CN111873803A - 一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统，包括电源模块、防护模块和负载；防护模块串联在主回路负极线上，一端接电池负极，另一端接负载负极；电池正极与负载之间还设有电门锁，电门锁通过锁后线与负载连接；还包括防倒灌二极管D1，D1的阳极通过电压采集线与锁后线连接，阴极与防护模块连接。本发明所述的一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统停放安全，在电门锁线关闭的状态，模块限流100mA，过流后迅速断电，响应速度快，限制值小，不易产生火花，安全性高；在电门锁开启时，模块通过mos管向后方供电，过流能力较强，满足正常工作电流，且具有短路保护功能，响应速度高于传统方式。
Description
技术领域
本发明属于电动车安全防护系统领域，尤其是涉及一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统。
背景技术
随着人民生活水平的提高，电动车代替自行车逐步融入到基层群众的生活中，同时也带来了安全隐患，由于使用、储藏条件参差不齐，以及使用者的操作不规范，电动车自燃现象时常发生，给人民群众的生命财产安全带来威胁；其中主要原因是线路、器件老化，造成电气短路引发的起火；迫切需要一种针对过流、短路的防护系统来阻止起火的发生。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统，以解决上述问题的不足之处。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统，包括电源模块、防护模块和负载；
防护模块串联在主回路负极线上，一端接电池负极，另一端接负载负极；
电池正极与负载之间还设有电门锁，电门锁通过锁后线与负载连接；
还包括防倒灌二极管D1，D1的阳极通过电压采集线与锁后线连接，阴极与防护模块连接。
进一步的，所述防护模块包括限流电阻R3、分压电阻R1、分压电阻R2、稳压管Z1、NPN型三极管Q1、功率型NMOS管T1和可恢复电阻RT；
防倒灌二极管D1的阴极端连接有分压电阻R1；
Q1的基极通过R3连接负载负极，Q1的发射极与电源负极连接，Q1的集电极与R1连接；
R2与Z1并联设置，R2的一端与R1连接，另一端与电源负极连接；Z1的阴极与R1连接，阳极与电源负极连接；
T1与RT并联设置，RT一端与电源负极连接，另一端与负载连接；T1的G极与电阻R1连接，S极与电源负极连接，D极与负载连接。
进一步的，包括防护模块、电池、控制器、报警器和负载，控制器、报警器和负载并联连接；防护模块一端接电池负极，另一端接控制器、报警器、负载的负极；控制器、报警器、负载的正极与电池正极连接。
相对于现有技术，本发明所述的一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统具有以下优势：
(1)本发明所述的一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统停放安全，在电门锁线关闭的状态，模块最大限流控制在100mA，过流后迅速断电，响应速度快，限制值小，不易产生火花，安全性高；
(2)本发明所述的一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统保障行车安全，在电门锁开启时，模块通过mos管向后方供电，过流能力较强，满足正常工作电流，且具有短路保护功能，响应速度高于传统方式；
(3)本发明所述的一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统保障充电安全，车辆充电时，不影响防火模块的工作，持续提供限流保护，即使后方出现短路问题，依然能正常保护；
(4)本发明所述的一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统解除短路自恢复，解除短路故障后能自恢复，不需更换器件，减少维修成本，方便使用；
(5)本发明所述的一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统防打火，车辆连接电池时由于电流限制，不易产生火花，保护端子，提升安全性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的保护方式原理图示意图；
图2为本发明实施例所述的防护系统电路原理图示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1和图2所示，一种用于电动车的电气安全防护电路及防护系统，包括电源模块、防护模块和负载；
防护模块串联在主回路负极线上，一端接电池负极，另一端接负载负极；
电池正极与负载之间还设有电门锁，电门锁通过锁后线与负载连接；
还包括防倒灌二极管D1，D1的阳极通过电压采集线与锁后线连接，阴极与防护模块连接。
所述防护模块包括限流电阻R3、分压电阻R1、分压电阻R2、稳压管Z1、NPN型三极管Q1、功率型NMOS管T1和可恢复电阻RT；
