一种内置电池和驱动马达的电动自行车的制作方法

本发明属于电动自行车技术领域，尤其涉及一种内置电池和驱动马达的电动自行车。

背景技术

现有电动自行车的电池都是外置的，一般装在车架下管上面，外层再装上保护壳。这种安装方式存在一定的不足，一方面影响自行车配件安装，另一方面影响自行车的外观，这样就会直接影响到用户体验，自行车的整体结构也不够合理，同时外露的电池往往更容易丢失，安全性不好。同时，在操作电动自行车的时候，一般通过遥控装置对电动自行车进行解锁后才能启动，遥控装置通常会在无意中触碰而使其解锁，增加了电动自行车丢失的可能，也浪费了电池的电量；电池在充电过程中，由于外部电源的电压会出现不稳定现象，容易对电池的使用寿命造成影响。

技术实现要素：

本发明提供一种内置电池和驱动马达的电动自行车，旨在解决上述存在的问题。

本发明是这样实现的，一种内置电池和驱动马达的电动自行车，包括头管、上管、下管、中管、后叉和五通，所述上管前端与下管前端固定连接，下管前端与头管转动连接，上管后端与中管连接，下管后端连接五通前侧，五通上侧连接中管底部，五通后侧连接后叉下端，所述后叉上端连接中管，所述下管内设置有智能电池，所述中管内设置有驱动马达，中管顶部设置有坐管柱，所述坐管柱内设置驱动管理模块，所述驱动管理模块包括：

接收单元，用于接收控制终端发送的电池控制指令；

控制单元，用于解析所述电池控制指令，控制智能电池向动力机构供电的控制链路导通或断开。

进一步的，所述驱动管理模块还包括：

检测单元，用于实时监测所述智能电池的当前剩余电量，并将当前剩余电量信息发送给所述控制终端；

充电单元，用于对连接至外部电源的智能电池进行充电；

切换单元，包括电子开关，所述电子开关的一端连接外部电源，另一端连接至所述充电单元的输入端；

所述控制单元与所述检测单元、所述充电单元，以及所述切换单元分别连接，用于根据所述检测单元获取的当前剩余电量信息，控制所述切换单元导通电子开关，使得与外部电源连接的智能电池通过电子开关导通电路进行充电。

进一步的，所述充电单元包括：充电控制电路，分别和所述充电控制电路连接的电压保护电路、升压降压电路、电流检测电路和电压检测电路；所述电压保护电路的输入端连接至所述充电单元的输入端，用于当与所述充电单元连接的智能电池电压高于预设保护电压阈值时，关闭所述充电单元；所述升压降压电路用于根据充电控制电路的控制对输出电压进行调整，所述电流检测电路用于检测输入至智能电池的充电电流，并返回给所述充电控制电路；所述电压检测电路用于检测输入至智能电池的电压，并返回给所述充电控制电路；所述充电控制电路用于根据所述充电电流和所述电压调整所述升压降压电路的输出电压；所述控制单元还用于当检测到智能电池处于充满状态，通过所述切换单元关闭所述充电单元。

进一步的，所述检测单元还包括外部电源检测电路，所述外部电源检测电路用于检测与所述智能电路连接的外部电源的电压值；所述控制单元还用于当检测到外部电源的电压值高于预设额定保护电压阈值时，控制所述切换单元关闭所述充电单元。

进一步的，所述电池控制指令包括第一启动信号和第二启动信号，所述接收单元接收到第一开机信号后，检测单元周期性地检测接收单元是否在预设时间段内接收到第二开机信号。

进一步的，所述驱动管理模块还包括报警单元，所述报警单元用于当所述检测单元在预设时间段内检测到第二开机信号后，触发报警模块进行报警提示。

进一步的，所述下管为中空结构，下管与头管连接处设有柱形键，下管五通处底部开有与下管同一径向中心的电池进口，进口外端设有进口压盖，智能电池通过电池进口与顶端柱形键配合固定在下管内。

