护电路、霍尔信号调理电路、电流检测电路、过流中断保护电路、电机三相驱动电路等；
[0051]如图1、2、14所示，继电器信号切换调理电路包括第一驱动电路和第二驱动电路，所述第一驱动电路由单片机的第一 I/o端口 JDQ_I^g动控制继电器A的线圈导通或关断，所述第二驱动电路由单片机的第二 I/O端口 JDQ_H驱动控制继电器B的线圈导通或关断，所述第一驱动电路包括三极管QSS2和MOS管QSSl，所述三极管QSS2的基极通过电阻RSSl与单片机第一 I/O端口 JDQ_L连接，所述三极管QSS2的基极通过下拉电阻RSS2接地，三极管QSS2的发射极接地，所述三极管QSS2的集电极通过一电阻RSS7接12v电源，同时连接MOS管QSSl的栅极，所述MOS管QSSl的漏极连接续流二极管DSSl的正极，所述MOS管QSSl的源极接地，所述续流二极管DSSl的负极接整车电源(整车电源的额定电压为48v或60v等)，所述继电器A的线圈并联在所述续流二极管DSSl的两端；所述第二驱动电路包括三极管QSS4和MOS管QSS3，所述三极管QSS4的基极通过电阻RSS3与单片机第二 I/O端口JDQ_H连接，所述三极管QSS4的基极通过下拉电阻RSS4接地，三极管QSS4的发射极接地，所述三极管QSS4的集电极通过一电阻RSS8接12v电源，同时连接MOS管QSS3的栅极，所述MOS管QSS3的漏极连接续流二极管DSS2的正极，所述MOS管QSS3的源极接地，所述续流二极管DSS2的负极接整车电源，所述继电器B的线圈并联在所述续流二极管DSS2的两端，所述单片机驱动电机驱动电路的三相输出端口分别通过切换继电器A和继电器B与电机的低速挡、中速挡或高速挡绕组连接，电机霍尔传感器通过霍尔信号调理电路与单片机连接，所述继电器信号切换调理电路的输出端连接切换继电器A和继电器B的控制端。
[0052]所述第一驱动电路上设有容错使能信号调理电路，所述容错使能信号调理电路包括三极管QSS5、电阻RSS6和电阻RSS5，所述三极管QSS2的集电极连接三极管QSS5的集电极，所述三极管QSS2的发射极连接三极管QSS5的发射极，所述三极管QSS5的基极通过下拉电阻RSS6接地，所述三极管QSS5的基极通过电阻RSS5与单片机连接引入使能信号JDQ_L_ENo
[0053]控制器工作原理:
[0054]1、继电器信号切换调理电路原理:电阻RSS1、RSS3为限流电阻，通过RSS1、RSS3限定单片机1端口驱动三极管QSS2、QSS4的驱动电流，电阻RSS2、RSS4为下拉电阻，当单片机上电复位端口处于高阻态时，通过RSS2，RSS4将QSS2、QSS4基极拉低使QSS2、QSS4关断，QSS1、QSS3控制继电器的导通关闭，当QSS1、QSS3的栅极为12V，即三极管QSS，2、QSS4关闭时，QSS1、QSS3导通，继电器A、B线圈吸合，当QSS1、QSS3的栅极为OV，即三极管QSS，2、QSS4导通时，继电器A、B线圈释放。因为继电器为感性器件，当关断的瞬间会产生较大的反向电压，二极管DSS1、DSS2在继电器关闭瞬间起续流作用，减小或消除继电器电感产生的反向电压，起到保护驱动电路和继电器的作用。
