一电源接线端口和第二电源接线端口，所述第一电源接线端口为正极接线端口，所述第二电源接线端口为负极接线端口；

所述电源管理模块的第一端口与所述第一电源接线端口连接，所述电源管理模块的第二端口通过所述参考电压端口与所述整车电气系统的参考正端连接，所述电源管理模块的第三端口与所述控制模块连接；所述电源管理模块用于检测所述车载电池的充放电信号，所述控制模块用于根据所述充放电信号计算所述车载电池的电量信息，并根据所述电量信息控制电动车的整车状态。

3.根据权利要求1所述的自带充放电管理功能的电动车控制器，其特征在于，所述电源接线端口包括第一电源接线端口和第二电源接线端口，所述第一电源接线端口为正极接线端口，所述第二电源接线端口为负极接线端口；

所述电源管理模块的第一端口与所述第二电源接线端口连接，所述电源管理模块的第二端口通过所述参考电压端口与所述整车电气系统的参考地连接，所述电源管理模块的第三端口与所述控制模块连接；所述电源管理模块用于检测所述车载电池的充放电信号，所述控制模块用于根据所述充放电信号计算所述车载电池的电量信息，并根据所述电量信息控制电动车的整车状态。

4.根据权利要求1所述的自带充放电管理功能的电动车控制器，其特征在于，所述参考电压端口与所述电源接线端口在所述自带充放电管理功能的电动车控制器的同一侧，且相邻设置。

5.根据权利要求1所述的自带充放电管理功能的电动车控制器，其特征在于，所述参考电压端口设置于所述电源接线端口所在区域的外侧。

6.根据权利要求1所述的自带充放电管理功能的电动车控制器，其特征在于，所述参考电压端口包括连接端子或连接引出线。

7.根据权利要求1所述的自带充放电管理功能的电动车控制器，其特征在于，所述电源管理模块包括温度采集单元、电流采集单元和电压采集单元；

所述温度采集单元的第一端口、第二端口和第三端口分别与所述电源管理模块的第一端口、第二端口和第三端口连接，用于采集所述车载电池的温度；

所述电流采集单元的第一端口、第二端口和第三端口分别与所述电源管理模块的第一端口、第二端口和第三端口连接，用于采集所述车载电池的电流；

所述电压采集单元的第一端口、第二端口和第三端口分别与所述电源管理模块的第一端口、第二端口和第三端口连接，用于采集所述车载电池的电压。

8.根据权利要求1所述的自带充放电管理功能的电动车控制器，其特征在于，还包括辅助功能模块和功能端口；

所述辅助功能模块的第一端口与所述控制模块连接，所述辅助功能模块的第二端口连接至所述功能端口，所述辅助功能模块用于根据所述功能端口接收到的控制信号，控制所述电动车实现辅助功能。

9.根据权利要求8所述的自带充放电管理功能的电动车控制器，其特征在于，所述参考电压端口与所述功能端口并联。

10.一种电动车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的自带充放电管理功能的电动车控制器。

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