电动车保护电路和电动车

技术领域

本发明实施例涉及电动车保护技术领域，尤其涉及一种电动车保护电路和电动车。

背景技术

随着交通的快速发展，电动车受到越来越多的人喜爱，但因电动车引起的事故也逐渐被人们重视。

在现有技术中，电动车均采用电池进行供电，当电池处于长时间充放电或外界环境因素的影响下出现过温时，如继续供电，则容易造成安全事故；传统电动车的充电口是带电的，当儿童或成人误触到充电口时，容易造成危险，且当电动车在充电的过程中，通过控制转把仍然能够使得电动车的轮子旋转，存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供一种电动车保护电路和电动车，以提高电动车的安全可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种电动车保护电路，包括：上电模块、温度检测模块、电源模块、充电控制子模块、控制模块、报警模块、刹车模块和隔离模块；

所述温度检测模块的第一端与所述电源模块的第一端电连接，所述温度检测模块的第二端与所述上电模块的第一端电连接，所述上电模块的第二端与所述控制模块的第一端电连接，所述温度检测模块用于在所述电源模块的温度大于预设温度时断开所述电源模块与所述上电模块之间的供电通路，所述上电模块用于向所述控制模块提供电启动信号；

所述报警模块的第一电源端与所述上电模块的第一端电连接，所述报警模块的第二电源端与所述电源模块的第二端电连接，所述报警模块的输出端与所述控制模块的第二端电连接，用于输出防盗信号；所述控制模块的第三端与所述电源模块的第二端电连接，所述控制模块的第四端与所述电源模块的第一端电连接，所述刹车模块的第一端与所述控制模块的第五端电连接，所述刹车模块的第二端与所述控制模块的第六端电连接，所述刹车模块用于向所述控制模块提供刹车信号；所述控制模块的第七端与电机电连接；

所述充电控制子模块的第一端与所述电源模块的第一端电连接，所述充电控制子模块的第二端与充电口的第一孔电连接，所述充电口的第二孔与所述电源模块的第二端电连接，所述充电控制子模块的第三端与所述温度检测模块的第二端电连接，所述充电控制子模块的第四端与所述充电口的第三孔电连接，所述充电控制子模块用于控制所述充电口与所述电源模块之间的导通或关断；

所述隔离模块的第一端与所述充电口的第三孔电连接，所述隔离模块的第二端与所述报警模块的输出端或所述刹车模块的第一端电连接，所述隔离模块用于将所述充电控制子模块的电源信号与所述防盗信号或所述刹车信号隔离开。

可选地，所述温度检测模块包括温控开关，所述温控开关的第一端与所述电源模块的第一端电连接，所述温控开关的第二端与所述上电模块的第一端电连接，所述温控开关为常闭型开关。

可选地，所述充电控制子模块包括继电器，所述继电器包括线圈和常开触点；

所述常开触点的第一端与所述电源模块的第一端电连接，所述常开触点的第二端与所述充电口的第一孔电连接，所述充电口的第二孔与所述电源模块的第二端电连接；所述线圈的第一端与所述温度检测模块的第二端电连接，所述线圈的第二端与所述充电口的第三孔电连接。

可选地，还包括第一二极管；

所述第一二极管的第一端与所述线圈的第二端电连接，所述第一二极管的第二端与所述线圈的第一端电连接，所述第一二极管用于在所述线圈掉电时进行续流。

可选地，所述隔离模块包括第二二极管，所述第二二极管的第一端与所述报警模块的输出端或所述刹车模块的第一端电连接，所述第二二极管的第二端与所述充电口的第三孔电连接。

可选地，所述上电模块包括电门锁开关，所述电门锁开关的第一端与所述温度检测模块的第二端电连接，所述电门锁开关的第二端与所述控制模块的第一端电连接。

可选地，所述刹车模块包括刹把开关，所述刹把开关的第一端与所述控制模块的第五端电连接，所述刹把开关的第二端与所述控制模块的第六端电连接；其中，所述控制模块的第六端为所述控制模块的接地端。

