一种充电接口保护装置及电动车的制作方法

1.本实用新型涉及电子电力技术领域，尤其是一种充电接口保护装置及电动车。


背景技术：

2.随着新能源技术的发展和推广，出行工具慢慢的由燃油车向电动车方向转变。因此电动车成为了近几年老百姓最受关注的交通工具，但它在给老百姓提供便利的同时，也存在较大的安全隐患，尤其针对新版电摩、电轻摩在重点电路、电池安全性检测上提高了标准。一方面，是为了确保车体的安全耐用；另一方面，在锂电渗透率越来越高的时代，加快锂电池对电摩产品的适配。
3.在现有技术中，无论电动车的充电口和放电口均与车载电源电连接，在车载电源工作于放电状态时，充电口及放电口均带电，在非充电状态下，充电口带电存在较大的安全隐患，不符合安全防护要求。


技术实现要素：

4.本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种充电接口保护装置及电动车，以解决整车电池充电接口有电压输出的问题。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.第一方面，本技术提供了一种充电接口保护装置，包括位于车身的充电接口和车内的电池，充电接口设有正极充电端子、负极充电端子和充电信号检测端子，其特征在于，还包括放电mos管模组、充电mos管模组和二极管模组，放电mos管模组的第一端口连接电池正极，放电mos管模组的第二端口连接充电mos管模组的第二端口，且放电mos管模组与充电mos管模组的体二极管通过第二端口反接，充电mos管模组的第一端口连接正极充电端子，放电mos管模组和充电mos管模组的控制端口连接二极管模组的阳极，二极管模组的阴极连接充电信号检测端子，负极充电端子连接电池负极；
7.当充电信号检测端子接收到外部充电信号时，放电mos管模组导通，电池电压通过放电mos管模组、充电mos管模组的体二极管至正极充电端子输出，正极充电端子接收外部响应该电压的充电电压，使充电mos管模组导通，充电电压经过充电mos管模组、放电mos管模组给电池充电。
8.其进一步的技术方案为，放电mos管模组包括第一mos管、第二mos管、第一电阻、第二电阻和第三二极管；第一电阻的第一端和第一mos管的源极相连，且连接共端作为放电mos管模组的第一端口连接电池正极；第一mos管的栅极分别连接第一电阻的第二端、第二电阻的第一端，第二电阻的第二端连接第三二极管的阳极，第三二极管的阴极作为放电mos管模组的控制端口，连接二极管模组中的第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接充电信号检测端子；第二mos管的源极连接第一mos管的源极，第二mos管的栅极连接第一mos管的栅极，第一mos管和第二mos管的漏极相连，且均作为放电mos管模组的第二端口连接充电mos管模组的相应第二端口；第一mos管和第二mos管的体二极管阳极均连接漏极、体二极管
阴极均连接源极；
9.第一mos管、第二mos管作为放电mos管，第一电阻、第二电阻、第三二极管和第一二极管组成放电管栅极驱动电路，当充电信号检测端子接收到外部充电信号时，电池电压通过放电管栅极驱动电路将第一mos管、第二mos管导通。
10.其进一步的技术方案为，充电mos管模组包括第三mos管、第四mos管、第三电阻和第四电阻；第三电阻的第一端和第四mos管的源极相连，且连接共端作为充电mos管模组的第一端口连接正极充电端子；第四mos管的栅极分别连接第三电阻的第二端、第四电阻的第一端，第四电阻的第二端作为充电mos管模组的控制端口，连接二极管模组中的第二二极管的阳极，第二二极管的阴极连接二极管模组中的第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接充电信号检测端子；第三mos管的源极连接第四mos管的源极，第三mos管的栅极连接第四mos管的栅极，第三mos管和第四mos管的漏极相连，且均作为充电mos管模组的第二端口连接放电mos管模组的相应第二端口；第三mos管和第四mos管的体二极管阳极均连接漏极、体二极管阴极均连接源极；
