本發(fā)明涉及機(jī)械電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電動(dòng)機(jī)的總開關(guān)系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種包括上述總開關(guān)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)以及一種電動(dòng)車。

背景技術(shù)：

隨著中國機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，越來越多的機(jī)械設(shè)備已得到廣泛使用。

傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)往往可劃分為重工業(yè)和輕工業(yè)兩種，其中，重工業(yè)指為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)的主要生產(chǎn)資料的工業(yè)，包括鋼鐵工業(yè)、冶金工業(yè)、機(jī)械、能源、化學(xué)、建筑材料等。而輕工業(yè)指以提供生活消費(fèi)品為主的工業(yè)，包括食品、紡織、皮革、造紙、日用化工、文教藝術(shù)體育用品工業(yè)等。

以電動(dòng)車制造業(yè)為例，電動(dòng)車的種類很多，比如電摩、電動(dòng)自行車、電動(dòng)滑板車等，這些類型的車輛的動(dòng)力來源主要為電動(dòng)機(jī)。為方便電動(dòng)車的駕駛，目前市場(chǎng)上的電動(dòng)車都會(huì)設(shè)計(jì)總開關(guān)，用于啟動(dòng)整機(jī)的總電源。在現(xiàn)有技術(shù)中，總開關(guān)一般包括兩類，即機(jī)械類和觸摸屏類。然而，對(duì)于機(jī)械類的總開關(guān)而言，機(jī)械總開關(guān)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，體積也較大，會(huì)占用人機(jī)交互的空間，并且操作較繁瑣。而對(duì)于觸摸屏類的總開關(guān)而言，又存在靈敏度不夠、成本較高、可能誤開啟、待機(jī)功耗大等問題。

因此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)車的總開關(guān)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣、成本較高等問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)機(jī)的總開關(guān)系統(tǒng)，能夠輕松、方便、低成本地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的總電源的開啟操作。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述總開關(guān)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)，以及一種電動(dòng)車。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電動(dòng)機(jī)的總開關(guān)系統(tǒng)，包括用于在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電壓的電機(jī)相線以及用于通過所述電機(jī)相線產(chǎn)生的感應(yīng)電壓使總電源與主機(jī)功能系統(tǒng)導(dǎo)通的電子開關(guān)模塊。

優(yōu)選地，所述電子開關(guān)模塊包括NMOS管、PMOS管、第一電阻和第二電阻，其中：

所述NMOS管的柵極與所述電機(jī)相線的輸出端相連，其源極接地，其漏極與所述第一電阻的一端相連；所述PMOS管的柵極與所述第一電阻的另一端相連，其源極與所述總電源相連，其漏極與所述主機(jī)功能系統(tǒng)相連；所述第二電阻的一端與所述NMOS管的漏極相連，另一端與所述PMOS管的源極相連。如此，通過該實(shí)施例，當(dāng)電機(jī)相線內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電壓后，感應(yīng)電壓信號(hào)通過其輸出端傳遞到NMOS管的柵極上，使得NMOS管的柵極處具有較大電壓值(與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相關(guān))，同時(shí)NMOS管的源極接地，其電位為零，如此NMOS管上柵極與源極之間的電壓值即為感應(yīng)電壓值。由于NMOS管的開啟電壓(或閾值電壓)很低，一般只有2～6V，而電機(jī)相線內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓在較低的轉(zhuǎn)速下很容易就達(dá)到幾十伏，因此感應(yīng)電壓值必然大于NMOS管的開啟電壓值，從而使得NMOS管的源極與漏極導(dǎo)通。

優(yōu)選地，還包括串聯(lián)在所述電機(jī)相線的輸出端與所述NMOS管的柵極之間的電容。如此，通過該實(shí)施例，一方面通過電容將電機(jī)相線與NMOS管間隔開，避免兩者直接相連導(dǎo)致的安全隱患，另一方面電容能夠蓄能，當(dāng)電機(jī)相線所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓逐漸增大時(shí)，可以通過電容的蓄積再釋放到NMOS管的柵極。

優(yōu)選地，還包括一端連接在所述電容與所述NMOS管的柵極之間、另一端與所述NMOS管的源極相連的整流模塊。如此，通過該實(shí)施例，電機(jī)相線中的感應(yīng)電流通過整流模塊后，交流電改變?yōu)橹绷麟?，而感?yīng)電壓也改變?yōu)橹绷麟妷骸?/p>

