CN217623155U - 一种电动车低功耗精准调速设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动车低功耗精准调速设备，该设备的磁场检测模块安装于电动车车轮附近，电动车车轮上安装有磁铁，磁铁跟随车轮旋转使周围磁场变化，磁场发生模块和电机传感器均安装在电动车车身上并且二者邻近设置；电池经由防反接模块分别与MCU、磁场检测模块和磁场发生模块电连接，用于为三者供电，磁场检测模块用于检测磁场检测模块周围的磁场变化频率，并基于磁场变化频率向MCU的输入端发送触发信号，MCU接收触发信号并基于触发信号控制磁场发生模块产生相应的主动磁场，电机传感器检测主动磁场并基于主动磁场向电动车电机发送对应加速或减速信号使电动车车速变化平稳。

Description

一种电动车低功耗精准调速设备

技术领域

本实用新型涉及电动车的技术领域，具体而言，涉及一种电动车低功耗精准调速设备。

背景技术

电动车、电动自行车、电动助力车在现代生活中越来越多，电动车在世界各地也均有销售。由于国情、交通法规的不同，不同世界地区的人们对于电动车速度的需求和标准要求也不同，具体涉及到能够调整速度的调速器，于是市面上出现了大量调速设备。

现有的技术方案主要是采用锂电池供电，MCU使用霍尔传感器去检测磁场，通过电感产生磁场去影响车身的传感器，传感器向电机发送控制信号，进而影响电动车的速度。但是市面上很多售卖的调速设备存在调速不灵敏、速度失调，长时间放置放电快，需要经常更换电池等问题，为了有效解决调速设备存在调速不灵敏、速度失调，长时间放置放电快，需要经常更换电池等问题，提高对电池的利用效率，研究一种更加精准且低功耗的新方案十分重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种低功耗且调速灵敏的电动车调速设备，提高电池利用效率，减少电池更换。

本实用新型的技术方案是：提供了一种电动车低功耗精准调速设备，该设备包括：电池BT1、防反接模块、MCU、磁场检测模块、磁场发生模块和电机传感器；

磁场检测模块安装于电动车车轮附近，电动车车轮上安装有磁铁，磁铁跟随车轮旋转使周围磁场变化，磁场发生模块和电机传感器均安装在电动车车身上并且二者邻近设置；

电池BT1经由防反接模块分别与MCU、磁场检测模块和磁场发生模块电连接，用于为三者供电，磁场检测模块用于检测磁场检测模块周围的磁场变化频率，并基于磁场变化频率向MCU的输入端发送触发信号，磁场检测模块包括干簧管R3，干簧管R3待机状态时闭合，检测到磁场变化后断开，MCU接收触发信号并基于触发信号控制磁场发生模块产生相应的主动磁场，电机传感器检测主动磁场并基于主动磁场向电动车电机发送对应加速或减速信号使电动车车速变化平稳。

上述任一项技术方案中，进一步地，防反接模块的输入端连接电池BT1，防反接模块输出端分别连接干簧管R3的一端、MCU的供电端和磁场发生模块的供电端，干簧管R3的另一端接地。

上述任一项技术方案中，进一步地，防反接模块包括第一肖特基二极管D1和第一电容C1；

第一电容C1的一端连接第一肖特基二极管D1的负极，第一电容C1的另一端接地；

电池BT1的正极连接第一肖特基二极管D1的正极，电池BT1的负极接地，第一肖特基二极管D1的负极分别与干簧管R3、MCU连接。

上述任一项技术方案中，进一步地，磁场发生模块包括电感L1和三极管Q1，三极管Q1的集电极连接电感L1的一端，三极管Q1的基极连接MCU的信号输出端，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1导通时，电感L1导通并产生主动磁场。

上述任一项技术方案中，进一步地，磁场检测模块还包括：第一减压电阻R1；

第一减压电阻R1连接在第一肖特基二极管D1和干簧管R3之间，第一减压电阻R1和干簧管R3之间的支路连接MCU的信号输入端。

上述任一项技术方案中，进一步地，磁场发生模块还包括：第二减压电阻R2、第三减压电阻R4和负反馈电阻R5；

第二减压电阻R2在第一肖特基二极管D1与电感L1之间，第三减压电阻R4连接在MCU和三极管Q1的基极之间，第二减压电阻R2和第三减压电阻R4用于减压稳压，保护电路，负反馈电阻R5并联在三极管Q1的基极和发射极之间。

上述任一项技术方案中，进一步地，磁场发生模块还包括：第二肖特基二极管D2和第二电容C2，第二肖特基二极管D2并联在电感L1的两端，第二肖特基二极管D2的正极方向连接三极管Q1的集电极，第二电容C2位于第二减压电阻R2与电感L1中间的支路上，第二电容C2的一端接地。