11.第三mos管、第四mos管作为充电mos管，第三电阻、第四电阻、第二二极管和第一二极管组成充电管栅极驱动电路，当充电信号检测端子接收到外部充电信号时，放电mos管模组导通，电池电压通过放电mos管模组、充电mos管的体二极管至正极充电端子输出，充电电压通过充电管栅极驱动电路将第三mos管、第四mos管导通。
12.其进一步的技术方案为，放电mos管模组还包括第一稳压二极管，第一稳压二极管的阳极连接第二电阻的第一端、阴极连接第一mos管的源极；第一稳压二极管、第二电阻、第三二极管和第一二极管组成放电管栅极电压钳位保护电路，当电池电压为异常高压时，电池电压通过放电管栅极电压钳位保护电路将高压稳定在预设压值，预设压值小于放电mos管的栅极击穿电压。
13.其进一步的技术方案为，充电mos管模组还包括第二稳压二极管，第二稳压二极管的阳极连接第四电阻的第一端、阴极连接第四mos管的源极；第二稳压二极管、第四电阻、第二二极管和第一二极管组成充电管栅极电压钳位保护电路，当充电电压为异常高压时，充电电压通过充电管栅极电压钳位保护电路将高压稳定在预设压值，预设压值小于充电mos管的栅极击穿电压。
14.其进一步的技术方案为，该装置还包括第一电容和第二电容组成的浪涌脉冲保护电路，第一电容和第二电容串联，第一电容的外端连接第一mos管的源极，第二电容的外端连接第四mos管的源极；当充电电压为瞬时高压脉冲时，通过浪涌脉冲保护电路泄放到电池正极。
15.第二方面，本技术还提供了一种电动车，包括第一方面提供的充电接口保护装置。
16.本实用新型的有益技术效果是：
17.通过将放电mos管模组、充电mos管模组和二极管模组设置在充电接口和电池之间构成回路，当存在外部充电器发送的充电信号时，放电mos管模组和充电mos管模组依次导通，此时整车进入充电状态，外部充电电压才能给车内电池进行充电，突破了传统充电接口直接输出电压的问题。该装置不改变原有车身架构，可实施性高，避免充电器滥用导致的安全隐患问题的发生。
附图说明
18.图1是本技术提供的充电接口保护装置的接口示意图。
19.图2是本技术提供的充电接口保护装置的电路图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
21.如图1所示，一种充电接口保护装置，包括位于车身的充电接口j1、车内的电池、放电mos管模组q1’、充电mos管模组q2’和二极管模组。充电接口j1设有正极充电端子c 、负极充电端子c-和充电信号检测端子crg。放电mos管模组q1’的第一端口连接电池正极p ，放电mos管模组q1’的第二端口连接充电mos管模组q2’的第二端口，且放电mos管模组q1’与充电mos管模组q2’的体二极管通过第二端口反接，充电mos管模组q2’的第一端口连接正极充电端子c ，放电mos管模组q1’和充电mos管模组q2’的控制端口连接二极管模组的阳极，二极管模组的阴极连接充电信号检测端子crg，负极充电端子c-连接电池负极p-。
22.在充电接口j1插入充电器，当充电信号检测端子crg接收到充电器发送的外部充电信号时，放电mos管模组q1’导通，电池电压通过放电mos管模组q1’、充电mos管模组q2’的体二极管至正极充电端子c 输出，正极充电端子c 接收充电器响应该电压的充电电压，使充电mos管模组q2’导通，充电电压经过充电mos管模组q2’、放电mos管模组q1’给电池充电。
23.如图2所示，放电mos管模组包括第一mos管q1、第二mos管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三二极管d3和第一稳压二极管z1。第一电阻r1的第一端和第一mos管q1的源极相连，且连接共端作为放电mos管模组的第一端口连接电池正极p 。第一mos管q1的栅极分别连接第一电阻r1的第二端、第二电阻r2的第一端，第二电阻r2的第二端连接第三二极管d3的阳极，第三二极管d3的阴极作为放电mos管模组的控制端口，连接二极管模组中的第一二极管d1的阳极，第一二极管d1的阴极连接充电信号检测端子crg。第二mos管q2的源极连接第一mos管q1的源极，第二mos管q2的栅极连接第一mos管q1的栅极，第一mos管q1和第二mos管q2的漏极相连，且均作为放电mos管模组的第二端口，第一mos管q1的漏极连接充电mos管模组的第四mos管q4的漏极，第二mos管q2的漏极连接充电mos管模组的第三mos管q3的漏极。第一mos管q1和第二mos管q2的体二极管阳极均连接漏极、体二极管阴极均连接源极。第一稳压二极管z1的阳极连接第二电阻r2的第一端、阴极连接第一mos管q1的源极。
