一种高压互锁电路、电池管理系统及车辆的制作方法

1.本技术涉及车辆技术领域，尤其涉及一种高压互锁电路、电池管理系统及车辆。


背景技术：

2.随着全球化石能源的紧缺以及对于碳排放政策的日趋严峻，现阶段以石油为主要能源来源的汽车行业受到很大的威胁。为了应对这种威胁，新能源汽车的开发与改进已经迫在眉睫。其中，由于电力能源的获取较为方便清洁，又以电力能源作为驱动的电动汽车最受关注。
3.目前电动汽车的发展中，电动汽车安全是最为关键的一个课题，为了保护在高压环境下维修电动汽车的维修人员安全，一般在电动汽车的高压回路中设置有手动维修开关，在电动汽车需要维修时，维修人员首先需要将高压回路的手动维修开关断开，保证在汽车维修时不会发生触电事故。
4.目前的手动维修开关一般处于高压回路的主回路中，通常设置在电池组的中心处或电池包附近，位置选择比较固定，一般位于车体内部，维修时断开维修开关的过程会比较繁琐。例如，需要使用升降机将汽车升起后才能将维修开关断开。此外，由于高压回路的电流较大，因此维修开关也需要较大的体积，且为了保障质量的可靠性，对维修开关的硬件成本也有较高的要求。


技术实现要素：

5.有鉴于此，提出了一种高压互锁电路，本技术实施例的高压互锁电路能够实现控制高压回路的供电状态，该电路应用于车辆能够提高车辆的维修效率，降低硬件成本。
6.第一方面，本技术的实施例提供了一种高压互锁电路，用于对车辆的高压回路进行控制，其特征在于，所述高压互锁电路包括高压接口组件、维修开关和控制器，所述高压接口组件与所述高压回路连接，所述控制器与所述高压接口组件连接；所述控制器通过第一端或者第二端接收指示所述高压回路的状态的第一互锁信号，以及通过第三端接收指示所述维修开关的状态的开关状态信号，并通过第四端输出与所述第一互锁信号和开关状态信号对应的控制信号，所述控制信号用于控制所述高压回路中的电源接通或断开。
7.根据本技术实施例的高压互锁电路，能够控制高压回路的供电状态。由于控制器直接获取维修开关的状态，并基于维修开关的状态以及互锁信号来控制高压回路中的电源接通或断开，使得不需要采集维修开关的通断给其他电路带来的变化，也能进行高压回路的电源接通或断开的控制，因此，维修开关可以独立于高压回路，甚至也可以独立于低压回路，不必局限于车辆中的固定位置，因此维修开关在车内的放置选择更多，方便维修人员操作，能够提高车辆的维修效率，并降低对维修开关的性能要求，从而降低硬件成本。根据本技术实施例的高压互锁电路能够根据高压回路的状态和维修开关的状态，来控制高压回路的电源接通或断开，使得既能够确保高压环境下维修人员安全，也能保证维修后高压回路的电气完整性。
8.根据第一方面，在所述高压互锁电路的第一种可能的实现方式中，所述控制器的第一端连接所述高压接口组件的第一端，所述控制器的第二端通过所述维修开关连接所述高压接口组件的第二端。
9.通过这种方式，使得维修开关接入原本由控制器和高压接口组件构成的高压互锁回路中，由于高压互锁回路是低压回路，降低了对维修开关的性能要求，从而降低硬件成本。且使得既能够确保高压环境下维修人员安全，也能保证维修后高压回路的电气完整性。
10.根据第一方面，在所述高压互锁电路的第二种可能的实现方式中，所述高压接口组件包括多个高压接口，所述控制器的第一端连接所述高压接口组件的第一端，所述控制器的第二端连接所述高压接口组件的第二端，所述维修开关连接在所述多个高压接口中的任意两个高压接口之间。
11.通过这种方式，使得高压互锁电路应用于车辆时，维修开关在车辆内部的放置位置的选择更多。
12.根据第一方面，在所述高压互锁电路的第三种可能的实现方式中，所述控制器的第一端连接所述高压接口组件的第一端，所述控制器的第二端连接所述高压接口组件的第二端，所述控制器和所述高压接口组件形成回路，所述维修开关不接入所述回路。
13.通过这种方式，维修开关独立于控制器和所述高压接口组件形成的回路，使得互锁状态的检测不会受到维修开关的影响，且维修开关的放置位置和连接方式更加灵活。
14.根据第一方面，或以上第一方面的任意一种实现方式，在所述高压互锁电路的第四种可能的实现方式中，所述控制器是电池管理系统控制器。
15.通过这种方式，使得控制信号的生成和输出可由电池管理系统控制器单独完成，将高压互锁电路应用于车辆中时，不占用其他对车辆进行控制的控制器的资源。
16.根据第一方面，或以上第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任意一种，在所述高压互锁电路的第五种可能的实现方式中，所述控制器包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述第一控制器连接所述高压接口组件并接收所述开关状态信号，所述第二控制器的输出端作为所述第四端用于输出所述控制信号；或者所述第一控制器连接所述高压接口组件，所述第二控制器接收所述开关状态信号，所述第二控制器的输出端作为所述第四端用于输出所述控制信号；或者所述第一控制器连接所述高压接口组件，所述第一控制器和所述第二控制器分别接收所述开关状态信号，所述第一控制器或者所述第二控制器的输出端作为所述第四端用于输出所述控制信号。
17.通过这种方式，可以充分利用第一控制器和第二控制器进行多种方式的协作，使得可以根据两个控制器各自的资源占用情况，对生成及输出控制信号的方式进行多样化的选择，提高了硬件资源的使用效率。
18.根据第一方面的第五种可能的实现方式，在所述高压互锁电路的第六种可能的实现方式中，所述第一控制器是电池管理系统控制器，所述第二控制器是整车控制器。