防倒灌二极管D1的阴极端连接有分压电阻R1；
Q1的基极通过R3连接负载负极，Q1的发射极与电源负极连接，Q1的集电极与R1连接；
R2与Z1并联设置，R2的一端与R1连接，另一端与电源负极连接；Z1的阴极与R1连接，阳极与电源负极连接；
T1与RT并联设置，RT一端与电源负极连接，另一端与负载连接；T1的G极与电阻R1连接，S极与电源负极连接，D极与负载连接。
一种用于电动车的电气安全防护系统，包括防护模块、电池、控制器、报警器和负载，控制器、报警器和负载并联连接；
防护模块一端接电池负极，另一端接控制器、报警器、负载的负极；
控制器、报警器、负载的正极与电池正极连接。
具体使用过程中原理如下：防护系统串联在主回路负极线上，一端接电池负极B-，另一端接负载(控制器、防盗器、仪表灯等)负极，另从锁后线取一电压采集线接至D1。
状态一：电门锁关闭和防盗器处于下电状态，车辆处于非充电状态。锁后线0电压。Q1基极通过R3连接负载负极，电压为0，处于截至状态。锁后线通过防反二极管D1连接到分压电阻R1，此时R1，R2两端均无电压，T1的栅极电压为0，呈关断状态，电流只能通过RT从负载负极流入B-。
若此时发生短路，超过100mA电流流经RT，RT会迅速升温，电阻剧增，把电流限制在10-20mA范围内，达到过流保护的作用。同时两端电压上升使负载负极电压升高，通过R3使Q1基极电压升高，呈开启状态，将T1栅极电压保持在低电平，T1持续关断。此时即使打开电门锁，T1也不能开启。只有排除短路故障，电流恢复正常，RT会在几十秒内冷却，恢复正常电阻状态，系统解除保护。
状态二：电门锁或防盗器处于上电状态，车辆处于使用状态。Q1基极通过R3连接负载负极，电压为0，处于截至状态。锁后线为电池电压，通过D1连接到分压电阻R1R2，由于R2两端并联稳压二极管，R2两端电压为稳压值VD1，且VD1大于T1开启电压，使T1处于导通状态。T1可通过大电流，满足正常使用功率。
此时发生短路，相当于负载负极与B+相连，R3电压增大，Q1基极电压升高，呈导通状态，将T1栅极电压拉低，使T1关断。电流重新流经RT，同状态1，触发保护机制。由于锁后线仍处于上电状态，Q1仍处于导通，T1栅极电压持续被拉低，处于关断状态。须关闭电门锁下电，才能使RT冷却恢复，系统解除保护。
状态三：车辆处于充电状态，充电回路不经过保护系统，所以对系统无影响，正常发挥保护功能。需要注意的是，电动车自燃常发生在充电状态，是由于充电器输出不稳定，存在尖峰脉冲，对控制器等用电器的器件造成冲击，易发生击穿短路现象，从而发生自燃现象。无论钥匙开启或关闭状态，防护系统均能对后方用电器(控制器等)起到短路保护作用。
另外，在车辆连接电池时，由于后方负载存在电容，瞬间电流较大，会引起打火现象，此系统可以限制电流在100mA左右，不会引起打火，提升安装时的安全性，还能保护连接触点。
以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于电动车的电气安全防护电路，其特征在于：包括电源模块、防护模块和负载；
防护模块串联在主回路负极线上，一端接电池负极，另一端接负载负极；
电池正极与负载之间还设有电门锁，电门锁通过锁后线与负载连接；
还包括防倒灌二极管D1，D1的阳极通过电压采集线与锁后线连接，阴极与防护模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电动车的电气安全防护电路，其特征在于：所述防护模块包括限流电阻R3、分压电阻R1、分压电阻R2、稳压管Z1、NPN型三极管Q1、功率型NMOS管T1和可恢复电阻RT；
防倒灌二极管D1的阴极端连接有分压电阻R1；
Q1的基极通过R3连接负载负极，Q1的发射极与电源负极连接，Q1的集电极与R1连接；
R2与Z1并联设置，R2的一端与R1连接，另一端与电源负极连接；Z1的阴极与R1连接，阳极与电源负极连接；
T1与RT并联设置，RT一端与电源负极连接，另一端与负载连接；T1的G极与电阻R1连接，S极与电源负极连接，D极与负载连接。
3.一种用于电动车的电气安全防护系统，其特征在于：包括防护模块、电池、控制器、报警器和负载，所述防护模块采用权利要求1或2任一所述的防护电路，控制器、报警器和负载并联连接；
防护模块一端接电池负极，另一端接控制器、报警器、负载的负极；
控制器、报警器、负载的正极与电池正极连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN116679687A (zh) * | 2023-08-03 | 2023-09-01 | 成都金洹科科技有限公司 | 一种电动车控制器测试机 |
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2020
- 2020-08-26 CN CN202010881628.2A patent/CN111873803A/zh active Pending
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