可选地，所述电源模块包括电池或电池组。

可选地，所述温度检测模块设置于所述电源模块的表面。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电动车，该电动车包括本发明任意实施例所提供的电动车保护电路。

本发明实施例提供的技术方案，通过在电源模块和上电模块之间串联一个温度检测模块以检测电源模块的温度，并在电源模块的温度超过预设温度时断开，使得电源模块与上电模块之间的导电通路断开，控制模块无法接受电启动信号，停止驱动电机旋转。并且通过增加充电控制子模块和隔离模块，使得电源模块在未充电过程中，充电口与电源模块之间断路，从而使得充电口不带电，大大提高了电动车的安全性能。当对电源模块进行充电时，通过隔离模块将防盗信号或刹车信号拉低至低电平，使得控制模块控制电机锁定，实现在充电过程中不能骑行的目的。相对于现有技术，本发明实施例提供的技术方案能够大大提高电动车的安全性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电动车保护电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种电动车保护电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种电动车保护电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种电动车保护电路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种电动车保护电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种电动车保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种电动车保护电路的结构示意图，该电动车可以是电动自行车、电动轻便摩托车和电动摩托车等等，本发明实施例仅以电动自行车为例进行原理说明。参考图1，本发明实施例提供的电动车保护电路包括：上电模块10、温度检测模块20、电源模块30、充电控制子模块40、控制模块50、报警模块60、刹车模块70和隔离模块80。

温度检测模块20的第一端B1与电源模块10的第一端C1电连接，温度检测模块20的第二端B2与上电模块10的第一端A1电连接，上电模块10的第二端A2与控制模块50的第一端D1电连接，温度检测模块20用于在电源模块30的温度大于预设温度时断开电源模块30与上电模块10之间的供电通路，上电模块10用于向控制模块50提供电启动信号QDS。

报警模块60的第一电源端E1与上电模块10的第一端A1电连接，报警模块60的第二电源端E2与电源模块30的第二端C2电连接，报警模块60的输出端E3与控制模块50的第二端D2电连接，用于输出防盗信号FDS；控制模块50的第三端D3与电源模块30的第二端C2电连接，控制模块50的第四端D4与电源模块30的第一端C1电连接，刹车模块70的第一端F1与控制模块50的第五端D5电连接，刹车模块70的第二端F2与控制模块50的第六端D6电连接，刹车模块70用于向控制模块50提供刹车信号SCS；控制模块50的第七端D7与电机90电连接。

充电控制子模块40的第一端G1与电源模块30的第一端C1电连接，充电控制子模块40的第二端G2与充电口100的第一孔a电连接，充电口100的第二孔b与电源模块30的第二端C2电连接，充电控制子模块40的第三端G3与温度检测模块20的第二端B2电连接，充电控制子模块40的第四端G4与充电口100的第三孔c电连接，充电控制子模块40用于控制充电口100与电源模块30之间的导通或关断。

隔离模块80的第一端H1与充电口100的第三孔c电连接，隔离模块80的第二端H2与报警模块60的输出端E3或刹车模块70的第一端F1电连接，隔离模块80用于将充电控制子模块40的电源信号与防盗信号FDS或刹车信号SCS隔离开。

具体地，电源模块30为可充电电池或电池组，如锂电池，电源模块30的第一端C1可以为正极，其第二端C2可以为负极，电源模块30的正负极直接与控制模块50连接，为控制模块50提供电源电压。上电模块10能够为控制模块50提供电启动信号QDS，当控制模块50接收到电启动信号QDS后才能够正常工作，进而驱动电机90旋转。为方便描述，将图1所示的电路结构划分为三个回路：电源模块30直接向控制模块50供电的回路为主回路，电源模块30向报警模块60供电的回路为次回路(在实际应用主，次回路还包括电源模块30向其他部件供电的部分，如灯具、仪表和组合开关等)，电源模块30通过充电口100与充电器连接的回路为充电回路。