进一步的，所述中管内还设置有电机和齿轮箱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开的电动自行车将电池安装在自行车下管的内腔中，并在自行车中管内配备驱动管理模块，改变了电池的安装方式，使其隐蔽性更好，也使得自行车车架整体结构更加优化，同时优化了电池的使用模式，增加了电池的使用寿命。并且，通过解析控制终端远程发送的电池控制指令，可以控制智能电池向动力机构供电的控制链路导通或断开，无需靠近电动自行车采用物理按键进行开机，只需要远程控制即可。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为电源管理模块原理框图；

图3为本发明中一个实施例图；

图4为充电单元原理框图；

图5为本发明中另一个实施例图；

图中：1-头管、2-上管、3-下管、4-中管、5-后叉、6-五通、7-智能电池、8-驱动管理模块；

81-接收单元、82-控制单元、83-检测单元、84-充电单元、85-切换单元、86-报警单元；

841-充电控制电路、842-电压保护电路、843-升压降压电路、844-电流检测电路、845-电压检测电路。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种内置电池和驱动马达的电动自行车，包括头管1、上管2、下管3、中管4、后叉5和五通6，上管2前端与下管3前端固定连接，下管3前端与头管1转动连接，上管2后端与中管4连接，下管3后端连接五通6前侧，五通6上侧连接中管4底部，五通6后侧连接后叉5下端，后叉5上端连接中管4，下管3内设置有智能电池7，中管4内设置有驱动马达，中管4顶部设置有坐管柱，坐管柱内设置驱动管理模块8，驱动管理模块8包括：

接收单元81，用于接收控制终端发送的电池控制指令；

控制单元82，用于解析电池控制指令，控制智能电池7向动力机构供电的控制链路导通或断开。

本实施方式中，请参阅图1，电动自行车将电池安装在自行车下管3的内腔中，并在自行车中管4内配备驱动管理模块8，改变了电池的安装方式，使其隐蔽性更好，也使得自行车车架整体结构更加优化，同时优化了电池的使用模式，增加了电池的使用寿命。本实施例中的电动自行车，通过解析控制终端远程发送的电池控制指令，可以控制智能电池7向动力机构供电的控制链路导通或断开，无需靠近电动自行车采用物理按键进行开机，只需要远程控制即可。

其中，请参阅图2，所涉及的控制终端可以为移动终端，例如手机、平板电脑等，或者可以为与电动自行车配套的遥控器，或者远程通信中心等。其中，该驱动管理模块8可以接收电池控制指令，控制智能电池7向电动自行车动力机构供电的控制链路导通或断开。因此，智能电池7在关机时，仅仅是停止对动力机构供电而已，其内部电路依然在工作，换句话说，智能电池7在关机的时候，依然在为驱动管理模块8进行供电，智能电池7的远程通信功能并没有关闭，可以接收到控制终端发送的电池控制指令。

该驱动管理模块8可以包括控制芯片、通信设备以及一些现有技术中实现控制功能的外设。控制终端与电动自行车的智能电池7建立远程通信连接，这里的远程通信一般可以是利用无线电，射频信号，以及常见的移动通信的信号，如2g/3g/4g等。

进一步的，请参阅图3，驱动管理模块8还包括：

检测单元83，用于实时监测智能电池7的当前剩余电量，并将当前剩余电量信息发送给控制终端；

充电单元84，用于对连接至外部电源的智能电池7进行充电；

切换单元85，包括电子开关，电子开关的一端连接外部电源，另一端连接至充电单元84的输入端；

控制单元82与检测单元83、充电单元84，以及切换单元85分别连接，用于根据检测单元83获取的当前剩余电量信息，控制切换单元85导通电子开关，使得与外部电源连接的智能电池7通过电子开关导通电路进行充电。

其中，电子开关可以为机械开关，也可以为二极管等开关。

当智能电池7电量过低，需要接入外部电源进行充电，控制单元82控制电子开关导通，智能电池7与外部电源之间建立电连接，智能电池7接入外部电源进行充电。而当智能电池7电量充满，电子开关断开，则智能电池7断开与外部电源的电连接，即此时智能电池7不再进行充电，外部电源与智能电池7之间为物理断电，如此，可以延长智能电池7的使用寿命。

