CN202429081U - 一种电动车充电保护电路、装置及电动车 - Google Patents

一种电动车充电保护电路、装置及电动车 Download PDF

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Abstract

本实用新型适用于电动车领域，提供了一种电动车充电保护电路、装置及电动车，所述电路包括：在充电时控制驱动装置禁止驱动的锁车控制单元，其正、负输入端分别与外部充电插座的正、负输出端连接，其输出端与电动车的驱动控制装置的控制端连接；在停止充电时对充电插座进行断电保护的断电保护单元，其正、负输入端分别与外部充电插座的正、负输出端连接，其正、负输出端分别与电动车蓄电池组的正、负输出端连接。本实用新型通过锁车控制单元在充电时控制电动车的驱动装置禁止驱动，以避免带电启动，并通过断电保护单元在电动车停止充电时对充电插座进行断电保护，以避免断电后充电插座带电，提高了电动车使用的安全性。

Description

一种电动车充电保护电路、装置及电动车
技术领域
本实用新型属于电动车领域，尤其涉及一种电动车充电保护电路、装置及电动车。
背景技术
目前，现有电动摩托车、电动轻型摩托车以及电动助力车在充电时，摩托车体与外部充电电源连接，当在充电过程中突发启动车辆时，缺乏必要的保护措施，可以通过车辆自带的驱动控制器启动使其移动，使得驾驶者在未断开充电电源时骑行，容易发生充电电源拉扯车辆造成侧翻事故，并且在使用大于48V的动力蓄电池车辆中，当断开充电电源连接后，充电连接插座仍然和蓄电池保持连接，充电连接插座上带有不安全的电压，触及后有触电的风险，造成安全隐患。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种电动车充电保护电路，旨在解决现有电动车在充电时缺乏必要的保护措施，出现带电启动以及断电后充电插座带电的问题。
本实用新型实施例是这样实现的，一种电动车充电保护电路，所述充电保护电路包括：
在充电时控制驱动装置禁止驱动的锁车控制单元，所述锁车控制单元的正、负输入端分别与外部充电插座的正、负输出端连接，所述锁车控制单元的输出端与电动车的驱动控制装置的控制端连接；
在停止充电时对充电插座进行断电保护的断电保护单元，所述断电保护单元的正、负输入端分别与外部充电插座的正、负输出端连接，所述断电保护单元的正、负输出端分别与电动车蓄电池组的正、负输出端连接。
进一步地，所述锁车控制单元包括：
电阻R8和电阻R9；
所述电阻R8的一端为所述锁车控制单元的正输入端，所述电阻R8的另一端与所述电阻R9的一端连接，其公共端为所述锁车控制单元的输出端，所述电阻R9的另一端为所述锁车控制单元的负输入端。
更进一步地，所述断电保护单元包括：
第一开关管、第二开关管、第三开关管、稳压模块、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7；
所述电阻R7的一端为所述断电保护单元的正输入端，所述电阻R7的另一端与所述稳压模块的输出端连接，所述稳压模块的输入端与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端为所述断电保护单元的负输入端，所述稳压模块的输入端同时与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的输出端为所述断电保护单元的负输出端，所述第三开关管的输入端通过所述电阻R2与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的输出端与所述第三开关管的控制端连接，所述第二开关管的输入端与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端同时为所述断电保护单元的正输入端与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的一端同时与所述第一开关管的输入端连接，所述电阻R3的另一端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的控制端同时通过所述电阻R4与所述第三开关管的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述二极管D1的阳极连接，所述二极管D1的阴极为所述断电保护单元的正输出端。
更进一步地，所述第一开关管为P型MOS管，所述P型MOS管的源极为所述第一开关管的输入端，所述P型MOS管的漏极为所述第一开关管的输出端，所述P型MOS管的栅极为所述第一开关管的控制端。
更进一步地，所述第二开关管为PNP型三极管，所述PNP型三极管的发射极为所述第二开关管的输入端，所述PNP型三极管的集电极为所述第二开关管的输出端，所述PNP型三极管的基极为所述第二开关管的控制端。
更进一步地，所述第三开关管为NPN型三极管，所述NPN型三极管的集电极为所述第三开关管的输入端，所述NPN型三极管的发射极为所述第三开关管的输出端，所述NPN型三极管的基极为所述第三开关管的控制端。
更进一步地，所述稳压模块包括：
第二稳压管和第三稳压管；
所述第三稳压管的阳极为所述稳压模块的输入端，所述第三稳压管的阴极与所述第二稳压管的阳极连接，所述第二稳压管的阴极为所述稳压模块的输出端。
更进一步地，所述断电保护单元还包括：
第一稳压管，所述第一稳压管与所述电阻R3并联，所述第一稳压管的阴极同时为所述断电保护单元的正输入端，所述第一稳压管的阳极与所述第一开关管的控制端连接。
本实用新型实施例的另一目的在于提供一种包括上述电动车充电保护电路的电动车充电保护装置。
本实用新型实施例的另一目的在于提供一种包括上述电动车充电保护装置的电动车。
本实用新型实施例通过锁车控制单元在充电时控制电动车的驱动装置禁止驱动，以避免带电启动，并通过断电保护单元在电动车停止充电时对充电插座进行断电保护，以避免断电后充电插座带电，提高了电动车使用的安全性。
附图说明