19.通过这种方式，使得在实际应用中，充分利用车辆中电池管理系统控制器和整车控制器的性能，提高了硬件资源的使用效率。
20.根据第一方面，在所述高压互锁电路的第七种可能的实现方式中，控制器通过第三端接收表示所述开关断开的开关状态信号，通过第四端输出用于触发告警信息的控制信号。
21.通过在开关断开时输出用于触发告警信息的控制信号，能够以声音或图像等方式做出提示，便于相关人员确定电路状态。
22.第二方面，本技术的实施例提供了一种电池管理系统，所述电池管理系统包括以上任意一项所述的高压互锁电路。
23.第三方面，本技术的实施例提供了一种车辆，所述车辆包括高压回路，以及以上任意一项所述的高压互锁电路，所述高压互锁电路通过高压接口组件与所述高压回路连接。
24.本技术的这些和其他方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
25.包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本技术的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本技术的原理。
26.图1示出一种车辆的高压回路的示意性结构图。
27.图2a、图2b和图2c示出现有技术的维修开关设置方式的示意图。
28.图3示出根据本技术实施例的一种高压互锁电路的示意性结构图。
29.图4a和图4b示出根据本技术实施例的高压互锁电路的示意图。
30.图5示出根据本技术实施例的一种高压互锁电路的示意性结构图。
31.图6示出根据本技术实施例的一种高压互锁电路的示意性结构图。
32.图7示出根据本技术实施例的一种控制器的示意性结构图。
33.图8示出根据本技术实施例的一种控制器的示意性结构图。
34.图9示出根据本技术实施例的一种控制器的示意性结构图。
35.图10示出根据本技术实施例的控制器330的示例性工作流程的流程图。
具体实施方式
36.以下将参考附图详细说明本技术的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
37.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
38.另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本技术的主旨。
39.本技术采用的第一、第二等词仅是为了将同一类型的名词区分开以方便说明，并不构成对于本技术的限定。
40.图1示出一种车辆的高压回路的示意性结构图。
41.使用电力驱动的电动汽车的高压电源所在的回路通常被称为高压回路，该回路的电压很高，通常都在数百伏，远远高于人体安全电压36伏。电动汽车高压回路工作时放电电流可高达几百安，也远远高于人体安全电流50毫安。
42.如图1所示，高压回路100包括串接在高压主回路上的高压电源110、高压接口组件120、第一继电器开关130、第二继电器开关140、第三继电器开关150、预充电阻160，以及与
高压接口组件120连接的一个或多个高压分路(图中未示出)。其中，高压电源110用于为高压回路100供电，高压接口组件120可包括一个或多个高压接口，每个高压接口可用于连接高压主回路与一个高压分路，第一继电器开关130、第二继电器开关140以及第三继电器开关150与高压电源110串接，用于连接高压电源110与高压接口组件120，第一继电器开关130、第二继电器开关140以及第三继电器开关150闭合后，在高压接口组件120正常连接时能够将高压主回路的电流流向每一个高压分路。在此情况下，车辆可以正常行驶。
43.在一种可能的实现方式中，第一继电器开关130、第二继电器开关140以及第三继电器开关150分别包括基于继电器实现的开关，在继电器开关断开时，高压电源110与高压接口组件120断开，使得高压回路中没有电流流过。
44.图2a、图2b和图2c示出现有技术的维修开关设置方式的示意图。如图2a、图2b和图 2c所示，高压电源210可包括多个电池组串联组成的电池包，现有技术中，通常在电池组的中心(例如图2a所示)或者在电池包的两端(例如图2b或图2c所示)设置手动维修开关 220(msd，manual service disconnect)，当高压回路中出现故障需要进行维修，或需要进行检修时，由相关维修人员手动断开维修开关220，从而将高压回路断开之后再进行维修，以保证维修环境的安全性。
45.在实际应用中，高压回路在车辆中所处的位置比较深入，因此，允许放置手动维修开关的位置也比较固定，通常在车体内部，断开手动维修开关的方式十分繁琐，大大降低车辆维修的效率。此外，手动维修开关设置在电流较大的高压回路中，需要更大的体积和更安全的材料，增加硬件成本。
46.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种高压互锁电路，本技术实施例的高压互锁电路能够实现控制高压回路的供电状态，该电路应用于车辆能够提高车辆的维修效率，降低硬件成本。
47.本技术实施例中所示的高压回路的结构仅为示例性结构，本技术对所适用的高压回路的结构不做限制。
48.图3示出根据本技术实施例的一种高压互锁电路的示意性结构图。需要说明的是，图3 仅为根据本技术实施例的高压互锁电路连接方式的一个示例，在本技术实施例的各种可能的实现方式中，高压互锁电路可以以多种方式进行连接。