本实施方式中，请参阅图4，充电单元84包括充电控制电路841，分别和充电控制电路841连接的电压保护电路842、升压降压电路843、电流检测电路844和电压检测电路845；电压保护电路842的输入端连接至充电单元84的输入端，用于当与充电单元84连接的智能电池7电压高于预设保护电压阈值时，关闭充电单元84；升压降压电路843用于根据充电控制电路841的控制对输出电压进行调整，电流检测电路844用于检测输入至智能电池7的充电电流，并返回给充电控制电路841；电压检测电路845用于检测输入至智能电池7的电压，并返回给充电控制电路841；充电控制电路841用于根据充电电流和电压调整升压降压电路843的输出电压；控制单元82还用于当检测到智能电池7处于充满状态，通过切换单元85关闭充电单元84。

具体地，电压保护电路842连接至充电单元84的输入端，即通过切换单元85中接通的电子开关连接至外部电源。电压保护电路842的具体设计方案参见现有技术，本实施例中，电压保护电路842设置的保护电压阈值一般稍微高于智能电池7的充电截止电压。在正常工作情况下，充电控制电路841检测到智能电池7充电完毕会切断与外部电源的连接，例如，发送信号至控制单元82，通知控制单元82控制切换单元85断开电子开关。当充电控制电路841出现故障时而无法及时切断与外部电源的连接时，电压保护电路842的硬件保护功能将发挥作用，当检测到智能电池7达到预设保护电压阈值之后，将关闭充电电路。通过设置电压保护电路842，对智能电池7进行硬件电压保护，可以保护电池不至于因过充而被损坏使用寿命。

对智能电池7进行充电时，电压检测电路845检测智能电池7的输入端电压，将该电压传入充电控制电路841，当智能电池7的输入端电压低于满电电压时，充电控制电路841控制升压降压电路843调整输出电压，同时电流检测电路844检测电流值传入控制单元82，以对智能电池7进行恒流模式充电。随着充电时间的增加，智能电池7的电压逐渐升高，当智能电池7的输入端电压达到满电电压时，控制单元82控制升压降压电路843调整输出电压，以对智能电池7进行恒压模式充电，直到将智能电池7充满。具体实施时，控制单元82通过发出pwm(脉宽调制)信号控制升压降压电路843，以达到调节输出电压和电流的功能。当智能电池7充满后，充电控制电路841向控制单元82发送信号，以通知控制单元82断开充电电路。

在充电过程中，充电单元84不断检测输入至智能电池7的充电电流和电压，当检测到电压已经达到满电电压，并且充电电流小于预设值时，认为智能电池7处于满电状态，充电单元84的充电控制电路841向控制单元82发送信号，以通知控制单元82断开充电电路。

检测单元83还包括外部电源检测电路，外部电源检测电路用于检测与智能电路连接的外部电源的电压值；控制单元82还用于当检测到外部电源的电压值高于预设额定保护电压阈值时，控制切换单元85关闭充电单元84。

在本实施方式中，电池控制指令包括第一启动信号和第二启动信号，接收单元81接收到第一开机信号后，检测单元83周期性地检测接收单元81是否在预设时间段内接收到第二开机信号。

周期性为以100毫秒为一个周期。可以理解的是，该周期可以取任意时间，而在本实施例中，该时间取100毫秒一次，既不会由于间隔时间过长而产生遗漏信号，也不会因为时间过短而过于消耗能量。且既不会由于预设时间过长而消耗能量，也不会因为预设信号长度时间过短耽误开机。

其中，请参阅图5，驱动管理模块8还包括报警单元86，报警单元86用于当检测单元83在预设时间段内检测到第二开机信号后，触发报警模块进行报警提示。在启动过程中多次进行判断，即首先判断第一开机信号后在预设时间(3秒)内是否接收有第二开机信号，通过多步骤、多条件的方式使电动自行车启动，从而防止了在运输、携带或者小孩触碰等情况下造成消耗电池电量的问题出现。在电动自行车启动后，电动自行车进行报警提示，提醒用于电动自行车已经解锁供电。

可选地，下管3为中空结构，下管3与头管1连接处设有柱形键，下管3五通处底部开有与下管3同一径向中心的电池进口，进口外端设有进口压盖，智能电池7通过电池进口与顶端柱形键配合固定在下管3内；中管4内还设置有电机和齿轮箱。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。