RU2293032C1 - Device for automatic protection of vehicle electrical equipment - Google Patents
Device for automatic protection of vehicle electrical equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293032C1 RU2293032C1 RU2005114207/11A RU2005114207A RU2293032C1 RU 2293032 C1 RU2293032 C1 RU 2293032C1 RU 2005114207/11 A RU2005114207/11 A RU 2005114207/11A RU 2005114207 A RU2005114207 A RU 2005114207A RU 2293032 C1 RU2293032 C1 RU 2293032C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- electrical equipment
- battery
- circuit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрооборудованию транспортного средства, а именно к схеме соединения аккумуляторной батареи с электрооборудованием транспортного средства, и может использоваться в качестве устройства автоматической защиты схемы электрооборудования во всех его режимах: неработающий двигатель, работающий двигатель, стартерный запуск двигателя.The invention relates to electrical equipment of a vehicle, and in particular to a connection diagram of a battery with electrical equipment of a vehicle, and can be used as a device for automatic protection of an electrical circuit in all its modes: a non-working engine, a working engine, a starter engine start.
Известно неразрушающееся ключевое устройство многократного действия (В.А.Родичев, Г.И.Родичева, «Тракторы и автомобили». - М.: Агропромиздат 1987), содержащее биметаллические пластины и неподвижный контакт. Если по биметаллической пластине пройдет ток, превышающий по силе расчетный, то вследствие нагрева биметаллическая пластина выгибается, что приводит к размыканию контактов и разрыву цепи. После охлаждения пластина выпрямляется и вновь замыкает цепь. Недостатком этого способа защиты электрооборудования является значительная задержка между появлением тока, превышающего по силе расчетную величину, и моментом размыкания контактов, что обусловлено временем нагрева биметаллической пластины. Это приводит к тому, что в течение этой задержки протекает неконтролируемый ток. Величина этого неконтролируемого тока может во много раз превышать допустимое значение, особенно в случае короткого замыкания в электропроводке, что может привести к разогреву проводов, нарушению и даже воспламенению изоляции. Другим недостатком описанного защитного устройства является то, что оно не различает режимов работы электрооборудования и, следовательно, величина тока срабатывания, на который настроено указанное защитное устройство, должна быть больше максимальной величины тока, необходимого для нормальной работы электрооборудования во всех режимах. Если учесть, что наиболее мощным потребителем в транспортном средстве является стартер, то указанное защитное устройство должно быть настроено на величину тока большую, чем необходимо для работы стартера. Так, например, для автомобиля «КАМАЗ» величина тока срабатывания должна быть не менее 1600 А. Этого тока вполне достаточно для сильного разогрева электропроводки, оплавления и возгорания изоляции.Known non-destructive key device of multiple action (V. A. Rodichev, G. I. Rodicheva, “Tractors and cars.” - M .: Agropromizdat 1987), containing bimetallic plates and fixed contact. If a current exceeding the calculated one passes through the bimetallic plate, then, due to heating, the bimetallic plate bends, which leads to the opening of the contacts and rupture of the circuit. After cooling, the plate straightens and closes the circuit again. The disadvantage of this method of protecting electrical equipment is a significant delay between the appearance of a current exceeding the calculated value in strength and the moment the contacts open, due to the heating time of the bimetallic plate. This causes an uncontrolled current to flow during this delay. The value of this uncontrolled current can be many times higher than the permissible value, especially in the case of a short circuit in the wiring, which can lead to heating of the wires, a violation and even ignition of the insulation. Another disadvantage of the described protective device is that it does not distinguish between the modes of operation of electrical equipment and, therefore, the magnitude of the tripping current to which the specified protective device is configured must be greater than the maximum current required for normal operation of electrical equipment in all modes. If we consider that the starter is the most powerful consumer in the vehicle, then the specified protective device must be set to a current greater than that necessary for the starter to operate. So, for example, for a KAMAZ automobile, the response current should be at least 1600 A. This current is quite enough for strong heating of the wiring, reflow and ignition of the insulation.
