专利名称：电动车安全保护装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种电动车安全保护装置及方法，尤指一种当侦测电动车在处于充电
或是侧支架尚未收合的状态下，可控制车辆的马达与蓄电池之间形成开路以禁止马达转 动，确保使用者无法骑行车辆的安全保护装置。
背景技术：
在目前一切讲求节能省碳的情况下，电动车相较于传统以汽油作为燃料的车种更 显得符合环保需求，投入在电动车的相关开发工作也越来越多，参考图8所示，在中国公开 第CN 101075750A号"电动自行车充电保护装置"的申请案中，提供一种当充电饱和时，能
自动断开充电电源的电动自行车充电保护装置，此申请案的主要电路架构及动作是在交 流电源与充电器(1)之间连接充电保护装置(6)，在正常充电情况下，交流电力经由充电保 护装置(6)提供给充电器(l)，使充电器(1)能对蓄电池进行充电，一旦充电饱和后，该充电 保护装置(6)切断交流供电，停止供电给充电器(1)。 前述专利案仅考虑到将电力传输的动作中断，也就是偏向于电路动作方面，但这 样的设计仍不算是考虑周延，例如，使用者在充电状态下仍可顺利使马达运转而骑行车辆， 但因为充电传输线并未自充电器上拆除下来，所以在这样的情况下骑乘将会变得相当危 险。 另一方面，当骑车人在驻车的状态时会将车体的侧支架放下并抵顶于地面，若是 未将该侧支架收起便直接驱动马达运转并骑行车辆，该侧支架会不定时地与地面摩擦而影 响车身的平衡状态，严重时甚至可能导致车身因不稳而翻覆，对骑车人的人身安全造成伤害。
发明内容
习知充电保护装置仍有未尽完善之处，且无法判断车辆是否为驻车状态进而都允
许车辆的马达运转而让骑车人可骑行车辆，导致骑士可能因一时疏忽而带来伤害。 本发明的主要目的在于提供一种电动车安全保护装置，在自动侦测出电动车仍与
充电器的充电线连接时或侧支架为放下使用的状态时，控制电动车的马达使其无法运转而
禁止骑行，藉此避免使用者因误动作而导致伤害。 为达成前述目的，电动车安全保护装置系连接至电动车的蓄电池组、启动开关与 整车电源及负载，该电动车安全保护装置本身具有 回路开关模块，其连接该启动开关并控制蓄电池组与整车电源及负载之间是否连 接； 驱动开关，其连接在该回路开关模块与接地之间，且具有控制端，该驱动开关的导 通与否控制该回路开关模块的导通或截止状态； 分压电路，其连接在启动开关与接地之间，具有一分压中点，该分压中点连接该驱 动开关的控制端；
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侧支架动作感应开关，其连接前述分压电路的分压中点与接地之间，并根据电动 车的侧支架是否驻立地面而改变该分压中点的电压电平，以控制该驱动开关是否导通；
充电感应件，其连接于前述分压电路的分压中点而根据电动车是否与充电器的充 电线连接而改变该分压中点的电压电平，以控制该驱动开关是否导通。 当电动车的侧支架并未收起时，该侧支架动作感应开关控制该驱动开关维持于截 止状态，或是该充电感应件侦测出电动车正与充电器的充电线连接时，该充电感应件同样 控制该驱动开关维持于截止状态；由于驱动开关处于截止状态，该回路开关模块亦无法导 通，使得蓄电池组与整车电源及负载之间形成开路，当使用者试图骑乘车辆时，将无法启动 电动车的电源。 反之，当电动车的侧支架已离开地面并收贴于车身，且电动车并无连接充电器的 充电线，该驱动开关可随着使用者转动车辆到主开关的动作而顺利转为导通状态，使得回 路开关模块同样切换为导通状态，令蓄电池组与整车电源及负载之间形成回路，允许顺利 开启电动车的电源。 本发明同时提供一种电动车安全保护方法，该方包含有 在该蓄电池组及整车电源及负载之间设置回路开关模块； 设置驱动开关以控制该回路开关模块成为导通状态或截止状态； 判断电动车的侧支架是否驻立于地面，若是，则控制该驱动开关维持截止状态，使
回路开关模块亦为截止状态； 判断电动车是否连接充电器的充电线，若是，则控制该驱动开关维持截止状态，使 回路开关模块亦为截止状态； 判断当电动车的侧支架已收贴于车身且电动车没有连接充电器的充电线时，侦测 使用者是否转动电动车的启动开关，若是则控制驱动开关转换为导通状态，同时控制该回 路开关模块亦为导通状态，使蓄电池组及整车电源及负载之间形成回路而使电动车的马达 运转，允许使用者骑行电动车。
