电池插拔防打火保护器的制作方法

1.本实用新型涉及电动车技术领域，更具体地说，是涉及一种电池插拔防打火保护器。


背景技术：

2.目前市场上的电动车，尤其共享电动车普遍存在电池插座烧坏现象。其原因为这类电动车电池或车辆无插拔防打火保护设计。插拔电池时控制器内部电容存在大电流充电(电流在100a以上)，这种大电流在电池接通瞬间产生打火现象，烧坏电池插座和电源插头，使其铜件产生烧蚀斑，氧化变黑接触电阻变大接触不良，过电流能力下降，骑行中经常产生断电现象。日积月累越来越严重，最终导致电池和电源插头不能正常使用。电池需要退厂返修更换插座，电源插头只能直接报废，维修成本较高。
3.现有技术中采用带防打火设计的软件版电池来解决防打火问题，但它通过更换电池的方案来接解决，更换成本实在太高。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种电池插拔防打火保护器。
5.本实用新型电池插拔防打火保护器，通过下述技术方案予以实现，防打火保护器串接于电动车控制器与电源线之间，防打火保护器内部电路包括电容负载预充电路、电容负载充电检测电路、回路电压检测电路、保护执行电路和负载短路保护电路；所述电容负载预充电路，它包括限流电阻或热敏电阻cptc，它的一端通过输入插头接电池负极，另一端通过输出插头接控制器负极；所述电容负载充电检测电路，它包括电阻r6、电阻r7、稳压管zd2和三极管qn3组成，电阻r6、电阻r7、稳压管zd2为qn3的偏置电路，电容负载充电初期，u1大于稳压管zd2电压，qn3导通；电容负载充电末期，u1电压低于压管zd2电压，qn3关闭；所述回路电压检测电路，它包括电阻r1、电阻r2、电阻r3电阻r4、稳压管zd1和三极管qn1、三极管qn2组成，电阻r1、电阻r2、稳压管zd1为qn1的偏置电路，回路电压高于zd1电压时三极管qn1导通，回路电压低于zd1电压时三极管qn1截止，电阻r3、电阻r4为三极管qn2的偏置电路，三极管qn1导通时将qn2基极接地，三极管qn2关闭，反之三极管qn2导通；所述保护控制与执行电路，它包括电阻r5、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、稳压管zd3和mos管mn1、mos管mn2，通过三极管qn2和三极管qn3控制mos管mn1、mos管mn2的导通与关闭；所述负载短路保护电路，它包括热敏电阻cptc、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电容c2、电容c3、电容c4、稳压管zd2、稳压管zd3、三极管qn3、mos管mn1、mos管mn2，当负载短路时，电容电压u1＝电池电压ue大于稳压管zd2的电压，三极管qn3导通，mos管mn1和mos管mn2的控制极接地，mos管mn1和mos管mn2截止，此时电池通过热敏电阻cptc进行放电。
6.所述热敏电阻cptc阻值10ω-500ω。
7.48v以下的电池稳压管zd1选用20～42v，60v电池稳压管zd1选用20v～52.5v。
8.mos管mn1、mosmn2根据控制器电流值选用一个或多管并联。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
10.本保护器只需加装在电源线和控制器之间，安装方便、快捷，能有效地解决电池插座打火烧坏现象。不仅能够保护整车电源线插头不被打火烧坏，减少车辆火灾隐患，而且能够保护电池插座不被打火烧坏，延长电池使用寿命，提高车辆使用率，节省电池返厂维修费用，大大降低车辆维修成本。
附图说明
11.图1是电容负载预充电路原理图；
12.图2是负载电容充电检测电路原理图；
13.图3是回路电压检测电路原理图；
14.图4是保护控制与执行电路原理图；
15.图5是负载短路保护电路原理图；
16.图6是本实用新型产品示意图；
17.图7是本实用新型原理框图；
18.图8是本实用新型电路原理图。
具体实施方式
19.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
20.本实用新型产品外观如图6所示，本保护器1有它串接于电动车控制器与电源线之间，保护器的输出插头2连接电动车控制器，保护器的输入插头3连接电源线；它内部电路包括电容负载预充电路、电容负载充电检测电路、回路电压检测电路、保护执行电路和负载短路保护电路，能有效解决电池插拔瞬间造成的打火现象，保护电池插座和电源线插头不被烧坏。本保护器的原理框图如图7所示，本保护器的电路原理图如图8所示。
21.共享电动车和物流换电电动车在使用中需要频繁更换电池，在电池与电源线接通瞬间，保护器mos管处于关闭状态，电池通过限流电阻或热敏电阻cptc(阻值10ω-500ω)给控制器内部电容充电，电容负载预充电路工作，电容负载预充电路串接的充电限流电阻或热敏电阻cptc，限制负载电容的充电电流，有效解决电容初期大电流充电造成的打火现象。限流预充电电路如图1所示。
22.随着控制器内部电容的不断充电，电容两端的电压uc由零伏逐渐升高。电容充电初期电容电压较低，u1＝ue-uc大于稳压管zd2的电压，qn3导通接地，mos管mn1和mn2不导通，cptc起到限流作用，不会发生打火现象。电容充电快要结束时，电容充电电流会变很小，电容两端的电压接近电池电压ue，u1＝ue-uc小于稳压管zd2的电压，qn3关闭，mos管导通，此时mos管导通，也不会产生大电流打火现象。这部分电路就是负载电容充电检测电路，它有r6、r7、zd2(选用3-12v左右的稳压管)、qn3等组成，如图2所示。
23.该保护器第三部分电路是回路电压检测电路(如图3所示)，它有稳压管zd1(48v以下的电池稳压管选用20-42v，60v电池稳压管选用20v-52.5v)、电阻r1、r2、r3、r4和三极管
qn1、qn2组成。当电池插头拔出后，负载电容c5的电量会通过负载泄放，电容c5两端的电压uc逐渐变低，低于稳压管zd1电压时，qn1截止，qn2导通，mos管mn1和mn2控制极接地，及时关闭mos管，确保电池再次插拔时不会产生打火现象。这部分电路的另外一个作用是低压输入保护作用，当电池电压ue低于稳压管zd1电压时，qn1截止，qn2导通mos控制极接地，mos管关闭，关断输出，保证电池不出现大电流放电，起到保护电池作用。
24.该保护器第四部分电路是保护控制与执行电路(如图4所示)，它有电阻r5、r8、r9、r10，电容c1、c2、c3、c4，稳压管zd3(12v左右)和mos管mn1、mn2(mos管根据控制器电流值可选用一个或多管并联)等组成。通过qn2和qn3控制mos管的导通与关闭。保证电池插拔更换时，不出现打火现象。
25.本保护器另外一个作用是负载短路保护，(如图5所示)。当负载短路时，u1＝ue(和电池电压一样大)大于稳压管zd2的电压，qn3导通，mos管控制极接地，mos管mn1和mn2截止，此时电池通过热敏电阻cptc进行放电，cptc会发热，随着cptc发热，其阻值会越变越大，放电电流逐渐变小，cptc不会发生热失控，从而保护电池、电源线和保护器不会被烧坏。
26.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。