CN107650687A - 一种电动车供电保护装置及方法 - Google Patents

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叶孝
任彪
陈俊东
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions

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Abstract

本发明公开一种电动车供电保护装置及方法，该装置包括采样电路、功率开关管电路以及单片机；所述采样电路的采样端连接电动车电池输出正极端，所述采样电路的输出端连接所述单片机的AD口；所述功率开关管电路的一端连接所述采样电路，另一端连接电动车电池供电输出端；所述功率开关管电路的控制端连接所述单片机的I/O口；所述单片机的另一I/O口连接电动车电门锁。本发明无论是电门锁关闭还是开启，只要电动车发生短路，均可自动控制电动车电池正极端断电，使电动车的供电保护更加稳定，可靠，安全，且成本低，适宜推广应用。

Description

一种电动车供电保护装置及方法
技术领域
本发明涉及电动车领域，尤其涉及一种电动车供电保护装置及方法。
背景技术
电动车凭借节能、环保、方便、快捷等优势，极大地方便了人们的出行，深得广大群众的青睐，已经成为人们日常生活的主要代步工具之一。常用的电动车包括电动自行车、电动二轮摩托车、电动三轮车、电动三轮摩托车、电动四轮车、电瓶车等。随着我国电动车市场的不断发展，人们对电动车的安全问题也越来越重视。近年来，由于电动车供电保护不到位，电动车自燃事故时有发生，已成为政府和社会共同关心的问题。传统防范电动车自燃的方案有：一、空气开关。空气开关虽然可以实现短路保护功能，但是由于其采用金属材料热应片来制作，产品的可靠性、一致性性较差；当电动车上较细的导线短路时并不能进行有效的保护，如0.3mm2线短路时无法保护。同时，空气开关只能主动人为关闭，否则无法切断输出，这样一来，电动车很多线路在电门锁关闭之后仍然带电，无法实现整车断电，存在自燃的安全隐患。二、电动车锂电池中的电源管理系统(BMS)。电源管理系统虽然具有短路保护功能，但其保护的关断点是在电池负极端，无法关断电池正极端进行短路保护，负极端关断的安全系数远低于正极端关断，而且电源管理系统的成本高，价格贵，不适宜推广应用。
发明内容
本发明的目的在于通过一种电动车供电保护装置及方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电动车供电保护装置，其包括采样电路、功率开关管电路以及单片机；所述采样电路的采样端连接电动车电池输出正极端，所述采样电路的输出端连接所述单片机的模数转换(AD)口；所述功率开关管电路的一端连接所述采样电路，另一端连接电动车电池供电输出端；所述功率开关管电路的控制端连接所述单片机的输入/输出(I/O)口；所述单片机的另一输入/输出(I/O)口连接电动车的电门锁。
特别地，所述采样电路包括采样电阻和信号处理电路，所述信号处理电路一端连接采样电阻，另一端连接所述单片机的模数转换口。
特别地，所述功率开关管电路的功率开关管采用但不限于MOS管。
本发明还公开了一种电动车供电保护方法，其包括：一、电门锁关闭时，电动车供电保护装置断路，自动切断整车供电正极；二、电门锁开启时，电动车供电保护装置通路，自动接通整车供电正极；三、判断电动车是否发生短路，若未发生短路，则电动车供电保护装置通路，若发生短路，则电动车供电保护装置断路，自动切断整车供电正极。
特别地，所述若发生短路，则电动车供电保护装置断路，自动切断整车供电正极，具体包括：采样电路输出采样信号给单片机，单片机对所述采样信号进行处理后，控制功率开关管电路立刻关断，切断整车供电正极。
本发明提出的电动车供电保护装置及方法在电门锁关闭时，单片机检测到电门锁关闭信号，控制功率开关管电路关断，电动车电池输出正极端无电源输出，电动车整车彻底断电，从根本上避免了电门锁关闭后电动车电路存在的安全隐患；采样电路将检测到的电压信号输出给单片机，单片机判断所述电压信号是否达到预设的短路电压信号值，若达到，则控制功率开关管电路立刻关断，电动车电池输出正极端无电源输出，电动车整车彻底断电，实现了电动车发生短路时，对主回路供电的自动快速切断，避免电动车自燃。本发明无论是电门锁关闭还是开启，只要电动车发生短路，均可自动控制电动车电池输出正极端断电，使电动车的供电保护更加稳定，可靠，安全，且成本低，适宜推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电动车供电保护装置结构图；
图2、图3为本发明实施例提供的电动车供电保护方法流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参照图1所示，图1为本发明实施例提供的电动车供电保护装置结构图。
