CN217240300U - 一种低成本电源紧急切断控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车电气控制技术领域，具体涉及一种低成本电源紧急切断控制系统，包括开关S1、紧急开关S2、紧急开关S3、点火开关S4、电源总开关K1、继电器K2、继电器K3、延时继电器K4、继电器K5、熔断器F1、熔断器F2、熔断器F3、发电机G1、蓄电池电源G2和蓄电池充电指示灯E；本实用新型设计的低成本电源紧急切断控制系统不需要开发专用控制器，只需采用技术成熟的继电器、控制开关和电路保护器件，通过电路互联技术就可以实现紧急情况下电源的快速安全断电，且在通断电时不产生电弧的应用需求；其中驾驶室外部的继电器和开关的防护等级需达到IP67，该系统对危化品运输车产品开发具有广阔的应用前景。

Description

一种低成本电源紧急切断控制系统

技术领域

本实用新型涉及汽车电气控制技术领域，具体涉及一种低成本电源紧急切断控制系统。

背景技术

整车在紧急情况下应能快速断电，且在通断电时不允许产生电弧是行业法规对危化品运输车的一项重要要求。近年来，随着经济社会的发展，危化品运输车需求猛增。目前，应用较多的是一种从国外引进的符合危险货物国际道路运输欧洲公约要求的电源紧急切断控制系统。该系统主要由电子控制单元、继电器、控制开关及连接线束组成，在应用时主要存在以下弊端：

弊端一，该系统功能的实现需要进行控制器设计，这对某些控制器设计能力相对比较薄弱的危化品运输车生产企业来说，实现自主化的成本较高。

弊端二，若外购成熟的该系统，则购置成本高，且不利于与车辆其他电控系统进行系统集成。

为解决以上弊端所带来的缺陷，设计一种低成本电源紧急切断控制系统，使得只需采用技术成熟的继电器、控制开关和电路保护器件，通过电路互连技术实现危化品运输车电源紧急切断的应用需求。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种低成本电源紧急切断控制系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低成本电源紧急切断控制系统，包括开关S1、紧急开关S2、紧急开关S3、点火开关S4、电源总开关K1、继电器K2、继电器K3、延时继电器K4、继电器K5、熔断器F1、熔断器F2、熔断器F3、发电机G1、蓄电池电源G2和蓄电池充电指示灯E；

蓄电池电源G2的“+”极端与电源总开关K1的30端、熔断器F1的第1端同时相连，蓄电池电源G2的“-”极端与电源总开关K1的86端、延时继电器K4的86端、继电器K5的86端、继电器K3的86端、继电器K3的87端同时相连；

电源总开关K1的87端与熔断器F2的第1端、熔断器F3的第1端以及发电机G1的“B+”端同时连接，电源总开关K1的85端与延时继电器K4的30端连接；

延时继电器K4的87端与熔断器F1的第2端、开关S1的第1端、继电器K2的30端同时相连，延时继电器K4的85端与紧急开关S3的第2端连接；

紧急开关S3的第3端与紧急开关S2的第3端、继电器K3的85端、继电器K5的85端同时相连，紧急开关S3的第1端与紧急开关S2的第2端连接；

紧急开关S2的第1端与开关S1的第2端、继电器K2的87端同时相连；

继电器K2的85端与继电器K3的30端、发电机G1的“D+"端、充电指示灯E的第2端同时相连，继电器K2的86端连至蓄电池电源G2的“-”极端；

熔断器F2的第2端与继电器K5的30端连接；

继电器K5的87端连接至点火开关S4的电源输入30端；

点火开关S4的15电输出端与蓄电池充电指示灯E的第1端、车辆用电设备的15电供电端相连；

熔断器F3的第2端连接至车辆用电设备的功率电供电30端。

具体的是，所述发电机G1为充电指示灯D+端带予激磁功能的整体式交流发电机。

具体的是，所述继电器K5受紧急开关S2、紧急开关S3同时控制，紧急开关S2、紧急开关S3中任一开关的第1端和第3端被接通，车辆用电设备的15电先断开，延时继电器K4的延时时间到达后，车辆用电设备的30电再断开。