49.如图3所示的高压互锁电路300，用于对车辆的高压回路30进行控制，高压互锁电路300 包括高压接口组件310、维修开关320和控制器330，高压接口组件310与所述高压回路30 连接，控制器330与高压接口组件310连接。
50.控制器330通过第一端或者第二端接收指示高压回路30的状态的第一互锁信号dout，以及通过第三端接收指示维修开关的状态的开关状态信号dk，并通过第四端输出与第一互锁信号dout和开关状态信号dk对应的控制信号dctrl，控制信号dctrl用于控制高压回路30 中的电源接通或断开。
51.根据本技术实施例的高压互锁电路，能够控制高压回路的供电状态。由于控制器直接获取维修开关的状态，并基于维修开关的状态以及互锁信号来控制高压回路中的电源接通或断开，使得不需要采集维修开关的通断给其他电路带来的变化，也能进行高压回路的电源接通或断开的控制，因此，维修开关可以独立于高压回路，甚至也可以独立于低压回路，不必局限于车辆中的固定位置，因此维修开关在车内的放置选择更多，方便维修人员操
作，能够提高车辆的维修效率，并降低对维修开关的性能要求，从而降低硬件成本。根据本技术实施例的高压互锁电路能够根据高压回路的状态和维修开关的状态，来控制高压回路的电源接通或断开，使得既能够确保高压环境下维修人员安全，也能保证维修后高压回路的电气完整性。
52.举例来说，高压互锁电路300是一种低压环境中的电路结构，能够通过低压信号检测高压回路30的电气完整性。其中，高压互锁电路300可连接低压电源(图中未示出)，例如，可使用12伏的蓄电池等满足人体安全需求的低压电源，本技术对使用低压电源的具体实现方式不作限制。高压回路30和高压互锁电路300通过高压接口连接，高压接口可以为具备高压互锁功能的电子器件(例如，高压互锁连接器)，可例如包括对插的一对公头、母头，分别固定插针和插孔。公头可包括一对高压插针和一对低压插针，母头可包括一对高压插孔和一对低压插孔。在高压回路异常状态，例如，高压插针和高压插孔没有接触或部分接触，此时低压插针和低压插孔可能没有接触，高压互锁电路300被切断；高压回路正常状态，例如，高压插针和高压插孔完全接触，此时低压插针和低压插孔也接触，高压互锁电路300的断点被短接，形成完整回路。其中，高压互锁电路300中的高压接口组件310可包括串联连接的多个高压接口，每个高压接口可均包括上述公头(或者母头)，各公头(或者母头)与高压回路中对应的母头(或者公头)对接。
53.在一种可能的实现方式中，高压接口可设置低压插针的长度小于高压插针，实现高压互锁电路(低压回路)比高压回路首先获得断开的信息。例如，低压插针短(或者位置落后)，高压插针与高压插孔刚刚接触的状态，低压插针与低压插孔还有一段距离；高压插针与高压插孔已经对接大半，低压插针与低压插孔才刚接触；高压插针与高压插孔对接到位，低压插针于低压插孔也对接到位。
54.通过低压插针与低压插孔的对接接触时间晚于高压插针与高压插孔的对接接触时间，使得高压互锁电路比高压回路提前感知到高压回路中的接口是否具有断开倾向，从而实现高压回路的电气完整性的检测。
55.本技术实施例中所示的高压接口的结构仅为示例性结构，本技术对所适用的高压接口的结构不做限制。
56.高压回路30中，每个高压接口可对应连接一个高压分路，多个高压接口可以串联连接，使得任意一个或多个高压接口连接状态异常时，可通过高压互锁电路300发现高压回路30的异常状态，以便尽快做出相应的处理。
57.通过这种方式，使得通过高压互锁电路的连通状态可以确认高压回路的状态。
58.维修开关320可由维修人员手动操作或自动控制。维修开关320的断开或者闭合的状态可通过信号发送到控制器的第三端，即开关状态信号dk,其中，开关状态信号dk可表示维修开关320闭合或断开，控制器330还可通过第一端或第二端其中之一发出第二互锁信号din 检测高压回路的状态，并通过第一端或第二端中的另一端接收第一互锁信号dout，并在开关状态信号dk以及第一互锁信号dout的指示下输出相应的控制信号dctrl。
59.其中，开关状态信号与维修开关状态的对应关系可以预先设置，例如，开关状态信号dk 为“0”对应维修开关断开，开关状态信号dk为“1”对应维修开关闭合。本领域技术人员应理解，只要设置两种不同的信号状态使得维修开关状态能够被区分即可，本技术对开关状态信号的具体设置方式不做限制。开关状态信号dk可通过采集维修开关320任一端的电
压或电流等方式获得，也可由带有信号模组的维修开关根据自身的通断状态发出，本技术实施例对开关状态信号的获取方式不做限制。
60.其中，第一互锁信号dout可为用于指示高压回路30的连接状态是否正常的信号，可预先设置第一互锁信号dout与高压回路30连接状态的对应方式，例如，在第一互锁信号dout 为“0”时指示高压回路30状态异常，在第一互锁信号dout为“1”时指示高压回路30状态正常。使得控制器330可以通过接收到的第一互锁信号dout确定高压回路30的连接状态。
61.在一种可能的实现方式中，本技术实施例的维修开关320可以包括插拔式开关、旋钮式开关以及按压式开关等能够在低压电路中正常工作的开关装置。
62.举例来说，维修开关320可以为插拔式开关。其中，维修开关320可包括插头和底座，底座中可包括一对接线端子，对应维修开关320的第一端和第二端，且与插头配合连接，在维修开关320闭合时，其中一个插头连接第一端(或第二端)，另一个插头连接第二端(或第一端)，从而实现维修开关320的导通。
63.在一种可能的实现方式中，维修开关320也可为旋钮式开关或按压式开关等开关装置。本领域人员应理解，只要能够满足在低压回路工作即可，本技术对维修开关的具体类型不作限制。