[0055]2、三速切换原理:当车辆通电并处于静止状态时，控制器低速绕组控制模块工作:继电器A线圈吸合，继电器B线圈释放，此时继电器A线圈的常开触点与控制器三相A、B、C导通，电机低速绕组工作，以低速挡驱动车辆；电机速度不断上升，当控制器检测到电机转速大于1KM且电流小于18A时，控制器中速绕组控制模块工作:继电器A线圈释放，继电器B线圈释放，此时继电器B的常闭触点与控制器三相A、B、C导通，电机中速绕组工作，以中速挡驱动车辆；电机速度仍不断上升，当控制器检测到电机转速大于18KM且电流小于15A时，继电器A线圈释放，继电器B线圈吸合，控制器高速绕组控制模块工作:此时继电器B的常开触点与控制器三相A、B、C导通，电机高速绕组工作，以高速挡驱动车辆；
[0056]反之，当车辆以高速挡运行，控制器检测到电机转速低于16KM时，控制器中速绕组控制模块工作:继电器A线圈释放，继电器B线圈释放，此时继电器B的常闭触点与控制器三相A、B、C导通，电机中速绕组工作，以中速挡驱动车辆；当控制器检测到电机转速低于8KM时，控制器低速绕组模块工作:继电器A线圈吸合，继电器B线圈释放，此时继电器A线圈的常开触点与控制器三相A、B、C导通，电机低速绕组工作，以低速挡驱动车辆来提升扭矩。
[0057]三挡位智能电子控制器控制电机绕组切换效果:由于三挡位智能电子控制器通过控制2组继电器分别切换电机三相绕组，控制器三个挡位之间的转速差较小，所以转换效果比较平稳、舒适；通过控制2组继电器分别切换电机三相绕组，突出了切换方式的多样性和灵活性，增加了低速起步和爬坡时的扭矩，提升了控制器的控制性能；同时也提高了电机的效率；与双挡位智能电子控制器相比，增加了一个挡位就是增加了一个效率点，因此三挡位智能电子控制器的控制性能更佳，能够充分挖掘电机的运行高效和输出扭矩大的良好特性。
[0058]为了确保2组继电器及时、准确切换，本智能电子控制器设计了电子换挡电路，如图1所示。
[0059]控制器中的低速绕组驱动电路故障后，控制器位于双挡位切换容错运行模式，容错使能端JDQ_L_EN置I，此时无论控制低速绕组驱动电路通断的信号JDQ_L如何变化，MOS管QSSl都关闭，继电器A的线圈断电，故障绕组驱动电路始终断开。这样，确保控制器运行时始终接入的是中速绕组驱动电路和高速绕组驱动电路，提高了控制器的可靠性和使用寿命O
[0060]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种三速电动车，其特征在于:包括三速电机、三速控制器和三挡继电器； 所述三速电机包括转子和定子，所述定子包括电机轴、铁心和绕组，所述绕组绕于所述铁心上，所述铁心固定于所述电机轴上；所述绕组包括低速绕组、中速绕组和高速绕组；所述低速绕组包括线圈U1、V1、W1，与电机低速挡出线的端子分别相连接；所述中速绕组由低速绕组线圈U1、V1、Wl的首端分别向外延伸至低速绕组线圈总长的3/5位置处，分别引出U2、V2、W2,与电机中速挡出线的端子相连接；所述高速绕组由低速绕组线圈U1、V1、Wl的首端分别向外延伸至低速绕组线圈总长的1/2位置处，分别引出U3、V3、W3，与电机高速挡出线的端子相连接；所述线圈Ul的尾端、线圈Vl的尾端与线圈Wl的尾端串连； 所述三挡继电器包括外壳和基座，所述外壳和所述基座组成的封闭空间内设有两个独立的继电器单元，第一个继电器单元配有公共端插头，另一个继电器单元不配公共端插头，前一继电器单元的常闭触点与另一个继电器单元的动触点连接； 所述三速控制器包括单片机和继电器信号切换调理电路，所述继电器信号切换调理电路包括第一驱动电路和第二驱动电路，所述第一驱动电路由单片机的第一 I/O端口 JDQ_L驱动控制继电器A的线圈导通或关断，所述第二驱动电路由单片机的第二 I/O端口 JDQ_H驱动控制继电器B的线圈导通或关断，所述第一驱动电路包括三极管QSS2和MOS管QSS1，所述三极管QSS2的基极通过电阻RSSl与单片机第一 