电动车的状态分为骑行状态、静止状态和充电状态；

当电动车处于骑行状态时，上电模块10接通次回路，控制模块50接收到电启动信号QDS，控制模块50控制电机90运行。此时充电控制子模块40处于断开状态，充电口100与电源模块30之间无法形成通路，因此充电口100不带电。当温度检测模块20检测到电源模块30的温度超过预设温度时，温度检测模块20断开，次回路失电，上电模块10与电源模块30之间的通路断开，上电模块10无法向控制模块50提供电启动信号QDS，尽管此时电源模块10仍然通过主回路向控制模块50供电，但是由于控制模块50的电启动信号QDS丢失，控制模块50无法驱动电机90工作，电源模块30停止对外供电。当电动车处于骑行状态时，防盗状态解除，报警模块60输出的防盗信号FDS为高电平，控制模块50不会锁定电机90。

当电动车处于静止状态时，充电控制子模块40处于断开状态，充电口100与电源模块30之间无法形成通路，因此充电口100不带电。静止状态可以包括上电模块10闭合和打开情况，在上电模块10闭合时，上电模块10接通次回路，控制模块50接收到电启动信号QDS(但此时电机90不运行)，当温度检测模块20检测到电源模块30的温度超过预设温度时，温度检测模块20断开，次回路失电。

当电动车处于充电状态时，充电控制子模块40闭合，充电口100通过充电器与电源模块30形成通路，充电器能够正常对电源模块30进行充电。在对电源模块30充电的过程中，隔离模块80的第二端H2连接报警模块60的输出端E3，或者连接刹车模块70的第一端F1，如图1中的虚线所示，第一端H1连接充电口100的第三孔c。

需要说明的是，本发明实施例中，充电器的插头上的负极端子与中间端子是短接在一起。因此，当对电源模块30充电时，充电口100的第三孔c被下拉到低电平。当隔离模块80的第二端H2连接到报警模块60的输出端E3时，防盗信号FDS被下拉到低电平，若此时想要骑行电动车，则需导通上电模块10，输出电启动信号QDS至控制模块50，但是在低电平的防盗信号FDS的作用下控制模块50将电机90进行锁定，使得电机90不能旋转。当隔离模块80的第二端H2连接到刹车模块70的第一端F1时，同样会将刹车信号SCS下拉至低电平，使得控制模块50锁定电机90，使得电机90不能旋转。因此，本实施例能够起到在充电状态下不能使用户骑行的作用。隔离模块80能够将充电控制子模块40的控制与防盗信号FDS或刹车信号SCS的控制隔离开，避免出现相互干扰。

在充电过程中，当温度检测模块20检测到电源模块30的温度超过预设温度时，断开次回路，使得次回路失电。由于充电控制子模块40的第三端G3连接至温度检测模块20的第二端B2，当温度检测模块20断开后，充电控制子模块40失电断开，停止对电源模块30进行充电，有利于防止电源模块30因过热而出现安全事故。

本发明实施例提供的技术方案，通过在电源模块和上电模块之间串联一个温度检测模块以检测电源模块的温度，并在电源模块的温度超过预设温度时断开，使得电源模块与上电模块之间的导电通路断开，控制模块无法接受电启动信号，停止驱动电机旋转。并且通过增加充电控制子模块和隔离模块，使得电源模块在未充电过程中，充电口与电源模块之间断路，从而使得充电口不带电，大大提高了电动车的安全性能。当对电源模块进行充电时，通过隔离模块将防盗信号或刹车信号拉低至低电平，使得控制模块控制电机锁定，实现在充电过程中不能骑行的目的。相对于现有技术，本发明实施例提供的技术方案能够大大提高电动车的安全性能。

图2为本发明实施例提供的另一种电动车保护电路的结构示意图，在上述技术方案的基础上，参考图2，本实施例中的温度检测模块20包括温控开关201，温控开关201的第一端与电源模块30的第一端C1电连接，温控开关201的第二端与上电模块10的第一端A1电连接，温控开关201为常闭型开关。