具体的是，所述延时继电器K4的延时时间根据车辆的应用需求进行设定，延时继电器K4连接机械发动机设定短的延时时间，延时继电器K4连接电喷发动机设定长延时时间，用于电喷发动机将本次驾驶循环数据写入发动机电子控制单元。

具体的是，所述电源总开关K1的线圈供电回路串联有二极管，蓄电池电源G2的正负极接线被接反时整车电源不会被接通，用以保护车辆用电设备。

具体的是，所述发电机G1发电即发动机运转时，操作开关S1控制系统不会响应，用以断开整车电源。

具体的是，所述紧急开关S2或紧急开关S3被转换至第1端和第3端接通状态时，继电器K3电磁铁得电动作，发电机G1的“D+”端被接地，发电机G1失去予激磁电流停止发电。

具体的是，所述紧急开关S2和紧急开关S3根据不同需求安装在车辆的不同位置。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型设计的低成本电源紧急切断控制系统不需要开发专用控制器，只需采用技术成熟的继电器、控制开关和电路保护器件，通过电路互联技术就可以实现紧急情况下电源的快速安全断电，且在通断电时不产生电弧的应用需求；其中驾驶室外部的继电器和开关的防护等级需达到IP67，该系统对危化品运输车产品开发具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是低成本电源紧急切断控制系统的电路图。

具体实施方式

以下将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种低成本电源紧急切断控制系统，包括包括开关S1、紧急开关S2、紧急开关S3、点火开关S4、电源总开关K1、继电器K2、继电器K3、延时继电器K4、继电器K5、熔断器F1、熔断器F2、熔断器F3、充电指示灯D+端带予激磁功能的整体式交流发电机G1(以下简称发电机G1)、蓄电池电源G2和蓄电池充电指示灯E；蓄电池电源G2的“+”极端与电源总开关K1的30端、熔断器F1的第1端同时相连，蓄电池电源G2的“-”极端与电源总开关K1的86端、延时继电器K4的86端、继电器K5的86端、继电器K3的86端、继电器K3的87端同时相连；电源总开关K1的87端与熔断器F2的第1端、熔断器F3的第1端以及发电机G1的“B+”端同时连接，电源总开关K1的85端与延时继电器K4的30端连接；延时继电器K4的87端与熔断器F1的第2端、开关S1的第1端、继电器K2的30端同时相连，延时继电器K4的85端与紧急开关S3的第2端连接；紧急开关S3的第3端与紧急开关S2的第3端、继电器K3的85端、继电器K5的85端同时相连，紧急开关S3的第1端与紧急开关S2的第2端连接；紧急开关S2的第1端与开关S1的第2端、继电器K2的87端同时相连；继电器K2的85端与继电器K3的30端、发电机G1的“D+”端、充电指示灯E的第2端同时相连，继电器K2的86端连至蓄电池电源G2的“-”极端；熔断器F2的第2端与继电器K5的30端连接；继电器K5的87端连接至点火开关S4的电源输入30端；点火开关S4的15电输出端与蓄电池充电指示灯E的第1端、车辆用电设备的15电供电端相连；熔断器F3的第2端连接至车辆用电设备的功率电供电30端。

继电器K5受紧急开关S2、紧急开关S3同时控制。紧急情况下，只要紧急开关S2、紧急开关S3中任一开关的第1端和第3端被接通，都会先断开车辆用电设备的15电，然后待延时继电器K4的延时时间到达后，断开车辆用电设备的30电。

延时继电器K4的延时时间可根据车辆的应用需求进行设定，如对于机械发动机，可设定较短的延时时间，对于电喷发动机，为了确保发动机有足够的时间将本次驾驶循环数据写入发动机电子控制单元，以免因异常断电造成发动机电子控制单元损坏，可设置较长延时时间。