64.在一种可能的实现方式中，维修开关320在断开时进入开关锁止状态。其中，开关锁止状态包括开关锁定为断开的状态。
65.举例来说，维修开关320可包括机械锁止结构，在维修开关320断开后，通过物理手段防止维修开关320意外闭合。例如，维修开关320为按压式开关或旋钮式开关时，机械锁止结构可包括卡扣或凹槽等机械结构，在按压部件或旋转部件按出或旋出使得维修开关320断开后，能够固定按压部件或旋转部件使其不能接触到底座；维修开关320为插拔式开关时，在插头拔下后可对其进行隔离，例如放在远离插座的位置，也可由相关维修人员贴身保管。
66.通过加入开关锁止状态，能够避免维修开关在维修过程中意外闭合，保障车辆维修的安全。
67.在一种可能的实现方式中，控制器的第一端连接高压接口组件的第一端，控制器的第二端通过维修开关连接高压接口组件的第二端。
68.如图3所示，维修开关可串联在高压接口组件的一端和控制器的第一端或第二端之间，与高压接口组件和控制器共同组成回路。在车辆处于静止状态且控制器处于上电状态时，例如，车辆解锁或处于待机状态时，车辆同时满足未行驶且低压电源为高压互锁电路300供电，控制器能够工作，在此情况下，可由维修人员进行维修，如果维修开关320断开，传输到控制器330第三端的开关状态信号dk指示维修开关320处于断开状态，高压互锁电路无法连通，控制器330输出控制信号dctrl控制高压回路30的电源断开。如果维修开关320是由于质量问题的故障，例如，到达使用寿命，使得车辆在行驶状态下(例如车速大于0)维修开关320 断开，虽然不影响高压回路的工作状态，但是在此情况下的高压互锁电路300不能提供检测高压回路30的电气完整性的功能，继续行驶是十分危险的。控制器330可输出控制信号触发告警信息，例如触发声音提示信息或在具有显示功能的装置上显示图形或文字提示信息，以提示车辆出现故障需要维修。
69.在车辆处于静止状态且控制器处于上电状态时，如果维修开关320闭合且高压回
路出现异常状况，例如高压回路未连通或高压接口松动，使得低压插孔和低压插针没有接触，高压互锁电路300不能连通，第一互锁信号dout指示高压回路状态异常，控制器330可确定高压回路30的电气不完整，控制器330可输出控制信号dctrl，控制高压回路30的电源断开。
70.在控制器处于上电状态时，车辆可能处于行驶或静止状态，如果维修开关320闭合且高压回路状况正常，且低压插针和低压插孔也对接时，高压互锁电路300可以连通，第一互锁信号dout指示高压回路状态正常，控制器330可确定高压回路30的电气完整，从而输出控制信号dctrl，控制高压回路30的电源接通。
71.通过这种方式，使得维修开关接入原本由控制器和高压接口组件构成的高压互锁回路中，由于高压互锁回路是低压回路，降低了对维修开关的性能要求，从而降低硬件成本。且使得既能够确保高压环境下维修人员安全，也能保证维修后高压回路的电气完整性。
72.在一种可能的实现方式中，高压回路中可包括与电源串接的继电器开关，例如但不限于图3所示的第一继电器开关31、第二继电器开关32、第三继电器开关33中的一个或多个。继电器开关可与高压回路中电源(例如高压电源110)的正、负极串联以控制电源为高压回路供电或断电。控制器330的第四端输出的控制信号可用于控制高压回路中的继电器开关接通以使高压回路的电源接通，或控制所述继电器开关断开以使高压回路的电源断开，实现维修开关与高压回路没有接触的情况下控制高压回路的电源接通与断开。
73.图4a和图4b示出根据本技术实施例的高压互锁电路的示意图。
74.如图4a所示，控制器330的第一端(a端)用于输出第二互锁信号din，第二端(b端) 用于接收第一互锁信号dout，或者，如图4b所示，控制器330的第二端(b端)用于输出第二互锁信号din，第一端(a端)用于接收第一互锁信号dout。
75.举例来说，高压接口组件310、维修开关320以及控制器330串接共同形成高压互锁电路300(低压回路)，其中，控制器330通过第一端(a端)以及第二端(b端)连接在高压互锁电路300中。在控制器330接收到表示维修开关320闭合的开关状态信号dk后，控制器 330可发出第二互锁信号din，并接收第一互锁信号dout，以检测高压回路30是否连通。
76.在一种可能的实现方式中，维修开关320可连接在输出第二互锁信号din的线路上，或者可连接在接收第一互锁信号dout的线路上，使维修开关的放置具有多样化的选择。在a端用于发出第二互锁信号din时，第二互锁信号din发送至高压接口组件310，第一互锁信号 dout经由维修开关320后由b端接收。或者，在b端用于输出第二互锁信号din时，第二互锁信号din经由维修开关320发送至高压接口组件310，第一互锁信号dout由a端接收。
77.通过这种方式，使得维修开关可以放置在输出第二互锁信号一侧，或接收第一互锁信号一侧，维修开关的放置方式可以灵活设置。
78.图5示出根据本技术实施例的一种高压互锁电路的示意性结构图。
79.在一种可能的实现方式中，高压接口组件包括多个高压接口，控制器的第一端连接所述高压接口组件的第一端，所述控制器的第二端连接所述高压接口组件的第二端，所述维修开关连接在所述多个高压接口中的任意两个高压接口之间。
80.举例来说，如图5所示，维修开关320可串联在高压接口组件的任意两个相邻的高压接口组件之间，与高压接口组件和控制器共同组成回路。在此状态下，开关状态信号、互锁信号的传输方式以及控制器的对输入的信号的进行判断并输出控制器信号的方式可参
见上文描述，为了简洁，在此不再赘述。