其中，温控开关201可以设置在电源模块30的表面，当检测到电源模块30的温度超过预设温度时，温控开关201能够自动断开。

充电控制子模块40包括继电器，继电器包括线圈LX和常开触点CBK；常开触点CBK的第一端与电源模块30的第一端C1电连接，常开触点CBK的第二端与充电口100的第一孔a电连接，充电口100的第二孔b与电源模块30的第二端C2电连接；线圈LX的第一端与温度检测模块20的第二端B2电连接，线圈LX的第二端与充电口100的第三孔c电连接。

其中，在电动车处于充电状态时，线圈LX的第二端通过插头的负极与中间端子短接的充电器与电源模块30的第二端形成通路(其中，充电口的第二孔b对应插头的负极，第一孔a对应插头的正极)，线圈LX的第一端为电源模块30的第一端C1的电压，因此线圈LX得电，常开触点CBK闭合，电源模块30正常充电。由于此时充电口100的第三孔c被下拉至低电平(电源模块30的负极电压)，因此，防盗信号FDS或刹车信号SCS也被下拉至低电平，当通过上电模块10输出电启动信号QDS至控制模块50时，控制模块50将电机90进行锁定，使得电机90不能旋转，达到电动车在充电过程中不能骑行的目的。

需要说明的是，电机90锁定的条件是：在控制模块50接收到电启动信号QDS的同时，防盗信号FDS或刹车信号SCS为低电平。

继续参考图2，报警模块60的第五端E5还与控制模块50的第一端D1电连接，报警模块60的第四端E4与控制模块50的第八端D8电连接，其中，报警模块60的第五端E5为电源输出端，也就是说，报警模块60同样能够控制模块50提供电启动信号QDS。在温度检测模块20一直处于闭合的状态下，报警模块60处于常供电状态，因此能够通过报警模块60遥控启动电动车。同时报警模块60还具有报警功能，当电动车处于上锁防盗状态时，报警模块60先检测控制模块50是否发送轮动信号LDS，当报警模块60检测到轮动信号LDS时，控制自身输出低电平的防盗信号FDS至控制模块50，控制模块50对电机90进行锁定。

图3为本发明实施例提供的另一种电动车保护电路的结构示意图，在上述各技术方案的基础上，参考图3，本发明实施例中，充电控制子模块40还包括第一二极管VT1；第一二极管VT1的第一端与线圈LX的第二端电连接，第一二极管VT1的第二端与线圈LX的第一端电连接，第一二极管VT1用于在线圈LX掉电时进行续流。

其中，第一二极管VT1的阳极与线圈LX连接充电口的一端连接，第一二极管VT1的阴极与线圈LX连接温控开关201的一端连接。在充电过程中，当温控开关201检测到电源模块30的温度超过预设温度而断开时，由于线圈LX的第一端与温控开关201的第二端连接B2，因此线圈LX也会失电，常开触点CBK断开。线圈LX由于自身电感的影响，其内部的电流不会突然消失，电流仍然按照原方向(由其第一端向第二端方向)流动，通过增加第一二极管VT1能够在线圈LX失电时，与线圈LX形成回路，从而能够释放掉线圈LX中的电流。

图4为本发明实施例提供的另一种电动车保护电路的结构示意图，在上述各技术方案的基础上，参考图4，在本发明实施例中，隔离模块80包括第二二极管VT2，第二二极管VT2的第一端与报警模块60的输出端E3或刹车模块70的第一端F1电连接，第二二极管VT2的第二端与充电口100的第三孔c电连接。

在本实施例中，正常情况下，防盗信号FDS为高电平，刹车信号SCS也为高电平，第二二极管VT2用于将继电器的控制信号与防盗信号FDS或刹车信号SCS隔离开。当充电口100没有连接充电器时，线圈LX的第一端与电源模块30的第一端C1连接(电源模块30的正极电压)，线圈LX的第二端与电源模块30的第二端C2之间处于断路状态，且线圈LX的第二端通过第二二极管VT2与防盗信号FDS或刹车信号SCS隔离，因此，线圈LX未处于回路中，线圈LX不会得电，第二二极管VT2处于截止状态。