Известно устройство защиты схемы электрооборудования при неработающем двигателе (патент Российской Федерации RU 2208534 С1), которое содержит электромагнитное реле с нормально разомкнутыми контактами и дополнительную цепь, защищенную предохранителем. Контакты реле включены в разрыв силовой электрической цепи между отрицательной клеммой аккумуляторной батареи и массой, образованной кузовом транспортного средства. Обмотка реле включена в цепь между положительной и отрицательной клеммами аккумуляторной батареи и включена в эту цепь посредством нормально разомкнутых контактов выключателя зажигания. Цепь зажигания подключена между положительной клеммой аккумуляторной батареи и первым выводом обмотки реле, а дополнительная цепь образована между отрицательной клеммой аккумуляторной батареи и массой. Недостатком устройства защиты схемы электрооборудования при неработающем двигателе является отсутствие защиты электрооборудования в момент стартерного запуска двигателя, а также при работающем двигателе. Также следует заметить, что устройство защиты схемы электрооборудования при неработающем двигателе является фактически устройством однократного действия, так как после срабатывания защиты требуется восстановление схемы путем замены перегоревшего защитного предохранителя.A device for protecting an electrical circuit with an idle engine (patent of the Russian Federation RU 2208534 C1) is known, which contains an electromagnetic relay with normally open contacts and an additional circuit protected by a fuse. The relay contacts are included in the gap of the power electric circuit between the negative terminal of the battery and the mass formed by the vehicle body. The relay coil is connected to the circuit between the positive and negative terminals of the battery and is connected to this circuit by means of the normally open contacts of the ignition switch. An ignition circuit is connected between the positive terminal of the battery and the first terminal of the relay coil, and an additional circuit is formed between the negative terminal of the battery and ground. A disadvantage of the device for protecting the electrical circuit when the engine is not running is the lack of protection of electrical equipment at the time of starting the engine, as well as when the engine is running. It should also be noted that the protection device for the electrical circuit when the engine is not running is actually a single-action device, since after the protection is activated, the circuit must be restored by replacing the blown protective fuse.
Известно, что до 40% случаев пожаров на транспортных средствах происходит из-за короткого замыкания в электропроводке. При этом на транспортном средстве имеется два источника энергии: аккумуляторная батарея, обеспечивающая энергией электрооборудование во всех режимах, и генератор, обеспечивающий энергией электрооборудование в режиме работающего двигателя. Учитывая, что, к примеру, для легкового автомобиля ток короткого замыкания генератора составляет 40-80 А, в то время как ток короткого замыкания аккумуляторной батареи может достигать 1000 А и более, можно сделать вывод, что аккумуляторная батарея является основным источником энергии в случае возникновения короткого замыкания в электрооборудовании.It is known that up to 40% of cases of fires in vehicles occur due to a short circuit in the wiring. At the same time, the vehicle has two sources of energy: a rechargeable battery that provides electrical energy in all modes, and a generator that provides electrical energy in the engine mode. Given that, for example, for a passenger car, the generator short-circuit current is 40-80 A, while the short-circuit current of the battery can reach 1000 A or more, we can conclude that the battery is the main source of energy in the event of short circuit in electrical equipment.
Во всех режимах работы электрооборудования, кроме режима стартерного запуска двигателя, ток, потребляемый электрооборудованием от аккумуляторной батареи, не ограничен во времени и имеет величину не более 40 А. В режиме стартерного запуска двигателя ток, потребляемый от аккумуляторной батареи, ограничен во времени и составляет несколько секунд, в то время как по величине в зависимости от транспортного средства может достигать от 400 до 2000 А.In all operating modes of electrical equipment, except for the engine starter start mode, the current consumed by the electric equipment from the battery is not limited in time and has a value of not more than 40 A. In the starter start mode, the current consumed by the battery is limited in time and amounts to several seconds, while the size depending on the vehicle can reach from 400 to 2000 A.
Следовательно, налицо противоречие: с одной стороны, аккумуляторная батарея потенциально пожароопасна из-за того, что обладает большой энергией, а с другой стороны, во всех случаях, кроме режима стартерного запуска двигателя, эта энергия не востребована.Therefore, there is a contradiction: on the one hand, the battery is potentially fire hazard due to the fact that it has high energy, and on the other hand, in all cases, except for the starter engine start mode, this energy is not in demand.