81.通过这种方式，使得高压互锁电路应用于车辆时，维修开关在车辆内部的放置位置的选择更多。
82.图6示出根据本技术实施例的一种高压互锁电路的示意性结构图。
83.在一种可能的实现方式中，控制器的第一端连接高压接口组件的第一端，控制器的第二端连接高压接口组件的第二端，控制器和高压接口组件形成回路，维修开关不接入所述回路。
84.举例来说，高压接口组件310与控制器330形成回路，维修开关320可以独立于所述回路。在此情况下，维修开关的通断状态并不会影响到互锁回路的工作状态，在车辆处于维修状态中时，维修开关断开，维修人员对高压回路的电器元件进行维修；在此过程中，控制器可通过与高压接口组件形成的回路，以一定的时间间隔发出第二互锁信号，并试探能否接收到第一互锁信号，这样，在维修完成时，如果已经接收到第一互锁信号，那么当维修人员手动接通维修开关，使得控制器能够接收到表示开关闭合的开关状态信号，车辆即满足高压上电条件。
85.通过这种方式，维修开关独立于控制器和所述高压接口组件形成的回路，使得互锁状态的检测不会受到维修开关的影响，且维修开关的放置位置和连接方式更加灵活。
86.在本实施例中，维修开关320的连接方式可以根据需要灵活选择，例如维修开关可以在低压电源和地之间单独形成回路，并通过维修开关自身的信号模组向控制器发送开关状态信号，或者通过维修开关所在回路的通断来生成开关状态信号。维修开关也可以连接在控制器的空闲管脚之间，本技术实施例不限制维修开关的连接方式，只要维修开关能够提供开关状态信号，并且不影响其他电路的工作即可。
87.控制器330可以通过专用硬件电路实现，也可以通过通用处理硬件(例如cpu、单片机、现场可编程逻辑器件fpga等)结合可执行逻辑指令实现，以执行控制器的工作过程。举例来说，控制器330可将接收到的第一互锁信号dout和开关状态信号dk做“与”运算，得到控制信号dctrl，在第一互锁信号dout和开关状态信号dk均未1时，输出控制信号为1，控制继电器开关闭合，在第一互锁信号dout和开关状态信号dk中任意一个或两个为0时，得到控制信号dctr1为0，输出控制信号为0，控制继电器开关断开。本实用新型对控制器330的具体实现方式不做限定。
88.在一种可能的实现方式中，控制器330是电池管理系统控制器。
89.举例来说，电池管理系统(bms,battery management system)控制器可以为一套保护高压电源使用安全的控制系统，可包括主控制器和多个从控制器，负责电池单体电压、温度采集，电池组间的主、被动均衡，电池组参数计算以及充放电控制等。在本技术实施例中，可通过 bms控制器采集维修开关320的状态信息即开关状态信号dk、以及互锁状态信息即第一互锁信号dout，并向与电池包连接的继电器开关发送相应的控制信号。
90.通过这种方式，使得控制信号的生成和输出可由电池管理系统控制器单独完成，将高压互锁电路应用于车辆中时，不占用其他对车辆进行控制的控制器的资源。
91.在一种可能的实现方式中，控制器330要实现的功能可由多个控制器协作完成。
92.在一种可能的实现方式中，控制器包括第一控制器和第二控制器，第一控制器和所述第二控制器连接，第一控制器连接所述高压接口组件并接收开关状态信号，第二控制
器的输出端作为第四端用于输出控制信号；或者第一控制器连接高压接口组件，第二控制器接收开关状态信号，第二控制器的输出端作为第四端用于输出控制信号；或者第一控制器连接高压接口组件，第一控制器和第二控制器分别接收开关状态信号，第一控制器或者第二控制器的输出端作为第四端用于输出控制信号。
93.在一种可能的实现方式中，第一控制器是电池管理系统控制器，第二控制器是整车控制器。
94.举例来说，在车辆中能够输出信号对高压回路的继电器进行控制的电器件还可包括整车控制器(vcu，vehicle control unit)。vcu可以是实现新能源汽车的整车控制决策的核心电子控制单元，vcu可通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图；通过监测车辆状态(车速、温度等)信息，由vcu判断处理后，向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令，同时控制车载附件电力系统的工作模式；vcu可具有整车系统故障诊断保护与存储功能。vcu可与高压回路中的继电器开关之间存在电路连接，以控制继电器开关的通断。
95.在一种可能的实现方式中，如图7
‑
图9所示，控制器330可包括第一控制器3301和第二控制器3302。第一控制器与第二控制器通信连接，第一控制器可传输信号至第二控制器。
96.图7示出根据本技术实施例的一种控制器的示意性结构图。
97.如图7所示，第一控制器3301(可为电池管理系统控制器)的第一端和第二端可作为控制器330的第一端(a端)和第二端(b端)，分别连接高压接口组件的两端，使得高压接口组件与第一控制器形成闭合回路。在此情况下，第一控制器能够通过第二互锁信号的输出以及第一互锁信号的接收，完成高压电路的电气完整性的检测。第一控制器的第三端还可作为控制器330的第三端(c端)，连接维修开关，接收维修开关的开关状态信号dk。第一控制器可基于第一互锁信号和开关状态信号，生成输出信号(可为控制信号)，上报给与第一控制器连接的第二控制器3302(可为整车控制器)，第二控制器的输出端可作为控制器330的第四端(d端)，使得第二控制器可以将控制信号dctrl通过d端输出，实现控制高压回路的电源的通断。
