CN218906988U - 一种电动车充电保护装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电动车充电保护装置及其系统，包括控制器组件、无触点开关、信号获取组件；所述控制器组件输出端与所述无触点开关控制端电气连接，所述信号获取组件输出端与所述控制器组件输入端电气连接，所述无触点开关和所述信号获取组件均串联在充电器与电池之间的回路上，所述控制器组件数据端用于与外部的远程控制终端无线连接；所述信号获取组件配置为采集充电过程中充电器与电池之间的回路上的电流数据和电压数据；所述控制器组件配置为根据所述电流数据和所述电压数据控制所述无触点开关的关断或闭合。此外，现市面上充电故障的检测装置无法在恒流、恒压、涓流充电全过程进行充电保护，且无法对电弧故障等火灾隐患进行保护。

Description

一种电动车充电保护装置及其系统

技术领域

本实用新型涉及低压电气火灾监控技术领域，具体涉及一种电动车充电保护装置及其系统。

背景技术

电动车凭借其经济便捷的特点，已经成为民众中短途出行的重要交通工具，当前中国的电动车保有量已超过3亿辆，急速增加的电动车数量以及早年产品的老旧失修，使得电动车火灾事故呈现多发态势。为了解决电动车的频繁起火问题，学者对起火原因进行调查研究，认为电动车引发火灾主要因为电池本身故障和电气线路故障，其中主要的故障包括“飞线充电”等导致的充电器交流侧的电弧故障，充电器损坏不适配等导致的过流、过压和过充故障，以及电池组内部单元间连接松脱导致的内阻异常升高；当电气线路出现故障时，过大的充电电流及充电电压会加大电动车的热失控风险，导致电动车电池起火并引发火灾，容易发生人员伤亡的情况。现市面上的充电故障的检测装置大多都是采用传统的触点开关，并基于固定阈值的电压检测或者温度检测，而其无法在恒流、恒压、涓流充电全过程进行充电保护，且无法对电弧故障等火灾隐患进行保护，存在充电安全隐患。

有鉴于此，提出本申请。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电动车充电保护装置及其系统，能有效解决现有技术中的充电故障的检测装置无法在恒流、恒压、涓流充电全过程进行充电保护，且无法对电弧故障等火灾隐患进行保护，存在充电安全隐患的问题。

本实用新型提供了一种电动车充电保护装置,包括：控制器组件、无触点开关、信号获取组件；

其中，所述控制器组件的输出端与所述无触点开关的控制端电气连接，所述信号获取组件的输出端与所述控制器组件的输入端电气连接，所述无触点开关和所述信号获取组件均串联在充电器与电池之间的回路上，所述控制器组件的数据端用于与外部的远程控制终端无线连接；

其中，所述信号获取组件配置为采集充电过程中充电器与电池之间的回路上的电流数据和电压数据；

其中，所述控制器组件配置为根据所述电流数据和所述电压数据控制所述无触点开关的关断或闭合。

优选地，所述控制器组件包括控制器、驱动模块、以及通讯模块，其中，所述控制器的输出端与所述驱动模块的输入端电气连接，所述驱动模块的输出端与所述无触点开关的控制端电气连接，所述控制器的数据端与所述通讯模块的数据端电气连接，所述通讯模块用于与外部的远程控制终端无线连接。

优选地，所述信号获取组件包括电流获取模块、电压获取模块、以及信号滤波模块，其中，所述电流获取模块的输出端、所述电压获取模块的输出端与所述信号滤波模块的输入端电气连接，所述信号滤波模块的输出端与所述控制器组件的输入端电气连接。

优选地，还包括开关按键、以及复位按键，所述开关按键的输出端、所述复位按键的输出端与所述控制器组件的输入端电气连接。

优选地，还包括显示模块，所述显示模块的输入端与所述控制器组件的输出端电气连接。

优选地，还包括备用辅助电源，所述备用辅助电源的输出端与所述控制器组件的电源端电气连接。

优选地，还包括指示LED灯组，所述LED灯组的输入端与所述控制器组件的输出端电气连接。

优选地，还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器的输入端与所述控制器组件的输出端电气连接。

本实用新型还提供了一种电动车充电保护系统，包括远程控制终端以及如上任意一项所述的一种电动车充电保护装置，其中，所述控制器组件的数据端与所述远程控制终端无线连接，进行数据交互。

综上所述，本实施例提供的一种电动车充电保护装置及其系统，能够识别电池和充电器交流侧电弧故障、充电器直流输出侧的过电压、过电流、涓流不断电故障，并通过直流固态继电器等新型无触点开关器件执行脱扣动作，同时显示故障类型，报警并远程通信通知使用者发生故障；从而解决了现有技术中的充电故障的检测装置无法在恒流、恒压、涓流充电全过程进行充电保护，且无法对电弧故障等火灾隐患进行保护，存在充电安全隐患的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种电动车充电保护装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种电动车充电保护装置的安装位置示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