Задачей изобретения является автоматическая защита электрооборудования транспортного средства, действующая во всех режимах работы электрооборудования и не допускающая в каждом из режимов превышения рассчитанного для данного режима предельно допустимого тока потребления электрооборудованием от аккумуляторной батареи.The objective of the invention is the automatic protection of the vehicle’s electrical equipment, operating in all modes of operation of the electrical equipment and not allowing in each of the modes to exceed the maximum allowable current consumption of electrical equipment from the battery calculated for this mode.
В основе устройства автоматической защиты электрооборудования транспортного средства лежит последовательность действий, которая постоянно повторяется через равные промежутки времени, называемые периодом. При этом в течение одного периода выполняется следующая последовательность действий:At the heart of the vehicle’s automatic protection device for electrical equipment is a sequence of actions that is constantly repeated at regular intervals, called a period. At the same time, the following sequence of actions is performed during one period:
- определение текущего режима электрооборудования: неработающий двигатель, работающий двигатель, стартерный запуск двигателя;- determination of the current mode of electrical equipment: a non-working engine, a working engine, engine starter;
- измерение тока потребления электрооборудованием от аккумуляторной батареи;- measurement of current consumption by electrical equipment from the battery;
- сравнение тока потребления электрооборудованием с допустимым для данного режима значением;- comparison of the current consumption of electrical equipment with a value acceptable for this mode;
- отключение аккумуляторной батареи от электрооборудования в случае превышения тока потребления электрооборудованием, допустимого для данного режима значения;- disconnecting the battery from the electrical equipment in case of exceeding the current consumption of electrical equipment, permissible value for this mode;
- определение состояния ручного выключателя;- determination of the status of the manual switch;
- подключение аккумуляторной батареи к электрооборудованию в случае, если был отключен, а затем включен ручной выключатель.- connecting the battery to electrical equipment if it was disconnected and then the manual switch is turned on.
Учитывая тот факт, что из-за индуктивности проводов скорость нарастания тока ограничена, период выполнения последовательности этих действий был выбран таким, чтобы за его время даже в случае короткого замыкания прирост тока потребления электрооборудованием не превысил допустимую величину.Considering the fact that due to the inductance of the wires, the current rise rate is limited, the sequence of these steps was chosen so that during its time, even in the event of a short circuit, the increase in the current consumption by the electrical equipment would not exceed the permissible value.
Указанная задача в устройстве автоматической защиты электрооборудования транспортного средства, содержащем ключевое устройство, устройство управления на микроконтроллере, ручной выключатель и датчик тока, решается тем, что ключевое устройство, включенное между массой, образованной кузовом транспортного средства и первым выводом датчика тока, второй вывод которого соединен с отрицательной клеммой аккумуляторной батареи, вход управления ключевого устройства подключен к выходу схемы управления на микроконтроллере, первый вход которой подключен к первому выводу датчика тока аккумуляторной батареи, второй вход подключен к цепи сигнала включения стартера, третий вход подключен к каналу связи, четвертый вход подключен к цепи сигнала включения зажигания, а пятый вход подключен к первому выводу ручного выключателя, второй вывод которого подключен к положительной клемме аккумуляторной батареи, при этом схема управления подключена одним проводом к отрицательной клемме аккумуляторной батареи, а другим проводом - к положительной клемме аккумуляторной батареи, при этом устройство управления на микроконтроллере постоянно получает информацию о состоянии двигателя транспортного средства: неработающий двигатель, работающий двигатель, двигатель, стартерный запуск, о величине текущего тока потребления электрооборудованием от аккумуляторной батареи, о получаемых из канала связи командах дистанционного управления от бортового компьютера, рассчитывает время с момента перехода двигателя в последнее состояние и на основании этой информации рассчитывает заданную величину максимального тока, сравнивает ее с величиной текущего тока потребления электрооборудованием от аккумуляторной батареи и, если величина потребляемого тока электрооборудованием от аккумуляторной батареи больше величины максимального тока, соответствующего данному режиму, то устройство управления на микроконтроллере выключает ключевое устройство.The specified task in the device for automatic protection of electrical equipment of a vehicle, containing a key device, a control device on a microcontroller, a manual switch and a current sensor, is solved by the fact that the key device connected between the mass formed by the vehicle body and the first output of the current sensor, the second output of which is connected with a negative battery terminal, the control input of the key device is connected to the output of the control circuit on the microcontroller, the first input of which the th input is connected to the first output of the battery current sensor, the second input is connected to the starter enable signal circuit, the third input is connected to the communication channel, the fourth input is connected to the ignition enable signal circuit, and the fifth input is connected to the first output of the manual switch, the second output of which is connected to the positive terminal of the battery, while the control circuit is connected with one wire to the negative terminal of the battery, and the other wire is connected to the positive terminal of the battery, while The control device on the microcontroller constantly receives information about the state of the vehicle’s engine: a non-working engine, a running engine, an engine, a starter start, the current consumption of electric equipment from the battery, the remote control commands received from the communication channel from the on-board computer, and it calculates the time from the moment transition of the motor to the last state and on the basis of this information calculates the specified value of the maximum current, compares it with the current consumption current of electrical equipment from the battery and, if the current consumption of electrical equipment from the battery is greater than the maximum current corresponding to this mode, the control device on the microcontroller turns off the key device.