98.通过这种方式，使得整车控制器不需参与控制信号的生成，并且在整车控制器与高压回路的继电器开关之间存在原有的电路连接时，可利用该原有的电路连接，降低整车控制器的开发成本。
99.图8示出根据本技术实施例的一种控制器的示意性结构图。
100.如图8所示，第一控制器3301(可为电池管理系统控制器)的第一端和第二端可作为控制器330的第一端(a端)和第二端(b端)，分别连接高压接口组件的两端，使得高压接口组件与第一控制器形成闭合回路。在此情况下，第一控制器能够通过第二互锁信号的输出以及第一互锁信号的接收，完成高压电路的电气完整性的检测。第一控制器可将接收到的第一互锁信号直接上报给与第一控制器连接的第二控制器3302(可为整车控制器)。第二控制器的第一端还可作为控制器330的第三端(c端)，连接维修开关，接收维修开关的开关状态信号dk。第二控制器可基于第一互锁信号和开关状态信号，生成控制信号，第二控制器的第二端可作为控制器330的第四端(d端)，使得第二控制器可以将生成的控制信号dctrl通过d 端输出，实现控制高压回路的电源的通断。
101.通过这种方式，使得电池管理系统控制器不参与控制信号的生成，并且在整车控制器与高压回路的继电器开关之间存在原有的电路连接时，可利用该原有的电路连接，降低整车控制器的开发成本。
102.图9示出根据本技术实施例的一种控制器的示意性结构图。
103.如图9所示，第一控制器3301(电池管理系统控制器)的第一端和第二端可作为控制器 330的第一端(a端)和第二端(b端)，分别连接高压接口组件的两端，使得高压接口组件与第一控制器形成闭合回路。在此情况下，第一控制器能够通过第二互锁信号的输出以及第一互锁信号的接收，完成高压电路的电气完整性的检测。第一控制器的第三端和第二控制器3302(整车控制器)的第一端均可作为控制器330的第三端(c端)，可均连接维修开关，接收开关状态信号，使得第一控制器以及第二控制器可以根据各自的工作情况对生成控制信号和输出控制信号的方式进行选择，例如，在第一控制器资源占用比率比第二控制器大时，第一控制器可选择将接收的第一互锁信号和/或开关状态信号直接上报给第二控制器，由第二控制器完成控制信号的生成及输出，减小第一控制器的工作压力；在第一控制器资源占用比例比第二控制器小时，由第一控制器独自完成控制器信号的生成，不经第二控制器，将生成的控制信号直接输出实现高压回路的电源通断的控制，或者将生成的控制信号上报给第二控制器，第二控制器仅完成输出控制信号实现高压回路的电源通断的控制，减小第二控制器的工作压力。
104.通过这种方式，可以充分利用第一控制器和第二控制器进行多种方式的协作，使得可以根据两个控制器各自的资源占用情况，对输出控制信号的方式进行多样化的选择，提高高压互锁电路的工作效率。
105.其中，图7
‑
图9仅给出了电路的示例性的连接方式，本领域技术人员应理解，本技术实施例的电路结构不限于图7
‑
图9所示，例如，高压接口组件、控制器和维修开关之间的连接方式也可参照图3
‑
图6所示的各实施例。
106.在一种可能的实现方式中，控制器330通过第三端接收表示所述维修开关320断开的开关状态信号时，还通过第四端输出用于触发告警信息的控制信号。
107.举例来说，开关状态信号dk表示维修开关320断开时，如果车辆处于静止状态且控制器处于上电状态，说明维修可能尚未结束，由于维修作业可能需要维修人员处于车身下或车体内部等环境中，如果有无关人员接触正在维修中的车辆，会造成不良后果。可通过控制器330 发出控制信号dctrl，在控制继电器开关31、32、33断开的同时触发告警信息。例如，控制器330可与能够发出声音的元件(例如蜂鸣器等)相连接，在维修开关320断开的情况下，控制信号dctrl可控制蜂鸣器发出声音信号，警示车辆外部的生命体。在车辆包括具有显示功能的显示器或其他装置时，控制信号dctrl还可使得开关状态显示在显示器等装置上，以提示车辆内部的维修人员维修正在进行。本技术对触发告警信息的具体方式不作限制。用于触发告警信息的控制信号和用于控制所述高压回路中的电源接通或断开的控制信号可以是同一信号，也可以是不同信号。
108.在一种可能的实现方式中，在车辆处于行驶状态(例如车速大于0)且开关状态信号dk 表示维修开关320断开时，控制信号可仅用于触发告警信息，以提示驾驶员车辆出现故障，使得驾驶员能够将车辆停放在安全的位置，再对静止状态的故障车辆进行维修。显示告警信息的具体实现可以参照上文实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
109.通过在开关断开时输出用于触发告警信息的控制信号，能够以声音或图像等方式做出提示，便于相关人员确定电路状态。
110.图10示出根据本技术实施例的控制器330的示例性工作流程的流程图。该工作流程可应用于本技术实施例的高压互锁电路中。
111.如图10所示，在车辆处于静止状态且控制器处于上电状态时，当控制器330的第三端接收到的开关状态信号dk表示开关断开时，控制器330第四端输出的控制信号dctrl用于控制高压回路的电源断开，例如用于控制高压回路中的继电器开关断开。
112.其中，控制器330可通过控制器内部或外部的信号来判断车辆处于行驶状态或静止状态，例如，控制器可以通过控制器的第五端获取表示车辆行驶或静止的车辆状态信号，车辆状态信号可由通过采集电动机的实时工作电压等方式获得，本技术对此不作限制。
113.在一种可能的实现方式中，在车辆处于静止状态且控制器处于上电状态时，如果维修开关320被断开，控制器330的第三端可接收到表示断开的开关状态信号dk，例如，接收到的开关状态信号dk为“0”，控制器确定维修开关320处于断开状态，在此情况下，控制器330 可输出控制信号dctrl控制高压回路中的继电器开关断开，使得高压回路的各个分路与高压电源断开。