当充电口100连接充电器时，线圈LX的第一端与电源模块30的第一端C1连接(电源模块30的正极电压)，线圈LX的第二端与电源模块30的第二端C2之间连接，线圈LX得电，常开触点CBK闭合。此时，第二二极管VT2的阳极为高电平(防盗信号FDS或刹车信号SCS对应的电平)，第二二极管VT2的阴极为低电平(电源模块30的负极电压)，第二二极管VT2导通，并将防盗信号FDS或刹车信号SCS的电平拉低，防盗信号FDS或刹车信号SCS有效，当控制模块50接收到电启动信号QDS时，控制模块50控制电机90锁定。

在实际应用中，控制模块50的第二端D2和第五端D5均是通过上拉电阻将其端口电压拉高至高电平(5V)的，如果不设置第二二极管VT2，则线圈LX、上拉电阻和充电器就会形成回路，线圈LX的第二端的电压处于电源模块30的负极电压和5V之间，因此，线圈LX两端会一直存在电压差，该电压差会使得常开触点CBK闭合，并且无法断开，使得电源模块30一直处于充电状态，容易造成安全事故。

图5为本发明实施例提供的另一种电动车保护电路的结构示意图，在上述各技术方案的基础上，参考图5，在本发明实施例中，上电模块10包括电门锁开关DMK，电门锁开关DMK的第一端与温度检测模块20的第二端B2电连接，电门锁开关DMK的第二端与控制模块50的第一端D1电连接。

刹车模块70包括刹把开关SK，刹把开关SK的第一端与控制模块50的第五端D5电连接，刹把开关SK的第二端与控制模块50的第六端D6电连接；其中，控制模块50的第六端D6为控制模块50的接地端。其中，电门锁开关DMK和刹把开关SK的工作原理与现有技术相同，在此不再赘述。

图6为本发明实施例提供的另一种电动车保护电路的结构示意图，本发明实施例以图6所示电路结构为例具体说明电动车保护电路的工作原理。

当电动车处于上锁防盗状态后，在温控开关201处于闭合的状态下，报警模块60先检测控制模块50是否发送轮动信号LDS，当报警模块60检测到轮动信号LDS时，控制自身输出低电平的防盗信号FDS至控制模块50，控制模块50对电机90进行锁定。转把200和刹车模块70分别控制电动车的前进和刹车，充电口100为三孔充电口，其中，第一孔a为正极，第二孔b为负极，第三孔c为地，当对电动车进行充电时，充电器的插头的负极端子与中间端子短接。

电源模块30可以为电池或电池组，为方便描述，本实施例提供的电动车保护电路结构划分为三个回路：电源模块30直接向控制模块50供电的回路为主回路，电源模块30向报警模块60供电的回路为次回路(在实际应用主，次回路还包括电源模块30向其他部件供电的部分，如灯具、仪表和组合开关等)，电源模块30通过充电口100与充电器连接的回路为充电回路。其中，每个回路中均串联有一保险开关，如主回路中串联主回路保险320，次回路中串联次回路保险310、充电回路中串联充电保险330。

电动车的状态分为骑行状态、静止状态和充电状态；

当电动车处于骑行状态时，上电模块10接通次回路，控制模块50接收到电启动信号QDS，控制模块50控制电机90运行。此时充电控制子模块40处于断开状态，充电口100与电源模块30之间无法形成通路，因此充电口100不带电。当温度检测模块20检测到电源模块30的温度超过预设温度时，温度检测模块20断开，次回路失电，上电模块10与电源模块30之间的通路断开，上电模块10无法向控制模块50提供电启动信号QDS，同时，报警模块60也因失电而无法向控制模块50提供电启动信号QDS。尽管此时电源模块10仍然通过主回路向控制模块50供电，但是由于控制模块50的电启动信号QDS丢失，控制模块50无法驱动电机90工作，电源模块30停止对外供电。当电动车处于骑行状态时，防盗状态解除，报警模块60输出的防盗信号FDS为高电平，控制模块50不会锁定电机90。