图1是本发明的电路方块图； 图2是本发明的详细电路图3是本发明侦测电动车的侧支架尚未收起时的示意图； 图4是本发明侦测电动车的侧支架已收起时的示意图； 图5是本发明在侧支架已收起且没有进行充电时的电路动作图； 图6是本发明应用于电动车的另一实施例的详细电路图； 图7是本发明的方法流程图8是习用的电动自行车充电保护装置的示意图。主要组件符号说明
(1)充电器 (10)回路开关模块 (14)回路开关 (30)分压电路
(6)充电保护装置 (12)激磁线圈 (20)驱动开关 (40)侧支架感应开关
(50)充电感应件
(52)负极连接孔
(60) 二极管
(51)正极连接孔 (53)充电侦测孔 (61)滤波电容 (110)马达 (100)整车电源及负载 (200)蓄电池组 [OO39] (300)启动开关
(410)充电插头
(400)充电器 (500)侧支架
具体实施例方式
参考图l所示，为本发明电动车安全保护装置的电路方块图，而其具体的电路组 件及连接方式则详细绘制于图2上，在以下详细说明中同时参看图1和图2，其中，本发明可 适用于以电力为动力源的各种车辆，例如电动机车、电动脚踏车等皆可适用，本发明与电动 车的整车电源及负载(100)、蓄电池组(200)及启动开关(300)连接，本发明包含有
回路开关模块(IO)，其连接该启动开关(300)并控制该蓄电池组(200)与整车电 源及负载(100)之间是否连接。本实施例中的回路开关模块(10)由继电器构成，亦可由双 载子接面晶体管(BJT)或是场效晶体管(MOSFET)等元件构成，该继电器包含有激磁线圈 (12)及回路开关(14)，该回路开关(14)的一端连接到整车电源及负载(IOO)，另一端连接 蓄电池组(200)，其中，该蓄电池组(200)亦同时连接到启动开关(300)的一端，该启动开关 (300)即为设在车辆上的钥匙开关模块，使用者可使用正确的车钥控制该启动开关(300) 转换为导通或截止状态； 驱动开关(20)，其为三端子元件，其中两端分别连接该回路开关模块(10)与接 地，另一端为控制端而可决定该驱动开关(20)是否导通，本实施例的驱动开关(20)由NPN 晶体管构成，其集电极连接该激磁线圈(12)的一端，射极为接地，而基极作为该控制端；
分压电路(30)，其连接在启动开关(300)与接地之间，分压电路(30)由第一电阻 (31)与第二电阻(32)串联构成，第一电阻(31)与第二电阻(32)的串接点为分压中点，该 分压中点与前述驱动开关(20)的控制端连接，换言之，连接到该NPN晶体管的基极；
侧支架动作感应开关(40)，其一端连接于前述分压电路(30)的分压中点而可改 变该分压中点的电压电平，另一端则为接地，当电动车的侧支架放下而抵顶在地面时，该侧 支架感应开关(40)对地为导通(闭合)状态，反之当侧支架收起离开地面时，该侧支架感 应开关(40)转换为对地截止(断开)状态； 充电感应件(50)，其连接于前述分压电路(30)的分压中点而可改变该分压中点 的电压电平，本实施例的充电感应件(50)由三孔式插座构成，包含有正极连接孔(51)、负 极连接孔(52)及连接该分压中点的充电侦测孔(53);当该三孔式插座对应连接到充电器 (400)的充电线上的充电插头(410)时，该充电插头(410)上的正、负极端子将对应电连接 于该正极连接孔(51)与负极连接孔(52)，且因为充电插头(410)上的侦测端子已先与负极 端子连接，故侦测端子对应连接该充电侦测孔(53)时，该充电侦测孔(53)同样具有接地电 位。 除了前述的元件之外，本发明可进一步包含二极管(61)及滤波电容(62)，其中该 二极管(61)连接在分压电路(30)的分压中点与该NPN晶体管的基极之间，以确保电流由分压中点流入该NPN晶体管的基极；而滤波电容(62) —端连接在二极管(61)的正极，另一 端则是接地，主要作用在于对分压中点上的电压进行滤波操作，以降低涟波成分而避免噪 声所导致的误判断。 利用前述本发明的电路架构，可在与充电器的充电线连接时或是侧支架未收起时 防止车辆的马达运转而避免车辆行进，仅在没有连接该充电线且侧支架收起时允许供应电 力到车辆的马达，相关的电路动作分别描述如下
