发明内容

本发明公开了一种基于电动车的调速与电刹一体化装置，能将电动车的调速、刹车功能做成一体化，还能将车辆系统刹车时的运动动能回收到车辆的蓄电池中，实现了简便、安全驾驶及节能环保二大目的。

本发明装置包含了调速转套、嵌入式单片机、速度指示灯、蓄能电池、调功电路、永磁电机等六部分；调速转套由驾驶员控制，发出的加速、减速、刹车电信号送到嵌入式单片机；单片机对信号处理后，对速度指示电路及调功电路发出驱动电信号；永磁电机根据驱动信号，对车辆实施加速、减速、电刹；蓄能电池负责在加速时提供电能及电刹时回收电能。

调速转套设置在电动车的右扶手杆上，与现行的调速转套相同；调速转套内侧固定着一个永久磁铁，与固定在右扶手杆上的一个霍尔元件相互作用；当需要车辆加速时，霍尔元件发出高电位信号，其幅度与转套正转角成正比；当需要车辆刹车时，霍尔元件发出低电位信号，其幅度与转套负转角成正比。调速转套内还设有零功弹性复位机械装置，当需要车辆按惯性运动时，零功弹性复位机械装置帮助调速转套回到中性位，此时霍尔元件发出的电信号为中电位。驾驶人旋转调速转套，可发出加速、恒速、惯性运行、刹车等指令。

嵌入式单片机为国产MCU处理器，内烧录有电动车调速与电刹用的C语言软件，能对调速转套传来的加速、恒速、惯性运行、刹车等动作使行智能计算处理。当接收到调速转套传来的高电位信号时，指令调功电路接成正馈电方式，并根据信号幅度及永磁电机传来的相位信号，产生不同相位、不同开通时间的脉宽，去驱动调功电路，控制车辆的加速；当接收到调速转套传来的低信号时，指令调功电路接成逆馈电方式，并根据信号幅度及永磁电机传来的相位信号，产生不同相位、产生不同开通时间的脉宽，去驱动调功电路，控制车辆的减速；当接收到调速转套传来的中电位信号时，指令调功电路接成无馈电的自由方式，无驱动脉宽，让车辆处于自由惯性状态。

速度指示灯其结构为红、绿双色LED灯珠，装置在电动车的扶手杆中部，其根随调速转套信号的性质和大小改变颜色与频闪。当信号为高电位值时，绿灯亮，表示车辆加速；信号电位电位越高，绿灯频闪越快，表示速度越快。当信号为高电位值时，红灯亮，表示刹车；电位信号越低，红灯频闪越快，表示刹车效果越强。当信号为中电位值时，红、绿灯均亮，综合视觉为黄色，表示车辆处于自由惯性状态。此颜色设计，与我国当前道路交通指示灯的规定相吻合。

蓄能电池可以是电动车常用的铅酸电池、免维护电池或锂电池。当车辆加速时，蓄能电池通过调功电路输出电能。当车辆刹车时，蓄能电池通过调功电路回收电能。

调功电路由正、逆馈电转换电路，脉宽调节驱动电路，功率器件等三部分组成。正、逆馈电转换电路可以用继电器构成，当调速转套信号为高电位值时，接成正馈电方式，当调速转套信号为低电位值时，接成逆馈电方式，当驱动信号为中电位值时，随机使用前电信号性质的馈电方式。脉宽调节驱动电路由电子元件组成，组装在PCB电路板上，其功能是将单片机发出的驱动信号进行放大，控制功率器件的开启或关闭。功率器件可以是MOSFET功率管或者IGBT功率管，由其连接蓄能电池和永磁电机，是高电压、大电流的功率通道，功率管的通断相位、脉宽受驱动信号控制。

永磁电机可以是电动车常用的永磁电机，由转子上的永久磁铁和定子上的驱动线圈组成，定子上还镶嵌着指示永久磁铁相位的霍尔元件。当需要车辆加速时，永磁电机通过调功电路接成永磁电动机模式，蓄能电池的电能通过调功电路接入永磁电动机，推动车辆加速。当需要车辆刹车时，永磁电机通过调功电路接成永磁发电机模式，车辆系统的动能通过调功电路转化为电能接入蓄能电池，起到电刹作用。当需要车辆处于惯性状态时，永磁电机无所谓模式，处于自然状态。