114.例如，控制器330可输出控制信号dctrl使得如图3所述的第一继电器开关31、第二继电器开关32、第三继电器开关33同时断开。也可先控制第一继电器开关31的断开，后控制第二继电器开关32和第三继电器开关33的断开，还可先控制第二继电器开关32和第三继电器开关33的断开，再控制第一继电器开关31的断开。本领域技术人员应理解，只要满足在维修之前将高压回路的电源断开，例如将与高压电源34的正极或负极连接的全部继电器开关断开即可，本技术对此不作限制。
115.通过控制器接收开关状态信号，使得车辆处于静止状态且控制器处于上电状态，且开关断开时，控制器能够输出控制信号以实现控制高压回路断开，使得在适宜车辆维修的条件下，在开关被断开后，断开高压回路，以便进行维修。
116.在一种可能的实现方式中，在车辆处于静止状态且控制器处于上电状态时，当控制器通过第一端或第二端接收的第一互锁信号dout表示高压回路30状态异常，通过第三端接收的开关状态信号dk表示维修开关320接通时，控制器通过第四端输出用于控制高压回路的电源断开的控制信号dctrl。
117.举例来说，在车辆处于静止状态、控制器处于上电状态且维修开关320被手动闭合的情况下,控制器330通过第三端可接收到表示闭合的开关状态信号dk，例如，接收到的开关状态信号dk为“1”，并确定维修开关320处于闭合状态，在此情况下，控制器330可通过第二端(或第一端)输出第二互锁信号din，并通过第一端(或第二端)接收第一互锁信号dout，以检测高压回路30的电气完整性。如果控制器330接收到的第一互锁信号dout表示高压回路30的状态异常，例如，接收到的第一互锁信号为“0”，则可以确定高压回路30中仍存在故障，需要进行维修，在此情况下，控制器330可发出控制信号dctrl控制继电器开关断开，使得高压回路30的各个分路与高压电源断开。继电器开关断开的具体实现可以参照上文实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
118.通过控制器接收第一互锁信号以及开关状态信号，使得车辆处于静止状态且控制器处于上电状态，且开关闭合、高压回路异常时，控制器能够输出控制信号以实现控制高压
回路断开，使得在适宜车辆维修的条件下，可断开高压回路，针对高压回路的异常状态进行维修。
119.在一种可能的实现方式中，控制所述高压回路的电源断开的控制信号dctrl还用于禁止其他控制信号控制高压回路中与电源串接的继电器开关接通。
120.举例来说，控制器330发出的控制信号dctrl在控制继电器开关断开的同时，还用于禁止其他控制信号控制控制继电器开关31、32、33闭合。例如，可以设置在控制信号dctrl控制继电器开关断开时，其他的用于控制继电器开关闭合的控制信号失效。原因在于，控制器 330控制继电器开关断开后，相关维修人员需要进行维修作业，在此情况下，使继电器开关保持断开状态能够保证维修环境的安全性。
121.在一种可能的实现方式中，当控制器通过第一端或者第二端接收表示高压回路状态正常的第一互锁信号、通过第三端接收表示所述开关接通的开关状态信号时，控制器通过第四端输出控制所述高压回路的电源接通的控制信号。
122.举例来说，在车辆处于静止状态、控制器处于上电状态且维修开关320被手动闭合的情况下,控制器330通过第三端可接收到表示闭合的开关状态信号dk，例如，接收到的开关状态信号dk可为“1”，并确定维修开关320处于闭合状态，则控制器330可通过第二端(或第一端)发出第二互锁信号din，如果控制器330通过第一端(或第二端)接收到与第二互锁信号din对应的第一互锁信号dout为“1”，则可以确定高压接口组件310的电气完整，高压回路30中的各个高压分路均已连接到高压主回路。此时可认为高压回路30具备正常工作的条件，即高压回路30状态正常，控制器330可通过输出控制信号dctrl控制继电器开关闭合，使得高压回路通电。在车辆处于行驶状态，控制器通过第一端或者第二端接收表示高压回路状态正常的第一互锁信号、通过第三端接收表示所述开关接通的开关状态信号时，控制器也可通过第四端输出控制所述高压回路的电源接通的控制信号，保持车辆正常行驶。
123.通过控制器接收第一互锁信号以及开关状态信号，使得开关闭合、高压回路正常时，控制器能够输出控制信号以实现控制高压回路接通，使车辆能够正常工作。
124.在一种可能的实现方式中，高压回路30的继电器开关可包括第一继电器开关31、第二继电器开关32及第三继电器开关33，其中，第一继电器开关31以及第二继电器开关32用于使满足正常行驶条件的电流流通高压回路。
125.在一种可能的实现方式中，可使第三继电器开关33先于第二继电器开关32闭合，以降低高压电直接加在高压回路的各个高压分路串接的高压电气元件上、可能会导致充电电流过大、损坏高压电气元件的风险。
126.举例来说，在控制器330接收到表示维修开关320闭合的开关状态信号dk(例如，开关状态信号dk为“1”)，且接收到表示高压回路状态正常的第一互锁信号dout后，控制器可发出控制信号dctrl，控制第一继电器开关31以及第三继电器开关33首先闭合，再控制第二继电器开关32闭合之后，控制第三继电器开关33断开。由于预充电阻35与第三继电器开关 33串联，因此将第一继电器开关31以及第三继电器开关33闭合时，预充电阻35的存在使得高压回路电源接通初期能够对高压电气元件进行缓慢充电，高压回路中的电流不会过大；在充电完毕后，可通过第二继电器开关32闭合、第三继电器开关33断开的步骤，使得满足正常行驶条件的电流流通高压回路。