电源总开关K1的线圈供电回路串联有二极管，使得在蓄电池电源G2的正负极接线被接反时，使得电源总开关K1的电磁铁不会得电动作，进而整车无法通电，避免了因蓄电池正负极接线接反引起事故，从而保护了车辆用电设备。

发动机运转带动发电机G1发电时，若不先停止发动机，则操作开关S1，系统不会相应，从而断开整车电源，以防止正常使用时的误操作，断开整车电源而损坏发动机。

在紧急开关S2或紧急开关S3被转换至第1端和第3端接通状态时，继电器K3电磁铁得电动作，使得发电机G1的“D+”端被接地，发电机失去予激磁电流停止发电，避免了发动机停机惯性运转阶段，发电机电能输出对敏感设备的电源冲击。系统设置2只紧急开关S2和紧急开关S3，可以满足用户不同的应用需求，比如，1只设置于驾驶室，1只设置于底盘等。

紧急电源切断电路的工作原理：

1、当车辆发动机不运转时：此时发电机G1处于不发电状态，操作开关S1，当开关S1的第1端和第2端连通后，延时继电器K4的电磁铁得电，使得延时继电器K4的87端和30端接通，进而电源总开关K1的电磁铁得电，电源总开关K1的30端和87端被接通，此时蓄电池电源G2向车辆用电设备及点火开关S4正常供电，电源系统进入正常上电模式。

由于在发电机G1处于不发电状态时，发电机G1的“D+”端处于接地状态，所以继电器K2的电磁铁不会得电动作，充电指示灯E亮起，用于对驾驶员进行发电机不发电提示。

此时若开关S1的第1端和第2端由接通转换为断开、紧急开关S2由第1端和第2端接通转换至第1端和第3端接通、紧急开关S3由第1端和第2端接通转换至第1端和第3端接通，该三个条件中的任一条件获得满足，则延时继电器K4延时至设定的延时时间后，延时继电器K4的87端和30端由接通转换至断开状态，进而电源总开关K1的电磁铁失电，使得电源总开关K1的30端和87端的连接断开，蓄电池电源G2向车辆用电设备及点火开关S4停止输出电能，电源系统进入断电模式。

2、当车辆发动机正常运转时，此时发动机带动发电机G1正常发电，此时发电机G1的“B+”端通过熔断器F2、熔断器F3向车辆用电设备和点火开关S4供电，发电机G1的“D+”端输出高电平，充电指示灯E熄灭，继电器K2的电磁铁得电吸合，开关S1和继电器K2间形成闭锁回路，使得开关S1功能被闭锁，避免了因误操作开关S1使整车突然断电的风险。

若要断开整车电源，正常情况下，应先停止发动机运转，发电机G1停止发电，操作开关S1可使整车断电，否则操作开关S1会无效，避免了因没有先停止发动机就断开整车供电，对用电敏感设备的损坏，如电喷发动机电子控制器单元等。

在发动机运转时，若遭遇紧急情况需要断开整车电源，可通过操作紧急开关S2或紧急开关S3，使紧急开关S2或紧急开关S3由第1端和第2端接通，转换至第1端和第3端接通，继电器K5得电动作，点火开关的30供电端断电，进而点火开关的15端停止输出电能，发动机电子控制单元因失去15电而停止工作，发动机停机；

与此同时，延时继电器K4电磁铁失电进入延时状态，在延时时间达到设定的延时时间后，延时继电器K4的30端和87端断开，进而使电源总开关K1的30端和87端断开以切断整车供电，同时，在紧急开关S2或紧急开关S3被转换至第1端和第3端接通状态时，继电器K3电磁铁得电动作，使得发电机G1的“D+”端被接地，发电机G1失去予激磁电流停止发电，以避免发动机停机惯性运转阶段，发电机电能输出对敏感设备的电源冲击。

