电动车安全保护装置及方法

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。

权利要求

1.一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。

说明书

电动车安全保护装置及方法

技术领域

[0001] 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

[0002] 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1，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。

[0003] 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。

[0004] 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

[0005] 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。

[0006] 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。

[0007] 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：

[0008] 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；

[0009] 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；

[0010] 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；

[0011] 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；

[0012] 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。

[0013] 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。

[0014] 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。

[0015] 本发明同时提供一种电动车安全保护方法，该方包含有：

[0016] 在该蓄电池组及整车电源及负载之间设置回路开关模块；

[0017] 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；

[0018] 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；

[0019] 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；

[0020] 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。

附图说明

[0021] 图1是本发明的电路方块图；

[0022] 图2是本发明的详细电路图；

[0023] 图3是本发明侦测电动车的侧支架尚未收起时的示意图；

[0024] 图4是本发明侦测电动车的侧支架已收起时的示意图；

[0025] 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；

[0026] 图6是本发明应用于电动车的另一实施例的详细电路图；

[0027] 图7是本发明的方法流程图；

[0028] 图8是习用的电动自行车充电保护装置的示意图。

[0029] 【主要组件符号说明】

[0030]

[0031]

具体实施方式

[0032] 参考图1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：

[0033] 回路开关模块10，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100，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；

[0034] 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；

[0035] 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；

[0036] 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；

[0037] 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。

[0038] 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62一端连接在二极管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。

[0039] 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：

[0040] 1、与充电器连接中

[0041] 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。

[0042] 2、侧支架未收起

[0043] 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。

[0044] 3、非连接充电器且侧支架已收起

[0045] 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100，使电动车得以运转，允许使用者骑行车辆。

[0046] 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。

[0047] 参考图7所示，为本发明的方法流程图，其步骤包含有：

[0048] 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；

[0049] 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；

[0050] 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；

[0051] 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；

[0052] 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。

[0053] 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。