当电动车处于静止状态时，充电控制子模块40处于断开状态，充电口100与电源模块30之间无法形成通路，因此充电口100不带电。静止状态可以包括上电模块10闭合和打开情况，在上电模块10闭合时，上电模块10接通次回路，控制模块50接收到电启动信号QDS(但此时电机90不运行)，当温度检测模块20检测到电源模块30的温度超过预设温度时，温度检测模块20断开，次回路失电。

在电动车处于充电状态时，线圈LX的第二端通过插头的负极与中间端子短接的充电器与电源模块30的第二端形成通路(其中，充电口的第二孔b对应插头的负极，第一孔a对应插头的正极)，线圈LX的第一端为电源模块30的第一端C1的电压，因此线圈LX得电，常开触点CBK闭合，电源模块30正常充电。在对电源模块30充电的过程中，隔离模块80的第二端H2连接报警模块60的输出端E3，或者连接刹车模块70的第一端F1。由于充电器的插头上的负极端子与中间端子是短接在一起，因此，当对电源模块30充电时，充电口100的第三孔c被下拉到低电平。当隔离模块80的第二端H2连接到报警模块60的输出端E3时，防盗信号FDS被下拉到低电平，若此时想要骑行电动车，则需导通上电模块10，输出电启动信号QDS至控制模块50(或遥控报警模块60输出电启动信号QDS)，但是在低电平的防盗信号FDS的作用下控制模块50将电机90进行锁定，使得电机90不能旋转。当隔离模块80的第二端H2连接到刹车模块70的第一端F1时，同样会将刹车信号SCS下拉至低电平，使得控制模块50锁定电机90，使得电机90不能旋转。

示例性地，当充电口100连接充电器时，线圈LX的第一端与电源模块30的第一端C1连接(电源模块30的正极电压)，线圈LX的第二端与电源模块30的第二端C2之间连接，线圈LX得电，常开触点CBK闭合。此时，第二二极管VT2的阳极为高电平(防盗信号FDS或刹车信号SCS对应的高电平)，第二二极管VT2的阴极为低电平(电源模块30的负极电压)，第二二极管VT2导通，并将防盗信号FDS或刹车信号SCS的电平拉低，防盗信号FDS或刹车信号SCS有效，当控制模块50接收到电启动信号QDS时，控制模块50控制电机90锁定。

在实际应用中，控制模块50的第二端D2和第五端D5均是通过上拉电阻将其端口电压拉高至高电平(5V)的，如果不设置第二二极管VT2，则线圈LX、上拉电阻和充电器就会形成回路，线圈LX的第二端的电压处于电源模块30的负极电压和5V之间，因此，线圈LX两端会一直存在电压差，该电压差会使得常开触点CBK闭合，并且无法断开，使得电源模块30一直处于充电状态，容易造成安全事故。

在充电过程中，当温度检测模块20检测到电源模块30的温度超过预设温度时，断开次回路，使得次回路失电。由于充电控制子模块40的第三端G3连接至温度检测模块20的第二端B2，当温度检测模块20断开后，线圈LX也会失电，常开触点CBK断开。线圈LX由于自身电感的影响，其内部的电流不会突然消失，电流仍然按照原方向(由其第一端向第二端方向)流动，通过增加第一二极管VT1能够在线圈LX失电时，与线圈LX形成回路，从而能够释放掉线圈LX中的电流。

本发明实施例还提供了一种电动车，本发明实施例提供的电动车可以为电动自行车、电动轻便摩托车、电动摩托车等，该电动车包括本发明任意实施例所提供的电动车保护电路，因此，本发明实施例提供的电动车同样具备本发明任意实施例所描述的有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。