本实用新型还提供了一种电动车，该电动车包括上述任一项的电动车低功耗精准调速设备。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型中的技术方案依靠经过校准匹配铁氧体绕制的大感量电感能够实现精准调速，不会出现调速不灵敏等问题；依靠干簧管作为磁场检测元件，在待机时不消耗电流，以低功耗MCU控制磁场产生，做到超低功耗，以保证电池的长时间利用，提高用户体验。

附图说明

本实用新型的上述和附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的电动车低功耗精准调速设备的示意框图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的电动车低功耗精准调速设备的电路图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的电池及防反接模块的电路图；

图4是根据本实用新型的一个实施例的磁场检测模块的电路图；

图5是根据本实用新型的一个实施例的磁场发生模块的电路图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实施例提供了一种电动车低功耗精准调速设备，该设备包括：电池BT1、防反接模块、MCU、磁场检测模块和磁场发生模块。

具体地，防反接模块包括第一肖特基二极管D1和第一电容C1。

磁场检测模块包括干簧管R3和第一减压电阻R1。

磁场发生模块包括电感L1、三极管Q1、第二减压电阻R2、第三减压电阻R4、负反馈电阻R5、第二肖特基二极管D2和第二电容C2。

本实施例中使用的电池BT1为3V锂电池，电感L1为经过校准匹配、用铁氧体绕制的大感量电感。

磁场检测模块安装于电动车车轮附近，电动车车轮上安装有磁铁，磁铁跟随车轮旋转使周围磁场变化，磁场发生模块和电机传感器均安装在电动车车身上并且二者邻近设置。

如图2所示，电池BT1经由防反接模块分别与MCU、磁场检测模块和磁场发生模块电连接，用于为三者供电，当电动车骑行时，电动车车轮上的磁铁跟着车轮旋转，磁场检测模块用于检测其周围的磁场变化频率，并基于磁场变化频率向MCU的输入端发送触发信号，MCU接收触发信号并基于触发信号控制磁场发生模块产生相应的主动磁场，安装在磁场发生模块附近的电机传感器检测主动磁场并基于主动磁场向电动车电机发送对应加速或信号使电动车车速变化平稳，防止出现意外。

如图3所示，电池BT1的负极接地，电池BT1的正极连接第一肖特基二极管D1的正极，第一肖特基二极管D1的负极连接第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端接地，第一电容C1起到滤波作用。

如图4和图5所示，第一肖特基二极管D1的负极同时连接第一减压电阻R1的一端和第二减压电阻R2的一端，另外第一肖特基二极管D1的负极也连接MCU的供电端，为三者供电；防反接模块的第一肖特基二极管D1在电池BT1正负极接反时截止，起到保护电路的作用。

如图4所示，第一减压电阻R1连接在第一肖特基二极管D1和干簧管R3之间，第一减压电阻R1和干簧管R3之间的支路连接MCU的信号输入端，干簧管R3的另一端接地；干簧管是一种充满惰性气体的开关装置，当检测到磁场变化时，干簧管R3断开，磁场检测模块开始向MCU发送信号；干簧管的待机功耗非常低，接通和断开速度较继电器快，可以在低功耗的同时杜绝调速不灵敏的情况。

如图5所示，第三减压电阻R4连接在MCU和三极管Q1的基极之间，三极管Q1的发射极接地，负反馈电阻R5并联在三极管Q1的基极和发射极之间，三极管Q1的集电极连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接第二减压电阻R2的另一端；当MCU传来信号时，三极管Q1导通，紧接着电感L1导通产生主动磁场，影响附近的电机传感器向电动车电机发送信号，进而控制电动车速度，使用经过校准匹配的大感量电感可以产生精确数值的主动磁场，不会出现速度失调的问题。

另外，第二肖特基二极管D2并联在电感L1的两端，第二肖特基二极管D2的正极连接三极管Q1的集电极，第二电容C2位于第二减压电阻R2与电感L1中间的支路上，第二电容C2的另一端接地；第二肖特基二极管D2和第二电容C2起到保护电路作用。

经过出厂测试预算，本实施例的方案在合适温湿度下，使用600mAh的锂电池能够做到待机5年以上；在工作状态下，600mAh的锂电池可以持续工作5000公里以上，期间不会出现调速失灵、速度失调的问题。

