專利名稱：一種電動(dòng)自行車用的電機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)控制器，尤其涉及用于電動(dòng)自行車中直流無刷電機(jī)的控 制器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，電機(jī)自行車的控制器是單獨(dú)設(shè)置在直流無刷電機(jī)之外的，其功率 傳輸通過較長的線路與直流無刷電機(jī)相連接，由于線路長(1米以上)，通過的電流量大(電 流最大值可達(dá)50安)，因而功率損耗大、節(jié)能效果差。此外，電機(jī)的霍爾信號以及車輛把手、 剎車、助力、慢檔接口等外設(shè)均通過信號線與單獨(dú)設(shè)置的控制器相連接，由于所需線路與插 件多，車輛長期運(yùn)行易導(dǎo)致導(dǎo)線與插件氧化，接觸不良，增大安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可有效降低線路損耗和安全隱患，提高節(jié)能效果的 電動(dòng)自行車用的電機(jī)控制器。本實(shí)用新型電機(jī)控制器固定在散熱板上，所述的散熱板固定在電機(jī)定子的內(nèi)則， 電機(jī)相線和電機(jī)霍爾信號線直接在電機(jī)內(nèi)部引到控制器上，控制器的電源及通訊引出線從 電機(jī)軸的軸心引出。本實(shí)用新型電機(jī)控制器設(shè)有無霍爾電機(jī)位置檢測電路，實(shí)時(shí)檢測電機(jī)霍爾狀況， 一旦發(fā)現(xiàn)電機(jī)霍爾異常，即可切換到無霍爾狀態(tài)，使電機(jī)在無霍爾情況下繼續(xù)運(yùn)行，做到電 機(jī)不需維修同樣可以啟動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型電機(jī)控制器可通過數(shù)據(jù)通訊電路將手把、剎車、限速等信息輸入其內(nèi)， 所述的數(shù)據(jù)通訊電路包括數(shù)據(jù)接收電路和數(shù)據(jù)發(fā)送電路。由于本實(shí)用新型采用控制器與電機(jī)一體化結(jié)構(gòu)，將控制器直接嵌入電機(jī)內(nèi)部，經(jīng) 過絕緣、防水、加固等工藝處理，大大減少了電機(jī)與控制器之間的功率線路的長度以及功率 部分的插件數(shù)量，有效降低了電機(jī)相線的功率損耗和安全隱患。經(jīng)測試，本實(shí)用新型與現(xiàn) 有技術(shù)相比，車輛啟動(dòng)狀態(tài)可節(jié)能27 %，啟動(dòng)力矩增加12 % ；車輛行駛時(shí)電機(jī)相線損耗可下 降4/5，續(xù)航里程增加10%。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型無霍爾電機(jī)位置檢測電路圖；圖3為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)接收電路圖；圖4為本實(shí)用新型數(shù)據(jù)發(fā)送電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型電機(jī)控制器1固定在散熱板2上，所述的散熱板2采用螺 釘4固定在電機(jī)定子3的內(nèi)則，電機(jī)相線6和電機(jī)霍爾信號線7直接在電機(jī)內(nèi)部引到控制 器1上，控制器的電源及通訊引出線9從電機(jī)軸5的軸心引出，分別接到電機(jī)外部的電池和 表頭上。為加大電機(jī)定子的強(qiáng)度，電機(jī)定子還設(shè)有加強(qiáng)筋8。由于電機(jī)控制器1是嵌在電機(jī)內(nèi)，為避免增加電機(jī)的維護(hù)困難，本實(shí)用新型設(shè)有 無霍爾電機(jī)位置檢測電路，實(shí)時(shí)檢測電機(jī)霍爾狀況。如圖2所示，U，V，W為直流無刷電機(jī)三 相線，Rll，R12，R24，R25，R31，R32構(gòu)成中點(diǎn)電路，取得三相電壓的平均值，送入比較器U1A、 UlB,UlC的負(fù)端，作為電機(jī)位置信號翻轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)。C3，C7，C9分別對U，V，W三相電壓信號進(jìn) 行延時(shí)后再送入比較器正端，控制比較器的翻轉(zhuǎn)。三個(gè)比較器的輸出即可代替霍爾信號作 為電機(jī)的位置信號送入電機(jī)控制器1中單片機(jī)的霍爾信號讀取引腳HAA，HBB，HCC。