На чертеже показано устройство автоматической защиты электрооборудования транспортного средства.The drawing shows a device for automatic protection of electrical equipment of a vehicle.
Устройство автоматической защиты электрооборудования транспортного средства содержит ключевое устройство 1, соединенное одним выводом с массой транспортного средства и первым выводом датчика тока 2, второй вывод которого соединен с отрицательной клеммой аккумуляторной батареи 3 и с первым проводом питания 4, подключенным к устройству управления на микроконтроллере 5, выход которого подключен к входу управления ключевое устройства 1, при этом второй провод питания 6 устройства управления на микроконтроллере подключен к положительной клемме аккумуляторной батареи и генератору 7. На входы устройства управления на микроконтроллере 5 подаются информационные сигналы, при этом первый вход подключен к точке соединения датчика тока аккумуляторной батареи и ключевого устройства, второй вход подключен к цепи сигнала включения стартера 8, третий вход - к каналу связи с бортовым компьютером 9, четвертый вход подключен к цепи сигнала включения зажигания 10, пятый вход подключен к первому выводу ручного выключателя 11, второй вывод которого подключен к отрицательной клемме аккумуляторной батареи. Нормальное состояние ручного выключателя 11 - замкнутое, при этом устройство автоматической защиты электрооборудования транспортного средства находится в рабочем режиме, поддерживая ключевой элемент 1 в замкнутом состоянии во всех режимах эксплуатации транспортного средства так долго, пока по результатам входных сигналов устройство управления на микроконтроллере 5 не обнаружит превышение фактической величины тока, потребляемого электрооборудованием от аккумуляторной батареи над заданной величиной максимального тока, при этом устройство управления на микроконтроллере переведет ключевой элемент 1 в разомкнутое состояние, а само перейдет в режим ожидания. Чтобы перевести устройство автоматической защиты электрооборудования транспортного средства из режима ожидания в рабочий режим, необходимо на короткое время выключить, а затем включить ручной выключатель 11.The vehicle electrical automatic protection device comprises a key device 1 connected to one terminal of the vehicle mass and the first terminal of the current sensor 2, the second terminal of which is connected to the negative terminal of the battery 3 and to the first power wire 4 connected to the control device on the microcontroller 5, the output of which is connected to the control input of the key device 1, while the second power wire 6 of the control device on the microcontroller is connected to the positive terminal the amount of the battery and the generator 7. Information signals are supplied to the inputs of the control device on the microcontroller 5, while the first input is connected to the connection point of the battery current sensor and the key device, the second input is connected to the start signal circuit of the starter 8, and the third input to the communication channel with on-board computer 9, the fourth input is connected to the ignition on signal circuit 10, the fifth input is connected to the first output of the manual switch 11, the second output of which is connected to the negative terminal Noah battery. The normal state of the manual switch 11 is closed, while the device for automatic protection of the vehicle’s electrical equipment is in operation, keeping key element 1 closed in all modes of operation of the vehicle for so long until the control device on the microcontroller 5 detects an excess the actual value of the current consumed by the electrical equipment from the battery over a predetermined value of the maximum current, The control on the microcontroller will switch the key element 1 to the open state, and itself will go into standby mode. In order to transfer the automatic protection device of the vehicle’s electrical equipment from standby mode to operating mode, it is necessary to turn off and briefly turn on the manual switch 11.