本系统不需要开发专用控制器，只需采用技术成熟的继电器、控制开关和电路保护器件，通过电路互联技术就可以实现紧急情况下电源的快速安全断电，且在通断电时不产生电弧的应用需求，应用成本低。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种低成本电源紧急切断控制系统，其特征在于，包括开关S1、紧急开关S2、紧急开关S3、点火开关S4、电源总开关K1、继电器K2、继电器K3、延时继电器K4、继电器K5、熔断器F1、熔断器F2、熔断器F3、发电机G1、蓄电池电源G2和蓄电池充电指示灯E；

所述蓄电池电源G2的“+”极端与电源总开关K1的30端、熔断器F1的第1端同时相连，蓄电池电源G2的“-”极端与电源总开关K1的86端、延时继电器K4的86端、继电器K5的86端、继电器K3的86端、继电器K3的87端同时相连；

电源总开关K1的87端与熔断器F2的第1端、熔断器F3的第1端以及发电机G1的“B+”端同时连接，电源总开关K1的85端与延时继电器K4的30端连接；

延时继电器K4的87端与熔断器F1的第2端、开关S1的第1端、继电器K2的30端同时相连，延时继电器K4的85端与紧急开关S3的第2端连接；

紧急开关S3的第3端与紧急开关S2的第3端、继电器K3的85端、继电器K5的85端同时相连，紧急开关S3的第1端与紧急开关S2的第2端连接；

紧急开关S2的第1端与开关S1的第2端、继电器K2的87端同时相连；

继电器K2的85端与继电器K3的30端、发电机G1的“D+"端、充电指示灯E的第2端同时相连，继电器K2的86端连至蓄电池电源G2的“-”极端；

熔断器F2的第2端与继电器K5的30端连接；

继电器K5的87端连接至点火开关S4的电源输入30端；

点火开关S4的15电输出端与蓄电池充电指示灯E的第1端、车辆用电设备的15电供电端相连；

熔断器F3的第2端连接至车辆用电设备的功率电供电30端。

2.根据权利要求1所述的低成本电源紧急切断控制系统，其特征在于，所述发电机G1为充电指示灯D+端带予激磁功能的整体式交流发电机。

3.根据权利要求1所述的低成本电源紧急切断控制系统，其特征在于，所述继电器K5受紧急开关S2、紧急开关S3同时控制，紧急开关S2、紧急开关S3中任一开关的第1端和第3端被接通，车辆用电设备的15电先断开，延时继电器K4的延时时间到达后，车辆用电设备的30电再断开。

4.根据权利要求2所述的低成本电源紧急切断控制系统，其特征在于，所述延时继电器K4的延时时间根据车辆的应用需求进行设定，延时继电器K4连接机械发动机设定短的延时时间，延时继电器K4连接电喷发动机设定长延时时间，用于电喷发动机将本次驾驶循环数据写入发动机电子控制单元。

5.根据权利要求1所述的低成本电源紧急切断控制系统，其特征在于，所述电源总开关K1的线圈供电回路串联有二极管，蓄电池电源G2的正负极接线被接反时整车电源不会被接通，用以保护车辆用电设备。

6.根据权利要求1所述的低成本电源紧急切断控制系统，其特征在于，所述发电机G1发电即发动机运转时，操作开关S1控制系统不会响应，用以断开整车电源。

7.根据权利要求1所述的低成本电源紧急切断控制系统，其特征在于，所述紧急开关S2或紧急开关S3被转换至第1端和第3端接通状态时，继电器K3电磁铁得电动作，发电机G1的“D+”端被接地，发电机G1失去予激磁电流停止发电。

8.根据权利要求1所述的低成本电源紧急切断控制系统，其特征在于，所述紧急开关S2和紧急开关S3根据不同需求安装在车辆的不同位置。

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