请参阅图1至图2，本实用新型第一实施例提供了一种电动车充电保护装置,包括：控制器组件、无触点开关1、信号获取组件；

其中，所述控制器组件的输出端与所述无触点开关1的控制端电气连接，所述信号获取组件的输出端与所述控制器组件的输入端电气连接，所述无触点开关1和所述信号获取组件均串联在充电器与电池之间的回路上，所述控制器组件的数据端用于与外部的远程控制终端无线连接；

其中，所述信号获取组件配置为采集充电过程中充电器与电池之间的回路上的电流数据和电压数据；

其中，所述控制器组件配置为根据所述电流数据和所述电压数据控制所述无触点开关1的关断或闭合。

现市面上的充电故障的检测装置大多都是采用传统的触点开关，并且是基于固定阈值的电压检测或者温度检测，但是其无法在恒流、恒压、涓流充电全过程进行充电保护，且无法对电弧故障等火灾隐患进行保护，存在充电安全隐患的问题。

具体地，在本实施例中，所述电动车充电保护装置串接在电动车的充电回路的直流侧，即充电器直流输出和电池的回路之间，所述信号获取组件串接在充电器输出端和电池端的回路之间，使用便捷，并且不会对原有充电系统产生影响；所述电动车充电保护装置的初始状态为所述无触点开关1断开，电动车需要充电时，所述控制器组件控制所述无触点开关1闭合开始充电。简单来说，所述电动车充电保护装置能够识别电池和充电器交流侧电弧故障、充电器直流输出侧的过电压、过电流、涓流不断电故障，并通过直流固态继电器等新型无触点开关器件执行脱扣动作，同时显示故障类型，报警并远程通信通知使用者发生故障。

在本实施例中，所述无触点开关1串联在充电回路中，所述电动车充电保护装置通过所述控制器11控制所述无触点开关1的通断；其中，所述无触点开关1可以为直流固态继电器，固态继电器是由微电子电路、分立电子器件、电力电子功率器件组成的无触点开关；其是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离，直流固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的无触点开关，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型一个可能的实施例中，所述控制器组件包括控制器11、驱动模块2、以及通讯模块6，其中，所述控制器11的输出端与所述驱动模块2的输入端电气连接，所述驱动模块2的输出端与所述无触点开关1的控制端电气连接，所述控制器11的数据端与所述通讯模块6的数据端电气连接，所述通讯模块6用于与外部的远程控制终端无线连接。

在本实用新型一个可能的实施例中，所述信号获取组件包括电流获取模块3、电压获取模块4、以及信号滤波模块5，其中，所述电流获取模块3的输出端、所述电压获取模块4的输出端与所述信号滤波模块5的输入端电气连接，所述信号滤波模块5的输出端与所述控制器组件的输入端电气连接。

具体地，在本实施例中，所述电流获取模块3和所述电压获取模块4分别用于采集电动车充电过程的电流数据和电压数据；所述信号滤波模块5主要用于获取信号的特征频段。所述电流获取模块3的核心元件可以为贴片式电流传感器芯片，所述信号滤波模块5可以为基于通用有源滤波芯片设计的低通滤波器。

在本实施例中，电动车需要充电时，所述控制器11输出指令使所述驱动模块2闭合所述无触点开关1闭合，开始充电。在充电过程中所述电流获取模块3和所述电压获取模块4的采样周期为T，其持续将电压数据和电流数据传入所述信号滤波模块5中，经所述信号滤波模块5进行滤波处理后的信号会再传入所述控制器11中，所述控制器11能够根据不同的电流电压特征判断发生何种故障。当所述控制器11采集到电流迅速减小为0，且在t0时间后恢复充电，则判定为交流侧发生电弧故障，此时，所述控制器11向所述驱动模块2发出控制信号使所述无触点开关1断开。当所述控制器11接收到的电流和电压信号大于设定的阈值，此时，判定为发生过电流或过电压故障，其中，预设置的阈值能够基于上一采样周期的电流及电压数据通过计算获得，以实现阈值的自适应调节。当充电电流小于设定阈值仍在继续充电，则判定为涓流断电异常故障，此时，所述控制器11向所述驱动模块2发出控制信号使所述无触点开关1断开。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的信号获取组件和控制器组件，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型一个可能的实施例中，还包括开关按键91、以及复位按键92，所述开关按键91的输出端、所述复位按键92的输出端与所述控制器组件的输入端电气连接。

具体地，在本实施例中，所述开关按键91用于实现所述电动车充电保护装置的开启和关闭，所述复位按键92用于实现所述电动车充电保护装置的出现异常情况时的复位功能。

在本实用新型一个可能的实施例中，还包括显示模块8，所述显示模块8的输入端与所述控制器组件的输出端电气连接。

具体地，在本实施例中，所述显示模块8可以为OLED显示屏，OLED显示屏是利用有机电致发光二极管制成的显示屏，由于同时具备自发光有机电激发光二极管，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。其中，所述显示模块8的输入端与所述控制器11的输出端连接，所述显示模块8在接收到所述控制器11传送的数据后，显示当前充电过程中的电流和电压参数以及线路是否故障，为何种故障等信息。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的显示模块，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型一个可能的实施例中，还包括备用辅助电源10，所述备用辅助电源10的输出端与所述控制器组件的电源端电气连接。