Устройство автоматической защиты электрооборудования транспортного средства, находящееся в рабочем режиме, может быть переведено в режим ожидания только при выключенном двигателе путем перевода ручного выключателя 11 в разомкнутое состояние. Это необходимо для того, чтобы от пульсирующего напряжения генератора 7, которое появляется только при работающем двигателе, не были повреждены элементы схемы транспортного устройства. Предусмотрена возможность передачи информации о состоянии устройства автоматической защиты в бортовой компьютером по каналу связи 9.The vehicle’s automatic protection device for electrical equipment, which is in operating mode, can be put into standby mode only when the engine is turned off by putting the manual switch 11 in the open state. This is necessary so that from the ripple voltage of the generator 7, which appears only when the engine is running, the circuit elements of the transport device are not damaged. It is possible to transmit information about the status of the automatic protection device in the on-board computer via the communication channel 9.
Техническим результатом данного изобретения является защита электрооборудования во всех режимах эксплуатации транспортного средства: во время стоянки с выключенным двигателем, в режиме запуска двигателя, во время стоянки с включенным двигателем, во время движения, а так же защита самих потребителей электроэнергии и, в частности, стартера и электропроводки от повреждения большим током.The technical result of this invention is the protection of electrical equipment in all modes of operation of the vehicle: during parking with the engine turned off, in engine start-up mode, during parking with the engine turned on, while driving, as well as the protection of the consumers of electricity and, in particular, the starter and electrical wiring from high current damage.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114207/11A RU2293032C1 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Device for automatic protection of vehicle electrical equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114207/11A RU2293032C1 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Device for automatic protection of vehicle electrical equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005114207A RU2005114207A (en) | 2006-11-20 |
| RU2293032C1 true RU2293032C1 (en) | 2007-02-10 |
Family
ID=37501716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005114207/11A RU2293032C1 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Device for automatic protection of vehicle electrical equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2293032C1 (en) |
-
2005
- 2005-05-11 RU RU2005114207/11A patent/RU2293032C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| В.А.Родичев, Г.И.Родичева, «Тракторы и автомобили». - М.: Агропромиздат, 1987, стр.328-329, рис.220, б-в. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005114207A (en) | 2006-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5464372B2 (en) | Precharge resistance protection circuit device using interlock switch | |
| US9789782B2 (en) | Battery module disconnect arrangement | |
| KR100870560B1 (en) | Motor vehicle supply system comprising a voltage transformer | |
| CN102834287B (en) | Battery power management system | |
| US10682915B2 (en) | Charging an electrical energy store on an electric vehicle at a socket with reduction of the charging current after failure and restoration of the power supply | |
| JP2007228753A (en) | Electric vehicle | |
| JP2014030281A (en) | Power-supply system | |
| CN105408621A (en) | Electronic safety shutdown for motor vehicles | |
| WO2018163736A1 (en) | Protection circuit for in-vehicle battery | |
| CN104228587A (en) | Smart power distribution unit | |
| CN104025369A (en) | Battery system and motor vehicle | |
| JP2019030108A (en) | On-vehicle electric system | |
| CN204037361U (en) | A kind of pure electric coach collision self-blocking control mechanism | |
| US10513234B2 (en) | Vehicle electrical system to facilitate integration of third-party batteries | |
| AU4764193A (en) | 3-pole battery switches | |
| JP2007137093A (en) | Power supply system for vehicle | |
| CN104638909A (en) | Apparatus for controlling LDC in electric vehicle | |
| RU2293032C1 (en) | Device for automatic protection of vehicle electrical equipment | |
| CN211280650U (en) | Safety control device of electric vehicle | |
| US7728457B2 (en) | Circuit for protecting against shorts in starter motor and battery charging cables | |
| WO1994004394A1 (en) | 3-pole battery switches | |
| CN109643907B (en) | Power storage unit control device | |
| CN202906429U (en) | Wire harness overload automation protection device | |
| CN112054790B (en) | Time delay switching device, power supply system and control method of time delay switching device | |
| CN106184080B (en) | Vehicle-mounted power grid management system and using method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090512 |