24.其中，第一mos管q1、第二mos管q2作为放电mos管，第一电阻r1、第二电阻r2、第三二极管d3和第一二极管d1组成放电管栅极驱动电路，第一稳压二极管z1、第二电阻r2、第三二极管d3和第一二极管d1组成放电管栅极电压钳位保护电路。
25.充电mos管模组的电路连接关系与放电mos管模组相似，充电mos管模组包括第三mos管q3、第四mos管q4、第三电阻r3、第四电阻r4和第二稳压二极管z2。第三电阻r3的第一端和第四mos管q4的源极相连，且连接共端作为充电mos管模组的第一端口连接正极充电端子c 。第四mos管q4的栅极分别连接第三电阻r3的第二端、第四电阻r4的第一端，第四电阻r4的第二端作为充电mos管模组的控制端口，连接二极管模组中的第二二极管d2的阳极，第二二极管d2的阴极连接二极管模组中的第一二极管d1的阳极。第三mos管q3的源极连接第四mos管q4的源极，第三mos管q3的栅极连接第四mos管q4的栅极，第三mos管q3和第四mos管q4的漏极相连，且均作为充电mos管模组的第二端口，第三mos管q3的漏极连接放电mos管模
组的第二mos管q2的漏极，第四mos管q4的漏极连接放电mos管模组的第一mos管q1的漏极。第三mos管q3和第四mos管q4的体二极管阳极均连接漏极、体二极管阴极均连接源极。第二稳压二极管z2的阳极连接第四电阻r4的第一端、阴极连接第四mos管q4的源极。
26.其中，第三mos管q3、第四mos管q4作为充电mos管，第三电阻r3、第四电阻r4、第二二极管d2和第一二极管d1组成充电管栅极驱动电路，第二稳压二极管z2、第四电阻r4、第二二极管d2和第一二极管d1组成充电管栅极电压钳位保护电路。
27.充电接口保护装置的工作原理为：
28.当充电器接入后，由于负极充电端子c-与充电信号检测端子crg短接，充电信号被充电器连接到电池负极p-，当充电信号检测端子crg接收到充电器发送的外部充电信号时，电池电压通过放电管栅极驱动电路将第一mos管q1、第二mos管q2导通，导通路径为p
→
r1
→
r2
→
d3
→
d1
→
crg。当第一mos管q1、第二mos管q2导通后，电池电压通过放电mos管模组的q1和q2、充电mos管q3、q4的体二极管至正极充电端子c 输出，充电器响应该电压输出充电电压，充电电压通过充电管栅极驱动电路将第三mos管q3、第四mos管q4导通，导通路径为c
→
r3
→
r4
→
d2
→
d1
→
crg。此时放电mos管q1、q2和充电mos管q3、q4均已打开，可以正常充电。
29.当电池电压发生异常输入高压时，为防止放电mos管栅极因高压而发生损坏，高压通过放电管栅极电压钳位保护电路将高压稳定在预设压值，预设压值小于放电mos管的栅极击穿电压。比如，本技术的mos管栅极击穿电压为20v，则预设压值为18v，可确保放电mos管在安全工作范围内。同理，当充电电压为异常高压时，充电电压通过充电管栅极电压钳位保护电路将高压稳定在预设压值，也即在充电mos管的安全工作范围内。
30.可选的，该装置还包括第一电容c1和第二电容c2组成的浪涌脉冲保护电路，第一电容c1和第二电容c2串联，第一电容c1的外端连接第一mos管q1的源极，第二电容c2的外端连接第四mos管q4的源极。充电器插入瞬间产生的高压脉冲通过浪涌脉冲保护电路泄放到电池正极p ，防止充电器接入瞬间产生高压脉冲，损坏充电mos管。
31.基于同样的发明构思，本技术还提供了一种电动车，包括上述公开的充电接口保护装置，在此不再赘述。
32.通过将放电mos管模组、充电mos管模组和二极管模组设置在充电接口和电池之间构成回路，当存在外部充电器发送的充电信号时，放电mos管模组和充电mos管模组依次导通，此时整车进入充电状态，外部充电电压才能给车内电池进行充电，突破了传统电动车充电接口直接输出电压的问题。该装置不改变原有车身架构，可实施性高，避免充电器滥用导致的安全隐患问题的发生。
33.以上所述的仅是本技术的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。