综上所述，本实用新型提出了一种电动车低功耗精准调速设备，该设备包括电池BT1、防反接模块、MCU、磁场检测模块、磁场发生模块和电机传感器。

磁场检测模块安装于电动车车轮附近，电动车车轮上安装有磁铁，磁铁跟随车轮旋转使周围磁场变化，磁场发生模块和电机传感器均安装在电动车车身上并且二者相邻设置。

电池BT1经由防反接模块分别与MCU、磁场检测模块和磁场发生模块电连接，用于为三者供电，磁场检测模块用于检测磁场检测模块周围的磁场变化频率，并基于磁场变化频率向MCU的输入端发送触发信号，MCU接收触发信号并基于触发信号控制磁场发生模块产生相应的主动磁场，电机传感器检测主动磁场并基于主动磁场向电动车电机发送对应加速或减速信号使电动车车速变化平稳。

该设备依靠经过校准匹配铁氧体绕制的大感量电感能够实现精准调速，不会出现调速不灵敏等问题；依靠干簧管作为磁场检测元件，在待机时不消耗电流，以低功耗MCU控制磁场产生，做到超低功耗，以保证电池的长时间利用，提高用户体验。

在本实用新型中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本实用新型的原理进行说明，并非意在对本实用新型进行限制。

尽管参考附图详地公开了本实用新型，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本实用新型的应用。本实用新型的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本实用新型保护范围和精神的情况下针对实用新型所作的各种变型、改型及等效方案。

Claims (8)

1.一种电动车低功耗精准调速设备，其特征在于，所述设备包括：电池BT1、防反接模块、MCU、磁场检测模块、磁场发生模块和电机传感器；

所述磁场检测模块安装于电动车车轮附近，所述电动车车轮上安装有磁铁，所述磁铁跟随车轮旋转使周围磁场变化，所述磁场发生模块和所述电机传感器均安装在电动车车身上并且二者邻近设置；

所述电池BT1经由所述防反接模块分别与所述MCU、磁场检测模块和磁场发生模块电连接，用于为三者供电，所述磁场检测模块用于检测所述磁场检测模块周围的磁场变化频率，并基于所述磁场变化频率向所述MCU的输入端发送触发信号，所述磁场检测模块包括干簧管R3，所述干簧管R3待机状态时闭合，检测到磁场变化后断开，所述MCU接收所述触发信号并基于所述触发信号控制所述磁场发生模块产生相应的主动磁场，所述电机传感器检测所述主动磁场并基于所述主动磁场向电动车电机发送对应加速或减速信号使所述电动车车速变化平稳。

2.如权利要求1所述的电动车低功耗精准调速设备，其特征在于，所述防反接模块的输入端连接所述电池BT1，所述防反接模块输出端分别连接所述干簧管R3的一端、所述MCU的供电端和所述磁场发生模块的供电端，所述干簧管R3的另一端接地。

3.如权利要求1所述的电动车低功耗精准调速设备，其特征在于，所述防反接模块包括第一肖特基二极管D1和第一电容C1；

所述第一电容C1的一端连接所述第一肖特基二极管D1的负极，所述第一电容C1的另一端接地；

所述电池BT1的正极连接所述第一肖特基二极管D1的正极，所述电池BT1的负极接地，所述第一肖特基二极管D1的负极分别与所述干簧管R3、所述MCU连接。

4.如权利要求3所述的电动车低功耗精准调速设备，其特征在于，所述磁场发生模块包括电感L1和三极管Q1，所述三极管Q1的集电极连接所述电感L1的一端，所述三极管Q1的基极连接所述MCU的信号输出端，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1导通时，所述电感L1导通并产生所述主动磁场。

5.如权利要求3所述的电动车低功耗精准调速设备，其特征在于，所述磁场检测模块还包括：第一减压电阻R1；

所述第一减压电阻R1连接在所述第一肖特基二极管D1和所述干簧管R3之间，所述第一减压电阻R1和所述干簧管R3之间的支路连接所述MCU的信号输入端。

6.如权利要求4所述的电动车低功耗精准调速设备，其特征在于，所述磁场发生模块还包括：第二减压电阻R2、第三减压电阻R4和负反馈电阻R5；

所述第二减压电阻R2在所述第一肖特基二极管D1与所述电感L1之间，所述第三减压电阻R4连接在所述MCU和所述三极管Q1的基极之间，所述第二减压电阻R2和所述第三减压电阻R4用于减压稳压，保护电路，所述负反馈电阻R5并联在所述三极管Q1的基极和发射极之间。

7.如权利要求6所述的电动车低功耗精准调速设备，其特征在于，所述磁场发生模块还包括：第二肖特基二极管D2和第二电容C2，所述第二肖特基二极管D2并联在所述电感L1的两端，所述第二肖特基二极管D2的正极方向连接所述三极管Q1的集电极，所述第二电容C2位于所述第二减压电阻R2与所述电感L1中间的支路上，所述第二电容C2的一端接地。

8.一种电动车，其特征在于，所述电动车包括权利要求1至7中任一项所述的电动车低功耗精准调速设备。

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