I/O端口 JDQ_L连接，所述三极管QSS2的基极通过下拉电阻RSS2接地，三极管QSS2的发射极接地，所述三极管QSS2的集电极通过一电阻RSS7接12v电源，同时连接MOS管QSSl的栅极，所述MOS管QSSl的漏极连接续流二极管DSSl的正极，所述MOS管QSSl的源极接地，所述续流二极管DSSl的负极接整车电源，所述继电器A的线圈并联在所述续流二极管DSSl的两端；所述第二驱动电路包括三极管QSS4和MOS管QSS3，所述三极管QSS4的基极通过电阻RSS3与单片机第二 I/O端口JDQ_H连接，所述三极管QSS4的基极通过下拉电阻RSS4接地，三极管QSS4的发射极接地，所述三极管QSS4的集电极通过一电阻RSS8接12v电源，同时连接MOS管QSS3的栅极，所述MOS管QSS3的漏极连接续流二极管DSS2的正极，所述MOS管QSS3的源极接地，所述续流二极管DSS2的负极接整车电源，所述继电器B的线圈并联在所述续流二极管DSS2的两端，所述单片机驱动电机驱动电路的三相输出端口分别通过切换继电器A和继电器B与电机的低速挡、中速挡或高速挡绕组连接，电机霍尔传感器通过霍尔信号调理电路与单片机连接，所述继电器信号切换调理电路的输出端连接切换继电器A和继电器B的控制端。
2.根据权利要求1所述的三速电动车，其特征在于:所述第一驱动电路上设有容错使能信号调理电路，所述容错使能信号调理电路包括三极管QSS5、电阻RSS6和电阻RSS5，所述三极管QSS2的集电极连接三极管QSS5的集电极，所述三极管QSS2的发射极连接三极管QSS5的发射极，所述三极管QSS5的基极通过下拉电阻RSS6接地，所述三极管QSS5的基极通过电阻RSS5与单片机连接引入使能信号JDQ_L_EN。
3.根据权利要求1所述的三速电动车，其特征在于:所述电机轴为空心轴，所述线圈的引出线端子均伸出空心轴的一端或两端与相应的电机引出线端子连接。
4.根据权利要求1所述的三速电动车，其特征在于:所述前一继电器单元的常闭触点为向外壳方向延伸的L形。
5.根据权利要求4所述的三速电动车，其特征在于:所述前一继电器单元的常闭触点分别通过连接线与后一继电器单元对应的动触点连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的三速电动车，其特征在于:所述外壳与基座之间的连接处及基座上各插头的引出端根部均涂有高密度防水胶。
【专利摘要】本实用新型提供的三速电动车，包括电机、控制器和继电器；电机的绕组包括高、中、低速三挡；继电器包括集成在一个壳体内的两个单独的继电器，一有公共端一无公共端，前一继电器常闭触点与另一继电器的动触点连接；控制器的信号切换调理电路包括两个驱动电路，分别由单片机两个I/O端口驱动控制继电器A、B的线圈导通或关断，电机驱动电路的三相输出端口分别通过切换继电器A、B与电机的低、中或高速挡绕组连接，电机霍尔传感器通过霍尔信号调理电路与单片机连接，继电器调理电路连接继电器A、B的控制端。由于本实用新型采用三速电机、三速控制器和三挡继电器来控制电动车的速度，因此三个挡位之间的转速差较小，转换效果比较平稳、舒适。
【IPC分类】B60L15-00, H02P25-18
【公开号】CN204452102
【申请号】CN201520045278
【发明人】魏强, 武金萍, 唐纯东, 王延超
【申请人】天津小刀电动科技股份有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月22日