具体地，在本实施例中，所述备用辅助电源10主要是为所述电动车充电保护装置提供3.3V、5V、以及正负12V的供电，以保证所述电动车充电保护装置的正常运行使用。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的备用辅助电源，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型一个可能的实施例中，还包括指示LED灯组71，所述LED灯组71的输入端与所述控制器组件的输出端电气连接。

在本实用新型一个可能的实施例中，还包括蜂鸣器72，所述蜂鸣器72的输入端与所述控制器组件的输出端电气连接。

具体地，在本实施例中，所述指示LED灯组71和所述蜂鸣器72主要是用于在电动车发生充电故障时，分别产生相关的灯光提示和声音提示，即产生声光报警信号，以提醒使用者进行处理，避免火灾的发生。

简单来说，当所述控制器11根据不同所述信号滤波模块5传输的电流电压特征判断到交流侧发生电弧故障时，所述控制器11向所述驱动模块2发出控制信号使所述无触点开关1断开，并通过所述通讯模块6、所述指示LED灯组71、所述蜂鸣器72、所述显示模块8进行报告相关故障信息，待故障排除后可通过所述复位按键92使得所述电动车充电保护装置复位重新开始工作。当所述控制器11接收到的电流和电压信号大于设定的阈值，此时，判定为发生过电流或过电压故障。当充电电流小于设定阈值仍在继续充电，则判定为涓流断电异常故障时，所述控制器11向所述驱动模块2发出控制信号使所述无触点开关1断开，并通过所述通讯模块6、所述指示LED灯组71、所述蜂鸣器72、所述显示模块8进行报告相关故障信息，待故障排除后可通过所述复位按键92使得所述电动车充电保护装置复位重新开始工作。

综上，所述电动车充电保护装置能够识别电池和充电器交流侧电弧故障、充电器直流输出侧的过电压、过电流、涓流不断电故障，并通过直流固态继电器等新型无触点开关器件执行脱扣动作，同时显示故障类型，报警并远程通信通知使用者发生故障，即所述电动车充电保护装置采用直流固态继电器这类新型无触点开关器件作为主控开关，能够在电动车充电过程中实现无触点式开关动作，且开关动作的速度相对于传统继电器更快；同时，所述电动车充电保护装置通过所述控制器11对电动车充电过程中的充电电流以及充电电压进行实时的监测，以实现对电池充电器交流侧电，弧故障、充电器直流输出侧的过电压、过电流、涓流不断电的故障识别，在一定程度上大大降低由以上故障导致的火灾风险。

本实用新型第二实施例提供了一种电动车充电保护系统，包括远程控制终端以及如上任意一项所述的一种电动车充电保护装置，其中，所述控制器组件的数据端与所述远程控制终端无线连接，进行数据交互。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种电动车充电保护装置,其特征在于，包括：控制器组件、无触点开关、信号获取组件；

其中，所述控制器组件的输出端与所述无触点开关的控制端电气连接，所述信号获取组件的输出端与所述控制器组件的输入端电气连接，所述无触点开关和所述信号获取组件均串联在充电器与电池之间的回路上，所述控制器组件的数据端用于与外部的远程控制终端无线连接；

其中，所述信号获取组件配置为采集充电过程中充电器与电池之间的回路上的电流数据和电压数据；

其中，所述控制器组件配置为根据所述电流数据和所述电压数据控制所述无触点开关的关断或闭合。

2.根据权利要求1所述的一种电动车充电保护装置,其特征在于，所述控制器组件包括控制器、驱动模块、以及通讯模块，其中，所述控制器的输出端与所述驱动模块的输入端电气连接，所述驱动模块的输出端与所述无触点开关的控制端电气连接，所述控制器的数据端与所述通讯模块的数据端电气连接，所述通讯模块用于与外部的远程控制终端无线连接。

3.根据权利要求1所述的一种电动车充电保护装置,其特征在于，所述信号获取组件包括电流获取模块、电压获取模块、以及信号滤波模块，其中，所述电流获取模块的输出端、所述电压获取模块的输出端与所述信号滤波模块的输入端电气连接，所述信号滤波模块的输出端与所述控制器组件的输入端电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种电动车充电保护装置,其特征在于，还包括开关按键、以及复位按键，所述开关按键的输出端、所述复位按键的输出端与所述控制器组件的输入端电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种电动车充电保护装置,其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块的输入端与所述控制器组件的输出端电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种电动车充电保护装置,其特征在于，还包括备用辅助电源，所述备用辅助电源的输出端与所述控制器组件的电源端电气连接。

7.根据权利要求1所述的一种电动车充电保护装置,其特征在于，还包括指示LED灯组，所述LED灯组的输入端与所述控制器组件的输出端电气连接。

8.根据权利要求1所述的一种电动车充电保护装置,其特征在于，还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器的输入端与所述控制器组件的输出端电气连接。

9.一种电动车充电保护系统,其特征在于，包括远程控制终端以及如权利要求1至8任意一项所述的一种电动车充电保护装置，其中，所述控制器组件的数据端与所述远程控制终端无线连接，进行数据交互。

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