經(jīng)過單 片機(jī)處理后，將這個(gè)信號與電機(jī)的實(shí)際霍爾信號做異或運(yùn)算，產(chǎn)生的結(jié)果經(jīng)過數(shù)字濾波，如 果結(jié)果是真，表示電機(jī)實(shí)際霍爾出現(xiàn)故障，可以進(jìn)行切換動(dòng)作，將電機(jī)實(shí)際霍爾信號屏蔽， 采用比較器產(chǎn)生的位置信號。配合人機(jī)對話界面，將把手、剎車、限速等信息通過數(shù)據(jù)通訊電路，傳輸給電機(jī)控 制器1，電機(jī)控制器1將電機(jī)運(yùn)行的電流值、電壓值、里程等系統(tǒng)狀態(tài)傳輸給人機(jī)界面，用戶 可以隨時(shí)了解車輛的工作狀態(tài)。數(shù)據(jù)通訊電路由數(shù)據(jù)接收電路和數(shù)據(jù)發(fā)送電路所組成。如 圖3所示的數(shù)據(jù)接收電路，當(dāng)沒有通訊信號時(shí)，I/O處的電壓通過電阻Rl將電平拉到3. 3V。 當(dāng)數(shù)據(jù)線上有通訊信號時(shí)，電流從電阻R1，到二極管Dl流到接口 Jl上，這時(shí)電阻R2和I/O 處的電平為0V。電容Cl和電阻R2構(gòu)成濾波電路，可以有效濾除掉電路上的干擾信號。圖 4所示的數(shù)據(jù)發(fā)送電路，輸出口是一個(gè)NPN的三級管Q1，數(shù)據(jù)通訊時(shí)電流從外部的接收電路 二極管Dl到通訊引出線路，到J2接口，再經(jīng)過Ql流向地線。采用本實(shí)用新型，使電動(dòng)自行車具有良好的人機(jī)互動(dòng)，電池電量、電機(jī)運(yùn)行電流等 系統(tǒng)狀態(tài)反映在表頭一目了然，并且，當(dāng)電機(jī)霍爾損壞時(shí)，控制器可實(shí)現(xiàn)無縫切換到無霍爾 狀態(tài)運(yùn)行，電機(jī)仍然繼續(xù)保持正常啟動(dòng)與運(yùn)行。
權(quán)利要求一種電動(dòng)自行車用的電機(jī)控制器，其特征在于所述的電機(jī)控制器(1)固定在散熱板上(2)，所述的散熱板(2)固定在電機(jī)定子(3)的內(nèi)則，電機(jī)相線(6)和電機(jī)霍爾信號線(7)直接在電機(jī)內(nèi)部引到控制器(1)上，控制器(1)的電源及通訊引出線(9)從電機(jī)軸(5)的軸心引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于其引出的電源線與通訊引出線分別連接 到電機(jī)外部的電池和表頭上，所述的電機(jī)定子設(shè)有加強(qiáng)筋(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的控制器，其特征在于設(shè)有無霍爾電機(jī)位置檢測電路，用 于實(shí)時(shí)檢測電機(jī)霍爾狀況，一旦發(fā)現(xiàn)電機(jī)霍爾異常，可使電機(jī)切換到無霍爾狀態(tài)運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制器，其特征在于可通過數(shù)據(jù)通訊電路將手把、剎車、限速 輸入其內(nèi)，所述的數(shù)據(jù)通訊電路包括數(shù)據(jù)接收電路和數(shù)據(jù)發(fā)送電路。
專利摘要一種電動(dòng)自行車用的電機(jī)控制器，固定在散熱板上，所述的散熱板固定在電機(jī)定子的內(nèi)則，電機(jī)相線和電機(jī)霍爾信號線直接在電機(jī)內(nèi)部引到控制器上，控制器的電源及通訊引出線從電機(jī)軸的軸心引出分別與電池和表頭相連接。由于本實(shí)用新型采用控制器與電機(jī)一體化結(jié)構(gòu)，將控制器直接嵌入電機(jī)內(nèi)部，經(jīng)過絕緣、防水、加固等工藝處理，大大減少了電機(jī)與控制器之間的功率線路的長度以及功率部分的插件數(shù)量，有效降低了電機(jī)相線的功率損耗和安全隱患。車輛啟動(dòng)狀態(tài)可節(jié)能27％，啟動(dòng)力矩增加12％；車輛行駛時(shí)電機(jī)相線損耗可下降4/5，續(xù)航里程增加10％。
文檔編號H02K11/00GK201699538SQ20092021489
公開日2011年1月5日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者仇愛華, 夏業(yè)中, 李鵬, 楊穎子, 須斌 申請人:上海安乃達(dá)驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司