图1为本实用新型一实施例提供的电动车充电保护电路的结构图；
图2为本实用新型一实施例提供的电动车充电保护电路的示例电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例通过锁车控制单元在充电时控制电动车的驱动装置禁止驱动，以避免带电启动，并通过断电保护单元在电动车停止充电时对充电插座进行断电保护，以避免断电后充电插座带电，提高了电动车使用的安全性。
图1示出了本实用新型一实施例提供的电动车充电保护电路的结构图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
作为本实用新型一实施例提供的电动车充电保护电路1可以应用于多种电动电动车、电动轻型电动车以及电动助力车的充电保护装置中，电动车充电保护电路1包括：
在充电时控制驱动装置3禁止驱动的锁车控制单元11，锁车控制单元11的正、负输入端分别与外部充电插座2的正、负输出端连接，锁车控制单元11的输出端与电动车的驱动控制装置3的控制端连接；
在停止充电时对充电插座2进行断电保护的断电保护单元12，断电保护单元12的正、负输入端分别与外部充电插座2的正、负输出端连接，断电保护单元12的正、负输出端分别与电动车的蓄电池组4的正、负输入端连接。
在本实用新型实施例通过锁车控制单元在充电时控制电动车的驱动装置禁止驱动，以避免带电启动，并通过断电保护单元在电动车停止充电时对充电插座进行断电保护，以避免断电后充电插座带电，提高了电动车使用的安全性。
以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细说明。
图2示出了本实用新型一实施例提供的电动车充电保护电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
在本实用新型实施例中，锁车控制单元11包括：
电阻R8和电阻R9；
电阻R8的一端为锁车控制单元11的正输入端，电阻R8的另一端与电阻R9的一端连接，其公共端为锁车控制单元11的输出端，电阻R9的另一端为锁车控制单元11的负输入端。
断电保护单元12包括：
第一开关管121、第二开关管122、第三开关管123、稳压模块124、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7；
电阻R7的一端为断电保护单元12的正输入端，电阻R7的另一端与稳压模块124的输出端连接，稳压模块124的输入端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端为断电保护单元12的负输入端，稳压模块124的输入端同时与第三开关管123的控制端连接，第三开关管123的输出端为断电保护单元12的负输出端，第三开关管123的输入端通过电阻R2与第二开关管122的控制端连接，第二开关管122的输出端与第三开关管Q3的控制端连接，第二开关管122的输入端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端同时为断电保护单元12的正输入端与电阻R3的一端连接，电阻R3的一端同时与第一开关管121的输入端连接，电阻R3的另一端与第一开关管121的控制端连接，第一开关管121的控制端同时通过电阻R4与第三开关管123的输入端连接，第一开关管121的输出端与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极为断电保护单元12的正输出端。
作为本实用新型一实施例，第一开关管121、第二开关管122、第三开关管123均可以使用MOS管、双极型三极管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT，InsulatedGate Bipolar Transistor)或晶闸管(Thyristor)等开关管实现。
优选地，第一开关管121可以采用P型MOS管Q1，该P型MOS管Q1的源极为第一开关管121的输入端，P型MOS管Q1的漏极为第一开关管121的输出端，P型MOS管Q1的栅极为第一开关管121的控制端。
优选地，第二开关管122可以采用PNP型三极管Q2，该PNP型三极管Q2的发射极为第二开关管122的输入端，PNP型三极管Q2的集电极为第二开关管122的输出端，PNP型三极管Q2的基极为第二开关管122的控制端。
优选地，第三开关管123可以采用NPN型三极管Q3，该NPN型三极管Q3的集电极为第三开关管123的输入端，NPN型三极管Q3的发射极为第三开关管123的输出端，NPN型三极管Q3的基极为第三开关管123的控制端。
作为本实用新型一实施例，稳压模块124可以采用一个或多个串联的稳压管实现，在采用一个或多个稳压管串联时，应保证其稳压值和其工作电流符合第三开关管Q3的驱动电压或者符合可以取代第二开关管Q2和第三开关管Q3等元件组成电路的驱动条件。
当然，第一开关管121、第二开关管122、第三开关管123也均可以采用可控硅(SCR，Silicon Controlled Rectifier)或可关断晶闸管(GTO，Gate Turn-OffThyristor)等晶闸管实现。
优选地，稳压模块124包括第二稳压管Z2和第三稳压管Z3，该第三稳压管Z3的阳极为稳压模块124的输入端，第三稳压管Z3的阴极与第二稳压管Z2的阳极连接，第二稳压管Z2的阴极为稳压模块124的输出端。
作为本实用新型一优选实施例，断电保护单元12还可以包括第一稳压管Z1，该第一稳压管Z1与电阻R3并联，第一稳压管Z1的阴极同时为断电保护单元12的正输入端，第一稳压管Z1的阳极与第一开关管121的控制端连接。
在本实用新型实施例中，当充电插座2通过电动车充电保护电路1与蓄电池组4连接后，电阻R8和电阻R9分压后得到高电平的锁车控制信号H-ST输出给驱动控制装置3，当电动车的驱动控制装置3接收到该锁车控制信号H-ST后，立即停止运行并禁止启动车辆，以禁止车辆在充电时启动和骑行，避免发生充电电源拉扯车辆造成侧翻事，保护了驾驶者的安全，故加强了车辆使用的安全性。
