继电器控制电路、继电器控制方法及电动汽车与流程

1.本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种继电器控制电路、继电器控制方法及电动汽车。


背景技术：

2.电动汽车内部的动力电池包的高压回路通常采用继电器控制，继电器由控制器采用一定电压驱动线圈，形成导通。然而在铅酸电压低或控制器单点失效时，继电器不能稳定吸合，导致触点之间产生间隙，进而容易产生拉弧，使得继电器发生粘连。动力电池包内部继电器在发生粘连后无法正常断开，车辆无法正常关闭电源，行车安全性受了到严重影响。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种继电器控制电路、继电器控制方法及电动汽车，旨在解决现有技术中动力电池包的高压回路上的继电器驱动不稳定，容易发生粘连的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提出一种继电器控制电路，用于控制继电器，所述继电器设置于动力电池包的高压回路上，所述继电器控制电路包括：
5.多个控制器，所述控制器为车辆中任一管理系统中的控制器，所述控制器具有电源输出端，各所述电源输出端相互连接形成环形回路，所述继电器中的线圈的输入端与所述环形回路连接，所述线圈的输出端接地。
6.可选的，所述控制器包括：
7.电源输入端；
8.开关电路，开关电路的输入端与电源输入端连接，开关电路的输出端与电源输出端连接；
9.控制芯片，与开关电路连接，用于控制开关电路的通断。
10.可选的，所述开关电路包括开关二极管，所述开关二极管的输入端分别与所述电源输入端和所述控制芯片连接，所述开关二极管的输出端与所述电源输出端连接。
11.可选的，所述控制器包括整车控制器、电池管理系统控制器、电机控制器和dc-dc控制器。
12.为实现上述目的，本发明还提出一种继电器控制方法，应用于如上述的继电器控制电路，所述继电器控制电路包括多个控制器，所述控制器具有电源输出端，所述继电器控制方法包括：
13.所述控制器在接收到上电指令时，进行自检；
14.所述控制器在自检正常或故障程度在预设范围内时，利用所述电源输出端向所述继电器中的线圈输入电源，使所述继电器闭合。
15.可选的，各所述控制器具有电源输入端，所述电源输入端通过开关与所述电源输出端连接；
16.所述利用所述电源输出端向所述继电器中的线圈输入电源，包括：
17.所述控制器控制所述开关闭合，使所述电源输入端接入的电源经所述电源输出端传输至所述继电器中的线圈。
18.可选的，所述继电器控制方法还包括：
19.所述控制器获取整车中蓄电池的输出电压；
20.在所述输出电压小于正常工作电压时，控制所述开关断开。
21.可选的，所述继电器控制方法还包括：
22.所述控制器在接收到下电指令时，控制所述开关断开。
23.可选的，所述控制器在接收到上电指令时，进行自检之后，还包括：
24.所述控制器在自检故障程度超出所述预设范围内时，控制所述开关断开。
25.为实现上述目的，本发明还提出一种电动汽车，所述电动汽车包括如上述的继电器控制电路，或应用如上述的继电器控制方法。
26.本发明中，继电器控制电路用于控制继电器，继电器设置于动力电池包的高压回路上，继电器控制电路包括多个控制器，控制器为车辆中任一管理系统中的控制器，控制器具有电源输出端，各电源输出端相互连接形成环形回路，继电器中的线圈的输入端与环形回路连接，线圈的输出端接地。本发明通过采用多个控制器共同控制继电器，即使部分控制器所输出的电压无法达到继电器的驱动要求，其余输出正常的控制器也能够保证继电器正常驱动，使得继电器的触点能够有效闭合，降低拉弧风险，避免继电器粘连，保证了车辆安全。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
28.图1为本发明继电器控制电路一实施方式的结构图；
29.图2为本发明继电器控制电路另一实施方式的结构框图；
30.图3为本发明继电器控制方法一实施方式的流程示例图。
31.附图标号说明：
32.标号名称标号名称10继电器控制电路50环形回路20继电器60电源输入端30控制器70开关电路40电源输出端80控制芯片
33.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
34.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
37.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
38.参照图1，图1为本发明继电器控制电路一实施方式的结构图。本发明提出继电器控制电路的第一实施例。
39.如图1所示，在本实施例中，继电器控制电路10用于控制继电器20，继电器20设置于动力电池包的高压回路上，继电器控制电路10包括多个控制器30，控制器30为车辆中任一管理系统中的控制器，控制器30具有电源输出端40，各电源输出端40相互连接形成环形回路50，继电器20中的线圈的输入端与环形回路50连接，线圈的输出端接地。