優(yōu)選地，所述整流模塊包括整流二極管，且所述整流二極管的正極與所述NMOS管的源極相連，其負(fù)極連接在所述電容與所述NMOS管的柵極之間。如此，通過該實(shí)施例，能夠簡化整流模塊的結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，還包括與所述NMOS管的柵極相連的開關(guān)鎖定控制模塊，用于在所述總電源與主機(jī)功能系統(tǒng)被導(dǎo)通之后通過輸出高電平使兩者保持導(dǎo)通狀態(tài)，以及用于當(dāng)檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)通過輸出低電平使所述總電源與主機(jī)功能系統(tǒng)斷開。如此，通過該實(shí)施例，整車上電后，總電源的開啟狀態(tài)無需再依賴外力推動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。同時(shí)，開關(guān)鎖定控制模塊在總電源與主機(jī)功能系統(tǒng)導(dǎo)通后，實(shí)時(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，比如電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)超過5分鐘后，開關(guān)鎖定控制模塊即輸出低電平，使得總電源與主機(jī)功能系統(tǒng)的連接斷開，將整車斷電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的自動(dòng)關(guān)機(jī)，避免能量浪費(fèi)。

優(yōu)選地，還包括設(shè)置在所述開關(guān)鎖定控制模塊與所述NMOS管的柵極之間，以及在所述電機(jī)相線的輸出端與所述NMOS管的柵極之間，用于防止回流影響的開關(guān)二極管；且所述開關(guān)二極管的正極與所述電機(jī)相線的輸出端或開關(guān)鎖定控制模塊相連，其負(fù)極均與所述NMOS管的柵極相連。如此，通過該實(shí)施例，避免了回流對(duì)開關(guān)鎖定控制模塊造成影響。

本發(fā)明還提供一種電動(dòng)機(jī)，包括殼體和設(shè)置于所述殼體內(nèi)的總開關(guān)系統(tǒng)，其中，所述總開關(guān)系統(tǒng)為上述任一項(xiàng)所述的總開關(guān)系統(tǒng)。

本發(fā)明還提供一種電動(dòng)車，包括車體和設(shè)置于所述車體內(nèi)的電動(dòng)機(jī)，其中，所述電動(dòng)機(jī)為上述一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明所提供的電動(dòng)機(jī)的總開關(guān)系統(tǒng)，主要包括電機(jī)相線和開關(guān)模塊。其中，電機(jī)相線是電動(dòng)機(jī)中的重要組成部件，一般為三相線任何一相或多相，在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子切割磁感線會(huì)在電機(jī)相線中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。電子開關(guān)模塊主要用于接收電機(jī)相線所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的信號(hào)，并在接收到該信號(hào)后將電動(dòng)機(jī)的總電源與電動(dòng)機(jī)的主機(jī)功能系統(tǒng)導(dǎo)通，使得總電源為主機(jī)功能系統(tǒng)供電，從而使得電動(dòng)機(jī)能夠開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如此，電子開關(guān)模塊就相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的總開關(guān)，而電機(jī)相線中的感應(yīng)電壓信號(hào)即為打開該總開關(guān)的“鑰匙”(開啟條件)。因此，本發(fā)明所提供的電動(dòng)機(jī)的總開關(guān)系統(tǒng)，人們?cè)谠噲D駕駛電動(dòng)車時(shí)，只需略微用力推動(dòng)電動(dòng)車，使得其中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸在外力作用下旋轉(zhuǎn)起來，當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)到一定速度時(shí)，即可在電機(jī)相線中產(chǎn)生足夠的感應(yīng)電壓。該感應(yīng)電壓的信號(hào)即被電子開關(guān)模塊所捕捉到，之后電子開關(guān)模塊就將總電源與主機(jī)功能系統(tǒng)導(dǎo)通，此時(shí)電動(dòng)車就處于整車上電狀態(tài)，可進(jìn)行正常駕駛操作。綜上所述，本發(fā)明所提供的電動(dòng)機(jī)的總開關(guān)系統(tǒng)，通過外力推動(dòng)車體使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓喚醒總電源，相比于現(xiàn)有技術(shù)，無需設(shè)置額外的機(jī)械結(jié)構(gòu)、觸摸屏、按鍵等，大幅節(jié)省了生產(chǎn)成本，簡化了總電源的開啟操作，提高了用戶體驗(yàn)。

本發(fā)明所提供的電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)車，其有益效果均如上所述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的一種具體實(shí)施方式中的總開關(guān)系統(tǒng)框圖；

圖2為圖1中所示的電子開關(guān)模塊的一種電路結(jié)構(gòu)圖。

其中，圖1—圖2中：

電機(jī)相線—1，總電源—2，主機(jī)功能系統(tǒng)—3，電子開關(guān)模塊—4，開關(guān)鎖定控制模塊—5。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的一種具體實(shí)施方式中的總開關(guān)系統(tǒng)框圖。

在本發(fā)明所提供的一種具體實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)的總開關(guān)系統(tǒng)主要包括電機(jī)相線1和電子開關(guān)模塊4。

其中，電機(jī)相線1是電動(dòng)機(jī)中的重要組成部件，一般可為三相線中的任意一相或多相，在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子切割磁感線會(huì)在電機(jī)相線1中產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。