127.通过这种方式，可以更大程度地保证电路的安全性。
128.本领域技术人员应理解，图10给出的控制器的控制流程仅为示例性的，控制流程可以根据需要进行调整，例如控制器可不判断维修开关状态，周期性地发出第二互锁信号，本技术实施例对此不作限制。
129.本技术实施例还提供一种电池管理系统，包括根据本技术实施例的高压互锁电路300。
130.根据本技术的电池管理系统，可以基于本技术实施例的高压互锁电路，在完成检测高压回路的电气完整性等功能的同时，实现车辆维修中对高压回路通断的控制。
131.本技术实施例还提供一种车辆，包括高压回路30以及高压互锁电路300，高压互锁电路 300通过高压接口组件310与高压回路30连接。
132.其中，本实施例提供的汽车可以为电动车/电动汽车(ev)、纯电动汽车(pev/bev)、混合动力汽车(hev)、增程式电动汽车(reev)、插电式混合动力汽车(phev)、新能源汽车(newenergy vehicle)等。
133.其中，高压接口组件310包括的多个高压接口分别对应多个高压分路，每个高压分路可包括高压电气元件。高压分路可包括电池系统分路、电机控制器分路以及dc/dc分路等。继电器开关闭合时，高压回路30的电流流经各个分路，使得各个分路的高压电气元件得以正常工作。
134.高压互锁电路300中的维修开关，可灵活设置于车辆中的适宜位置，本技术对此不作限制。
135.本技术实施例提供的车辆，通过采用上述高压互锁电路，能够控制高压回路的供电状态。由于控制器直接获取维修开关的状态，并基于维修开关的状态以及互锁信号来控制高压回路中的电源接通或断开，使得不需要采集维修开关的通断给其他电路带来的变化，也能进行高压回路的电源接通或断开的控制，因此，维修开关可以独立于高压回路，甚至也可以独立于低压回路，不必局限于车辆中的固定位置，因此维修开关在车内的放置选择更多，方便维修人员操作，能够提高车辆的维修效率，并降低对维修开关的性能要求，从而降低硬件成本。根据本技术实施例的高压互锁电路能够根据高压回路的状态和维修开关的状态，来控制高压回路的电源接通或断开，使得既能够确保高压环境下维修人员安全，也能保证维修后高压回路的电气完整性。
136.以上实施例已经说明了高压互锁电路的工作原理，下面结合一种具体应用场景作出说明。
137.在一种可能的实现方式中，车辆处于正常行驶使用或者充电使用过程中，维修开关320 需要保持关闭状态，维修开关320反馈给控制器330的开关状态信号为闭合(例如，开关状态信号为“1”)，且高压互锁电路状态为连通(例如，第一互锁信号为“1”)，此状态下，控制器发送给高压回路的继电器开关关闭的控制信号，高压回路可正常使用。
138.车辆正常行驶过程中，高压互锁电路实时检测高压回路的电气完整性。当车辆的高压回路出现故障时，例如，高压接口松动，此时，高压回路可能有断开倾向但尚未断开，维修开关反馈给控制器的开关状态信号为闭合(例如，开关状态信号为“1”)，且高压互锁电路状态为断开(例如，第一互锁信号为“0”)，在此状态下，控制器可发出信号控制车辆发出声音告警信息或通过显示器显示文字或图像形式的告警信息，以提示车辆出现故障，使得驾驶员能够在高压回路彻底断开之前将车辆停放在安全的位置。
139.当出现故障的车辆进入静止状态，且控制器处于上电状态时，满足进行维修的条件，可以由相关维修人员手动断开维修开关，此时，维修开关进入锁止状态，维修开关输出到控制器的开关状态信号为断开(例如，开关状态信号为“0”)，在此状态下，控制器发送使高压回路的继电器开关断开且禁止通过其他控制信号关闭的控制信号，高压回路不可正常使用；控制器还可发出信号控制车辆发出声音告警信息或通过显示器显示文字或图像形式的告警信息，以提示车辆处于维修中。
140.在维修过程中，由相关维修人员解除开关锁止状态并手动闭合维修开关，维修开关输出到控制器的开关状态信号为闭合(例如，开关状态信号为“1”)。在此状态下，如果高压互锁电路状态为闭合(例如，第一互锁信号为“1”)，可认为故障排除，控制器发送使高压回路的继电器开关关闭的控制信号，高压回路可正常使用，车辆可继续行驶。反之，如果高压互锁电路状态为断开(例如，第一互锁信号为“0”)，可认为电路中仍存在故障，控制器发送给高压回路的继电器开关断开且不允许关闭的控制信号，高压回路不可正常使用；控制器还可发出信号控制车辆发出声音告警信息或通过显示器显示文字或图像形式的告警信息，以提示车辆仍处于维修状态中。
141.重复上述维修过程，直到由相关维修人员解除开关锁止状态并手动闭合维修开关，维修开关输出到控制器的开关状态信号为闭合(例如，开关状态信号为“1”)，在此状态下，如果高压互锁电路状态为闭合(例如，第一互锁信号为“1”)，可认为故障排除，控制器发送使高压回路的继电器开关关闭的控制信号，高压回路可正常使用，车辆可继续行驶。
142.尽管在此结合各实施例对本技术进行了描述，然而，在实施所要求保护的本技术过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其它变化。在权利要求中，“包括”(compris ing)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
143.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。