40.动力电池包通常用于为电池汽车中的驱动电路进行供电，其输出电压可以达到300v～500v。动力电池包后端还可以连接有降压模块，该降压模块用于将动力电池包输出的高压转换为低压，低压的电压氛围可以在3v～12v。高压回路是指动力电池包所输出的高压传输路径，其可以为动力电池包与驱动电路之间的连接回路，或者为动力电池包与降压模块之间的连接回路。当前，上述数值仅为示例，并不作为对相关部件性能的限定。
41.动力电池包具有正负极，高压回路中与正极连接的回路为正极回路，与负极连接的回路为负极回路。通常为保证车辆的高压安全，正极回路和负极回路上均设置有继电器20，从而能够快速切换高压的输出与回流。本实施方式以其中任一回路上的继电器20为例进行说明，不限定继电器20设置于正极回路或负极回路。
42.车辆中的管理系统可以包括整车管理系统、电池管理系统、电机控制系统、降压管理系统或者空调管理系统等。各管理系统由于需要执行相应的动作，因此其均具有控制器30作为协调动作的控制中心。因此控制器40还可以为车辆中任一具有控制能力的设备。并且，各管理系统均需要利用电源作为驱动能源，因此控制器30还可以设置电源输出端40。
43.由于电源输出端40相互连接形成环形回路50，只要有任一控制器30的电源输出端40具有电源输出，则继电器20都能够吸合。例如，假设继电器20的线圈的正常驱动电压为12v；即使单个控制器30失效或者接入电压不足，导致输出电压只有9v，继电器20的线圈所输入的电压也能够在其他控制器30所输出的电压的上拉作用下也能达到12v。
44.在本实施方式中，继电器控制电路10包括多个控制器30，控制器30为车辆中任一管理系统中的控制器，控制器30具有电源输出端40，各电源输出端40相互连接形成环形回路50，继电器20中的线圈的输入端与环形回路50连接，线圈的输出端接地。本发明通过采用多个控制器30共同控制继电器20，即使部分控制器30所输出的电压无法达到继电器20的驱
动要求，其余输出正常的控制器30也能够保证继电器20正常驱动，使得继电器20的触点能够有效闭合，降低拉弧风险，避免继电器20粘连，保证了车辆安全。
45.参照图2，图2为本发明继电器控制电路另一实施方式的结构框图。基于上述实施例，本发明提出继电器控制电路的第二实施例。
46.在本实施方式中，控制器30可以包括电源输入端60、开关电路70和控制芯片80。其中，开关电路70的输入端与电源输入端60连接，开关电路70的输出端与电源输出端40连接；控制芯片80与开关电路70连接，用于控制开关电路70的通断。
47.为便于控制器30对向继电器20所提供的电压进行控制，本实施方式采用开关电路70对电源的传输进行控制。在开关电路70处于导通状态时，电源输入端60与电源输出端40连通，电源输入端60接入的电源流向电源输出端40，再传输至继电器20。在开关电路70处于断开状态时，电源输入端60与电源输出端40不连通，电源输入端60接入的电源无法流向电源输出端40。
48.控制芯片80为各管理系统内置的元件，其可以通过向开关电路70传输电信号，以控制开关电路70的通断。例如，在电信号为高电平时，开关电路70导通；在电信号为低电平时，开关电路70断开。当然，也可以在电信号为低电平时，开关电路70导通；在电信号为高电平时，开关电路70断开。
49.电源输入端60可以为控制芯片80中的电源引脚所连接的线路的某个端子。由于控制芯片80为管理系统自身携带的元件，电源输出端40也可以为开关电路70中某个元件的端子，因此，本实施方式实际上仅仅需要新增开关电路70所涉及的元件即可，对整车电路的调整较小，便于实现。
50.在具体实现时，开关电路70可以采用二极管、三极管或者场效应管组成。优选的，开关电路70可以包括开关二极管，开关二极管的输入端分别与电源输入端60和控制芯片80连接，开关二极管的输出端与电源输出端40连接。
51.开关二极管具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点。开关二极管从截止(高阻状态)到导通(低阻状态)的时间叫开通时间；从导通到截止的时间叫反向恢复时间；两个时间之和称为开关时间。一般反向恢复时间大于开通时间，故在开关二极管的使用参数上只给出反向恢复时间。开关二极管的开关速度相当快，如硅开关二极管的反向恢复时间只有几纳秒，锗开关二极管有几百纳秒。
52.在本实施方式中，控制器30可以包括整车控制器、电池管理系统控制器、电机控制器和dc-dc控制器。上述四个控制器30所对应的系统与高压回路直接连接，利用高压架构上的控制器30作为环形控制回路能够快速对高压回路的状态作出反应。
53.此外，整车控制器、电池管理系统控制器、电机控制器和dc-dc控制器相互之间可以采用can总线连接。其中任一控制器30在作为相应的开关动作后，通过can总线发送至其他控制器30，从而使其他控制器同时进行相应的开关动作。
54.在本实施方式中，通过设置开关电路70，使控制器30对向环形回路50的输出进行控制，对原有电路结构的调整小，易于实现；并且控制器30均为高压架构上各系统的控制器，能够快速对高压回路的状态作出反应，进而提高了继电器20的控制精度。