電子開關(guān)模塊4主要用于接收電機(jī)相線1所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的信號(hào)，并在接收到該信號(hào)后將電動(dòng)機(jī)的總電源2與電動(dòng)機(jī)的主機(jī)功能系統(tǒng)3導(dǎo)通，使得總電源2為主機(jī)功能系統(tǒng)3供電，從而使得電動(dòng)機(jī)能夠開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

另外，總電源2和主機(jī)功能系統(tǒng)3均為電動(dòng)車的重要組成部件，其中，總電源2在電動(dòng)車運(yùn)行時(shí)為各個(gè)部件提供電能，在本實(shí)施例中，總電源2主要用于對(duì)主機(jī)功能系統(tǒng)3進(jìn)行供電。而主機(jī)功能系統(tǒng)3為電動(dòng)車的核心系統(tǒng)，一般負(fù)責(zé)輸入、輸入和協(xié)調(diào)控制電動(dòng)車各個(gè)部件的運(yùn)行，比如控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等。

如此，電子開關(guān)模塊4就相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的總開關(guān)，而電機(jī)相線1中的感應(yīng)電壓信號(hào)即為打開該總開關(guān)的“鑰匙”(開啟條件)。因此，當(dāng)人們?cè)谠噲D駕駛電動(dòng)車時(shí)，只需略微用力推動(dòng)電動(dòng)車，使得其中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸在外力作用下旋轉(zhuǎn)起來，當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)到一定速度時(shí)，即可在電機(jī)相線1中產(chǎn)生足夠的感應(yīng)電壓。該感應(yīng)電壓的信號(hào)即被電子開關(guān)模塊4所捕捉到，之后電子開關(guān)模塊4就以此將總電源2與主機(jī)功能系統(tǒng)3導(dǎo)通，此時(shí)電動(dòng)車就處于整車上電狀態(tài)，可進(jìn)行正常駕駛操作。

綜上所述，本發(fā)明所提供的電動(dòng)機(jī)的總開關(guān)系統(tǒng)，通過外力推動(dòng)車體使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓喚醒總電源，相比于現(xiàn)有技術(shù)，無需設(shè)置額外的機(jī)械結(jié)構(gòu)、觸摸屏、按鍵等，大幅節(jié)省了生產(chǎn)成本，簡化了總電源的開啟操作，提高了用戶體驗(yàn)。

如圖2所示，圖2為圖1中所示的電子開關(guān)模塊的一種電路結(jié)構(gòu)圖。

在關(guān)于電子開關(guān)模塊4的一種具體實(shí)施方式中，該電子開關(guān)模塊4的電路結(jié)構(gòu)主要包括NMOS管(Negative channel Metal Oxide Semiconductor，N型金屬氧化物半導(dǎo)體)，即圖2中的Q2、PMOS管(Positive channel Metal Oxide Semiconductor，P型金屬氧化物半導(dǎo)體)，即圖2中的Q1、第一電阻(圖2中的R1)和第二電阻(圖2中的R2)。

具體的，NMOS管的柵極(Q2上的G)與電機(jī)相線1的輸出端相連，如此電機(jī)相線1中所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓信號(hào)即能夠傳遞到NMOS管的柵極中。同時(shí)，NMOS管的源極(Q2上的S)接地，而NMOS管的漏極(Q2上的D)與第一電阻的一端相連。PMOS管的柵極(Q1上的G)與第一電阻的另一端相連，同時(shí)，PMOS管的源極(Q1上的S)與總電源2相連，而PMOS管的漏極(Q1上的D)與主機(jī)功能系統(tǒng)3相連。

如此，當(dāng)電機(jī)相線1內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電壓后，感應(yīng)電壓信號(hào)通過其輸出端傳遞到NMOS管的柵極上，使得NMOS管的柵極處具有較大電壓值(與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相關(guān))，同時(shí)NMOS管的源極接地，其電位為零，如此NMOS管上柵極與源極之間的電壓值即為感應(yīng)電壓值。由于NMOS管的開啟電壓(或閾值電壓)很低，一般只有2～6V，而電機(jī)相線1內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓在較低的轉(zhuǎn)速下很容易就達(dá)到幾十伏，因此感應(yīng)電壓值必然大于NMOS管的開啟電壓值，從而使得NMOS管的源極與漏極導(dǎo)通。

同時(shí)，當(dāng)NMOS管中的源極與漏極導(dǎo)通后，由于R1的兩端分別與PMOS管的柵極和NMOS管的漏極相連，而NMSO管的源極又接地，因此，PMOS管的柵極的電位為零，同時(shí)PMOS管的源極與總電源相連，因此源極電壓較高，其柵極和源極之間的電壓差值為負(fù)數(shù)，小于Uth(閾值電壓)，此時(shí)PMOS管的源極與漏極導(dǎo)通，從而使得總電源與主機(jī)功能系統(tǒng)導(dǎo)通，總電源即可為主機(jī)功能系統(tǒng)供電，電動(dòng)車整機(jī)處于上電狀態(tài)，可進(jìn)行正常駕駛操作。