本实施例中电动车供电保护装置100具体包括采样电路101、功率开关管电路102以及单片机103；所述采样电路101的采样端连接电动车电池输出正极端104，所述采样电路101的输出端连接所述单片机103的AD口；所述功率开关管电路102的一端连接所述采样电路101，另一端连接电动车电池供电输出端105；所述功率开关管电路102的控制端连接所述单片机103的I/O口；所述单片机103的另一输入/输出I/O口连接电动车的电门锁106。
在本实施例中所述采样电路101包括采样电阻和信号处理电路，所述信号处理电路一端连接采样电阻，另一端连接所述单片机103的AD口。所述采样电路101用于检测电压信号；所述信号处理电路用于对所述电压信号进行滤波等处理后输出给所述单片机103的AD口。
在本实施例中所述功率开关管电路102的功率开关管采用但不限于MOS管。MOS管成本低，与传统电源管理系统的短路保护方案相比，大幅降低了整个电动车供电保护装置的成本，性价比高。
如图2、图3所示，本实施例还公开了一种电动车供电保护方法，该方法包括：一、电门锁106关闭时，电动车供电保护装置100断路，自动切断整车供电正极；二、电门锁106开启时，电动车供电保护装置100通路，自动接通整车供电正极；三、判断电动车是否发生短路，若未发生短路，则电动车供电保护装置100通路，若发生短路，则电动车供电保护装置100断路，自动切断整车供电正极。在本实施例中所述若发生短路，则电动车供电保护装置100断路，自动切断整车供电正极，具体包括：采样电路101输出采样信号，进行信号处理后输出给单片机103，单片机103对所述采样信号进行处理后，控制功率开关管电路102立刻关断(即图中功率管断开)，切断整车供电正极，回路断开，电动车电池输出正极端104无电源输出。
具体的，在电门锁106开启时，单片机103的I/O口将检测到电门锁106开启信号，单片机103控制功率开关管电路102接通，此时，电动车整车通电。在电门锁106关闭时，单片机103的I/O口将检测到电门锁106关闭信号，单片机103控制功率开关管电路102关断，电动车电池输出正极端104将无电源输出，此时电动车整车彻底断电，如此以来就从根本上避免了电门锁106关闭后电动车电路存在的安全隐患。对于电动车的短路保护：采样电路101检测电压信号，并输出给单片机103处理，单片机103判断所述电压信号是否达到预设的短路电压信号值，若未达到，则判定电动车未发送短路，无动作，若达到，则判定电动车发生短路，控制功率开关管电路102立刻关断，电动车电池输出正极端104将无电源输出，此时电动车整车彻底断电，实现了在电动车发生短路时对主回路供电的自动快速切断，避免了电动车的自燃。本发明无论是电门锁106关闭还是电动车发生短路，均可自动控制电动车电池输出正极端104断电，使电动车的供电保护更加稳定，可靠，安全，且成本低，适宜推广应用。本发明无论电门锁106开启与否，当发生短路时都具有保护功能。
本发明的技术方案在电门锁106关闭时能够自主切断整车电源，从根本上避免了电门锁106关闭后电动车电路存在的安全隐患；发生短路时，主回路供电自动快速切断，短路保护更加可靠；无论是短路保护还是电门锁106关闭保护，均是在电动车电池的正极端进行关断控制，与传统控制电池负极端关断相比，更加稳定可靠；采用电子功率开关管实现短路保护动作，大幅降低了产品成本；通过对单片机103的参数的自主设定，根据用户需要可以实现更加精细的控制。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种电动车供电保护装置，其特征在于，包括采样电路、功率开关管电路以及单片机；所述采样电路的采样端连接电动车电池输出正极端，所述采样电路的输出端连接所述单片机的AD口；所述功率开关管电路的一端连接所述采样电路，另一端连接电动车电池供电输出端；所述功率开关管电路的控制端连接所述单片机的I/O口；所述单片机的另一I/O口连接电动车电门锁。
2.根据权利要求1所述的电动车供电保护装置，其特征在于，所述采样电路包括采样电阻和信号处理电路，所述信号处理电路一端连接采样电阻，另一端连接所述单片机的AD口。
3.根据权利要求1或2任一项所述的电动车供电保护装置，其特征在于，所述功率开关管电路的功率开关管采用但不限于MOS管。
4.一种电动车供电保护方法，其特征在于，包括：一、电门锁关闭时，电动车供电保护装置断路，自动切断整车供电正极；二、电门锁开启时，电动车供电保护装置通路，自动接通整车供电正极；三、判断电动车是否发生短路，若未发生短路，则电动车供电保护装置通路，若发生短路，则电动车供电保护装置断路，自动切断整车供电正极。
5.根据权利要求4所述的电动车供电保护方法，其特征在于，所述若发生短路，则电动车供电保护装置断路，自动切断整车供电正极，具体包括：采样电路输出采样信号给单片机，单片机对采样信号进行处理，控制功率开关管电路立刻关断，切断整车供电正极。
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