55.参照图3，图3为本发明继电器控制方法一实施方式的流程示例图。为实现上述目的，本发明还提出一种继电器控制方法。
56.继电器控制方法应用于如上述的继电器控制电路，继电器控制电路包括多个控制器，控制器具有电源输出端。继电器控制电路的具体结构可以参照前述实施例。
57.在本实施方式中，继电器控制方法包括：
58.步骤s10：控制器在接收到上电指令时，进行自检。
59.继电器控制电路中包含多个控制器，本实施方式的执行主体为继电器控制电路中的任一个控制器。实际上，各控制器可以分别执行本实施方式所提及的继电器控制方法。
60.上电指令可以由用户在启动车辆时产生，上电指令可以经由can总线向各控制器传输，各控制器通过can接口获取can总线上的指令。
61.不同系统中的控制器所执行的自检内容不同。例如，整车控制器可以向所连接的其他控制器或者传感器发生信号，通过检测其他控制器或者传感器的应答，完成通信路径的自检。电池管理系统中的控制器可以对电池包的温度和电压进行自检，通过接收温度传感器和电压传感器的检测参数确定电池包的温度和电压，再将检测值与参考进行比较，从而确定自检结果。整车中各系统的自检步骤已有成熟技术，本实施方式在此不再赘述。
62.步骤s20：控制器在自检正常或故障程度在预设范围内时，利用电源输出端向继电器中的线圈输入电源，使继电器闭合。
63.自检结果可以分为自检正常和故障，其中故障还可以分为轻度故障和重度故障。轻度故障是指不影响车辆正常运行的故障，在故障程度为轻度故障时可以判定故障程度在预设范围内，故障程度的划分可以根据需求进行设置，本实施方式对此不加以限制。因此在自检结果为自检正常或轻度故障时，说明车辆运行不会受到影响，可以正常上电，可以控制继电器闭合。
64.继续参照图2，为便于控制器对向继电器所提供的电压进行控制，可以采用开关对电源的传输进行控制。在开关处于导通状态时，电源输入端与电源输出端连通，电源输入端接入的电源流向电源输出端，再传输至继电器。在开关电路处于断开状态时，电源输入端与电源输出端不连通，电源输入端接入的电源无法流向电源输出端。
65.在具体实现时，步骤利用电源输出端向继电器中的线圈输入电源，包括：控制器控制开关闭合，使电源输入端接入的电源经电源输出端传输至继电器中的线圈。
66.控制器为各管理系统内置的元件，其可以通过向开关传输电信号，以控制开关的通断。例如，在电信号为高电平时，开关导通；在电信号为低电平时，开关断开。当然，也可以在电信号为低电平时，开关导通；在电信号为高电平时，开关断开。
67.在本实施方式中，控制器在自检故障程度超出预设范围内时，控制开关断开。故障程度为重度故障时可以判定故障程度超出在预设范围，重度故障说明车辆运行容易受到影响，安全性较低。例如，若整车控制器检测到制动系统存在异常，则判定为重度故障。
68.由于继电器由环形回路控制，因此在任一控制器的自检结果为超出预设范围内时，需要向其他控制器发生故障信号。其他控制器在接收到故障信号时，控制上述开关断开，从而避免继电器闭合。
69.在本实施方式中，控制器在接收到下电指令时，控制开关断开。下电指令可以由用户在关闭整车时产生。或者由其他控制器在发生重度故障时产生，如前述的故障信号即可作为下电指令。下电指令也可以经由can总线向各控制器传输，各控制器通过can接口获取can总线上的指令。
70.在整车中，通常还具有蓄电池。蓄电池用于提供低压，以为各种低压器件(如芯片等)提供电源。继电器的线圈所输入的电压通常为12v，该电压通常由蓄电池提供。在蓄电池电压较低时，继电器的线圈所输入的电压会有所下降，如9v。此时继电器吸合不稳定，容易产生间隙进而产生拉弧，导致继电器粘连。
71.在本实施方式中，继电器控制方法还可以包括：控制器获取整车中蓄电池的输出电压；在输出电压小于正常工作电压时，控制开关断开。
72.为防止继电器吸合不稳定，在蓄电池电压过低时，控制器直接控制电源输出端停止输出电压，使继电器断开。其中正常工作电压可以为9v。当然，当距离蓄电池连接线路近的控制器的电压仍可以保持大于9v，可继续保持开关闭合，距离铅酸电池边接线路远的控制器优先断开继电器。
73.在本实施方式中，控制器在接收到上电指令时，进行自检；控制器在自检正常或故障程度在预设范围内时，利用电源输出端向继电器中的线圈输入电源，使继电器闭合。本发明通过采用多个控制器共同控制继电器，即使部分控制器30所输出的电压无法达到继电器的驱动要求，其余输出正常的控制器也能够保证继电器正常驱动，使得继电器的触点能够有效闭合，降低拉弧风险，避免继电器粘连，保证了车辆安全。
74.为实现上述目的，本发明还提出一种电动汽车，电动汽车包括如上述的继电器控制电路，或应用如上述的继电器控制方法。该继电器控制电路的具体结构参照上述实施例，该继电器控制方法的具体步骤参照上述实施例，由于本电动汽车可以采用上述所有实施例的技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果，在此不再一一赘述。
75.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。