1、与充电器连接中 当充电器(400)的充电插头(410)连接该充电感应元件(50)时，充电插头(410) 上的正、负极端子将对应电连接于该正极连接孔(51)与负极连接孔(52)，由充电器(400) 输出的电能对蓄电池组(200)正常充电。同时充电插头(410)上的侦测端子已先与负极端 子连接，当侦测端子对应连接该充电侦测孔(53)时，将强迫分压电路(30)的分压中点成为 接地状态。在此情况下，当使用者持用车钥而试图启动电动车时，纵使该启动开关(300)转 为导通状态，蓄电池组(200)的电力将直接通过启动开关(300)及第一电阻(31)而直接传 送至接地，在回路开关模块(10)中的激磁线圈(12)并未获得任何电压，故无法驱使回路开 关(14)转为导通，因此蓄电池组(200)与整车电源及负载(100)仍是维持开路状态，因为 电压无法传递到整车电源及负载(100)，使电动车无法运转而禁止使用者骑行。
2、侧支架未收起 参考图3所示，当电动车的侧支架(500)未收起时，该侧支架感应开关(40)对地
为导通(闭合)状态，同样使分压电路(30)的分压中点成为接地状态，在此情况下，使用者
试图启动电动车时，蓄电池组(200)的电力仍会直接通过启动开关(300)及第一电阻(31)
而直接传送至接地，无法驱使回路开关(14)转为导通，因此蓄电池组(200)与整车电源及
负载(100)仍是维持开路状态，因为电压无法传递到整车电源及负载(100)，使电动车无法
运转而禁止使用者骑行。 3 、非连接充电器且侧支架已收起 参考图4和图5所示，在侧支架(500)已收折起并离开地面，且充电感应件(50) 亦没有连接该充电插头(410)时，分压电路(30)的分压中点不会成为接地状态。此时一旦 使用者利用车钥控制该启动开关(300)成为导通状态，蓄电池组(200)的电力将在分压电 路(30)的分压中点建立一偏压值，此偏压值可使该驱动开关(20)由截止转为导通状态， 以NPN晶体管而言，只要该偏压值高于0. 7伏特便可令NPN晶体管导通，因此回路开关模块 (10)中的激磁线圈(12)将有激磁电流流过，回路开关(14)受到激磁线圈(12)的感应磁场 所吸引，将转为导通，因此蓄电池组(200)的电压便可顺利经由该回路开关(14)传输至整
车电源及负载(ioo)，使电动车得以运转，允许使用者骑行车辆。 参考图6所示，为本发明应用于电动车的另一实施例，相较于图2的实施例，差异 处在于该回路开关(14)的一端是直接连接电动车的马达(110)，但其它的整车电子元件及 灯类元件等，则是连接在启动开关(300)。本发明电动车安全保护装置的电路动作与目的仍 维持相同，同样是在电动车没有连接充电器且侧支架已收起时，才允许蓄电池组(200)的 电压可经由该回路开关(14)传输至马达(110)，使马达(110)能运转而允许使用者骑行车 辆。而其它的电子元件及灯类元件则只要该启动开关(300)导通时，便可与蓄电池组(200) 形成回路而取得工作电力，发挥其原有功能。
参考图7所示，为本发明的方法流程图，其步骤包含有 在该蓄电池组及整车电源及负载之间设置回路开关模块(701); 设置驱动开关以控制该回路开关模块成为导通状态或截止状态(702); 判断电动车的侧支架是否驻立于地面(703)，若是，则控制该驱动开关维持截止状
态(704)，使回路开关模块亦为截止状态； 判断电动车是否连接充电器的充电线(705)，若是，则控制该驱动开关维持截止状 态(704)，使回路开关模块亦为截止状态，惟此步骤与前一步骤(703)并无绝对的顺序关 系，只要侧支架未收起或仍连接充电线，均会使该驱动开关不导通； 判断当电动车的侧支架已收起且电动车没有连接充电器的充电线时，侦测使用者 是否转动电动车的启动开关(706)，若是则控制驱动开关转换为导通状态，同时控制该回路 开关模块亦为导通状态，使蓄电池组及整车电源及负载之间形成回路而使电动车的马达运 转(707)，允许使用者骑行电动车。 综上所述，本发明在侦测电动车仍处于充电或是驻车状态时，能自动防止使用者 因疏忽启动车辆电源所带来的伤害，如此一来将更可确保用车安全、对骑车人提供更完善 的行车保障。