第二電阻的一端與NMOS管的漏極相連，其另一端與PMOS管的源極相連。如此設(shè)置，第二電阻上的壓降能夠保證PMOS管的源極處的電壓總是高于PMOS管的柵極電壓。

需要說明的是，電子開關(guān)模塊4的具體電路并不僅限于上述實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，其余比如能夠起到相同作用的、由感應(yīng)電壓或感應(yīng)電流通過其他半導(dǎo)體元件、繼電器等電子控制開關(guān)器件將總電源2和主機(jī)功能系統(tǒng)3導(dǎo)通的電路也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

此外，本實(shí)施例還在電機(jī)相線1的輸出端與NMOS管的柵極之間串聯(lián)了電容(圖2中的C1)。如此，一方面通過電容將電機(jī)相線1與NMOS管間隔開，避免兩者直接相連導(dǎo)致的安全隱患，另一方面電容能夠蓄能，當(dāng)電機(jī)相線1所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓逐漸增大時(shí)，可以通過電容的蓄積再釋放到NMOS管的柵極。

進(jìn)一步的，本實(shí)施例還增設(shè)了對(duì)電機(jī)相線1中的感應(yīng)電流進(jìn)行整流的整流模塊。該整流模塊的一端連接在電容與NMOS管之間，另一端與NMOS管的源極相連。如此設(shè)置，電機(jī)相線1中的感應(yīng)電流通過整流模塊后，交流電改變?yōu)橹绷麟?，而感?yīng)電壓也改變?yōu)橹绷麟妷骸?/p>

具體的，整流模塊包括整流二極管(圖2中的D1)，并且該整流二極管的正極與NMOS管的源極相連，其負(fù)極連接在電容與NMOS管的柵極之間。當(dāng)然，整流模塊并不僅限于整流二極管的形式，其余比如全波整流、橋式整流等均可以采用。

另外，本實(shí)施例中還增設(shè)了開關(guān)鎖定控制模塊5。該開關(guān)鎖定控制模塊5與NMOS管的柵極相連，主要用于對(duì)NMOS管的柵極輸出高電平，使得NMOS管的源極和漏極保持導(dǎo)通，以在總電源2與主機(jī)功能系統(tǒng)3被導(dǎo)通之后保持導(dǎo)通狀態(tài)；或者輸出低電平使NMOS管的源極和漏極的導(dǎo)通狀態(tài)斷開，以使總電源2與主機(jī)功能系統(tǒng)3的連接斷開。具體的，開關(guān)鎖定控制模塊5在總電源2與主機(jī)功能系統(tǒng)3被導(dǎo)通之后觸發(fā)高電平，也就是在感應(yīng)電壓信號(hào)將NMOS管中的源極和漏極導(dǎo)通時(shí)，如此使得整車上電后，總電源的開啟狀態(tài)無需再依賴外力推動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。同時(shí)，開關(guān)鎖定控制模塊5在總電源2與主機(jī)功能系統(tǒng)3導(dǎo)通后，實(shí)時(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)，比如電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)超過5分鐘后，開關(guān)鎖定控制模塊5即輸出低電平，使得總電源2與主機(jī)功能系統(tǒng)3的連接斷開，將整車斷電，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的自動(dòng)關(guān)機(jī)，避免能量浪費(fèi)。

不僅如此，本實(shí)施例還在開關(guān)鎖定模塊5與NMOS管的柵極之間，以及電機(jī)相線1的輸出端與NMOS管的柵極之間設(shè)置了開關(guān)二極管(圖2中的D2或D3)，并且該開關(guān)二極管的正極與電機(jī)相線1的輸出端或開關(guān)鎖定控制模塊5相連，其負(fù)極均與NMOS管的柵極相連。該開關(guān)二極管的設(shè)置使得感應(yīng)電流只能從開關(guān)鎖定模塊5或電機(jī)相線1的輸出端中流出到NMSO管，而不允許電流從反方向流回到開關(guān)鎖定模塊5中的I/O口或電機(jī)相線1的輸出端中。如此，避免了回流影響。

本實(shí)施例還提供一種電動(dòng)機(jī)，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的總開關(guān)系統(tǒng)，其中，該總開關(guān)系統(tǒng)與上述相關(guān)內(nèi)容相同，此處不再贅述。

本實(shí)施例還提供一種電動(dòng)車，包括車體和設(shè)置在車體內(nèi)的電動(dòng)機(jī)，其中，該電動(dòng)機(jī)與上述的電動(dòng)機(jī)相同，此處不再贅述。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。