同时，充电插座2中的电压经电阻R7、以及稳压管Z2、稳压管Z3后使NPN型三极管Q3导通，其中Z2为11V稳压管、Z3为22V稳压管，用于对NPN型三极管Q3的基极稳压，当然，也可以采用一个33V的稳压管代替稳压管Z2和稳压管Z3，NPN型三极管Q3导通后使PNP型三极管Q2导通，充电电压经电阻R1、PNP型三极管Q2维持NPN型三极管Q3导通实现自锁，同时PNP型三极管Q2导通使得P型MOS管Q1的栅极电压下降，P型MOS管Q1导通，充电插座2中的充电电压经P型MOS管Q1、二极管D1向蓄电池组4充电。
当断开与充电插座2的连接，即断开充电电源后，二极管D1的阻断作用使得二极管D1的阳极端失电，PNP型三极管Q2、NPN型三极管Q3都截止，从而P型MOS管Q1截止，控制信号H-ST变为低电平，车辆驱动器解锁，可以启动车辆。
在本实用新型实施例中，当未与充电插座2插接的情况下，通过二极管D1反向阻断蓄电池组2的电压，从而实现充电插座不带电，杜绝了触电隐患。
本实用新型实施例通过锁车控制单元在充电时控制电动车的驱动装置禁止驱动，以避免带电启动，并通过断电保护单元在电动车停止充电时对充电插座进行断电保护，以避免断电后充电插座带电，提高了电动车使用的安全性。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动车充电保护电路，其特征在于，所述电路包括：
在充电时控制驱动装置禁止驱动的锁车控制单元，所述锁车控制单元的正、负输入端分别与外部充电插座的正、负输出端连接，所述锁车控制单元的输出端与电动车的驱动控制装置的控制端连接；
在停止充电时对充电插座进行断电保护的断电保护单元，所述断电保护单元的正、负输入端分别与外部充电插座的正、负输出端连接，所述断电保护单元的正、负输出端分别与电动车蓄电池组的正、负输出端连接。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述锁车控制单元包括：
电阻R8和电阻R9；
所述电阻R8的一端为所述锁车控制单元的正输入端，所述电阻R8的另一端与所述电阻R9的一端连接，其公共端为所述锁车控制单元的输出端，所述电阻R9的另一端为所述锁车控制单元的负输入端。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述断电保护单元包括：
第一开关管、第二开关管、第三开关管、稳压模块、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7；
所述电阻R7的一端为所述断电保护单元的正输入端，所述电阻R7的另一端与所述稳压模块的输出端连接，所述稳压模块的输入端与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端为所述断电保护单元的负输入端，所述稳压模块的输入端同时与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的输出端为所述断电保护单元的负输出端，所述第三开关管的输入端通过所述电阻R2与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的输出端与所述第三开关管的控制端连接，所述第二开关管的输入端与所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端同时为所述断电保护单元的正输入端与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的一端同时与所述第一开关管的输入端连接，所述电阻R3的另一端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的控制端同时通过所述电阻R4与所述第三开关管的输入端连接，所述第一开关管的输出端与所述二极管D1的阳极连接，所述二极管D1的阴极为所述断电保护单元的正输出端。
4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一开关管为P型MOS管，所述P型MOS管的源极为所述第一开关管的输入端，所述P型MOS管的漏极为所述第一开关管的输出端，所述P型MOS管的栅极为所述第一开关管的控制端。
5.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第二开关管为PNP型三极管，所述PNP型三极管的发射极为所述第二开关管的输入端，所述PNP型三极管的集电极为所述第二开关管的输出端，所述PNP型三极管的基极为所述第二开关管的控制端。
6.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第三开关管为NPN型三极管，所述NPN型三极管的集电极为所述第三开关管的输入端，所述NPN型三极管的发射极为所述第三开关管的输出端，所述NPN型三极管的基极为所述第三开关管的控制端。
7.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述稳压模块包括：
第二稳压管和第三稳压管；
所述第三稳压管的阳极为所述稳压模块的输入端，所述第三稳压管的阴极与所述第二稳压管的阳极连接，所述第二稳压管的阴极为所述稳压模块的输出端。
8.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述断电保护单元还包括：
第一稳压管，所述第一稳压管与所述电阻R3并联，所述第一稳压管的阴极同时为所述断电保护单元的正输入端，所述第一稳压管的阳极与所述第一开关管的控制端连接。
9.一种电动车充电保护装置，其特征在于，所述装置中的充电保护电路为如权利要求1至8任一项所述的电路。
10.一种电动车，其特征在于，所述电动车的充电保护装置为如权利要求9所述的装置。
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