权利要求
一种电动车安全保护装置，其连接至蓄电池组、启动开关及整车电源及负载，其特征在于，该电动车安全保护装置具有回路开关模块，其连接该启动开关并控制该蓄电池组与整车电源及负载之间是否连接；驱动开关，其连接在该回路开关模块与接地之间，且具有控制端，该驱动开关的导通与否控制该回路开关模块的状态；分压电路，其连接在启动开关与接地之间，具有一分压中点，该分压中点连接该驱动开关的控制端；侧支架动作感应开关，其连接前述分压电路的分压中点与接地之间，并根据电动车的侧支架是否驻立地面而改变该分压中点的电压电平，以控制该驱动开关是否导通；充电感应件，其连接于前述分压电路的分压中点而根据电动车是否与充电器的充电线连接而改变该分压中点的电压电平，以控制该驱动开关是否导通。
2. 如权利要求1所述的电动车安全保护装置，该侧支架动作感应开关在电动车的侧支 架驻立地面时切换为导通状态，使该分压中点为接地电位；该充电感应件在电动车连接充电线时，使该分压中点为接地电位。
3. 如权利要求2所述的电动车安全保护装置，该回路开关模块为继电器，该继电器包 含激磁线圈及回路开关，其中，该激磁线圈连接在该启动开关及驱动开关之间，该回路开关 连接在该蓄电池组及该整车电源及负载之间。
4. 如权利要求2所述的电动车安全保护装置，该回路开关模块为双载子接面晶体管。
5. 如权利要求2所述的电动车安全保护装置，该回路开关模块为场效晶体管。
6. 如权利要求3、4或5所述的电动车安全保护装置，该驱动开关为晶体管。
7. 如权利要求6所述的电动车安全保护装置，该晶体管的集电极连接该回路开关模 块，射极接地，基极为连接该分压电路的控制端。
8. 如权利要求3、4或5所述的电动车安全保护装置，该充电感应件为三孔式插座，该三 孔式插座包含正极连接孔、负极连接孔及充电侦测孔，其中该充电侦测孔连接分压电路的 分压中点。
9. 如权利要求6所述的电动车安全保护装置，该充电感应件为三孔式插座，该三孔式 插座包含正极连接孔、负极连接孔及充电侦测孔，其中该充电侦测孔连接分压电路的分压 中点。
10. 如权利要求8所述的电动车安全保护装置，该三孔式插座对应连接充电器的充电 插头，该充电插头上具有三个端子，其中一个端子对应与该充电侦测孔连接。
11. 如权利要求9所述的电动车安全保护装置，该三孔式插座对应连接充电器的充电 插头，该充电插头上具有三个端子，其中一个端子对应与该充电侦测孔连接。
12. 如权利要求6所述的电动车安全保护装置，该分压中点与晶体管的基极之间连接 二极管，该二极管的正极与接地之间连接滤波电容。
13. —种电动车安全保护方法，其用于具有蓄电池组及整车电源及负载的电动车，其特 征在于在该蓄电池组及整车电源及负载之间设置回路开关模块； 设置驱动开关以控制该回路开关模块成为导通状态或截止状态；判断电动车的侧支架是否驻立于地面，若是，则控制该驱动开关维持截止状态，使回路 开关模块亦为截止状态以禁止电动车启动；判断电动车是否连接充电器的充电线，若是，则控制该驱动开关维持截止状态，使回路 开关模块亦为截止状态以禁止电动车启动；侦测使用者是否转动电动车的启动开关，当电动车的侧支架已收贴于车身且电动车没 有连接充电线时，判断使用者是否转动电动车的启动开关，若是则改变该驱动开关成为导 通状态，同时控制该回路开关模块亦成为导通状态，使蓄电池组及整车电源及负载之间形 成回路，从而使电动车的马达运转以允许使用者骑行电动车。
全文摘要
本发明涉及一种电动车安全保护装置及方法，其利用侧支架感应开关及充电感应件，分别侦测电动车的侧支架是否抵顶于地面及判断电动车是否正与充电器的充电线连接，若是，将控制一驱动开关维持于截止状态，使连接该驱动开关的回路开关模块无法导通，电动车的蓄电池组与整车电源及负载之间便形成开路，在使用者试图启动车辆时，仍无法驱动车辆的马达转动，从而有效避免在驻车或充电状态下不慎启动车辆所造成的伤害。
文档编号B60L3/00GK101722858SQ200810170030
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月15日 优先权日2008年10月15日
发明者郭永吉, 黄宏耀 申请人:光阳工业股份有限公司