CN110962604B - 控制模块、电池管理系统、电路检测方法及控制方法 - Google Patents
控制模块、电池管理系统、电路检测方法及控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例涉及电动车技术领域,公开了一种控制模块、电池管理系统、电路检测方法及控制方法。控制模块包括:控制单元和驱动电路;所述驱动电路的使能端连接于所述控制单元,所述驱动电路的电压输出端连接于设置在高压回路中的主动保险丝;所述控制单元用于接收监测信号,并在所述监测信号为异常时输出使能信号至所述驱动电路的使能端,以使能所述驱动电路;所述驱动电路用于在被使能时,输出驱动电压至所述主动保险丝,以熔断所述主动保险丝。本发明实施例还提供了一种电池管理系统、电路检测方法及电路控制方法。本发明实施例的技术方案,可以在遇到突发情况或必要时熔断主动保险丝,从而有效断开高压回路。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电动车技术领域,特别涉及控制模块、电池管理系统、电路检测方法及控制方法。
背景技术
电动汽车替代燃油汽车已成为汽车业发展的趋势,但是电动汽车电机本身的功率较大,所以导致目前所使用的电池包基本为高压小电流或者较低电压大电流的方案,但是即使电压较低,也远远超过安全电压,所以在需要的时候,将电池包与外部断开显得尤为重要。目前业内通常的解决方法为:使用可控开关器件(如:继电器、IGBT等)作为通常情况下的控制高压通断的器件。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题:在遇到突发情况时,如车辆碰撞等情况下,往往继电器还会有较大电流流过,此时强行断开继电器,会导致继电器的损坏并出现粘连,导致高压无法断开。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种控制模块、电池管理系统、电路检测方法及控制方法,可以在遇到突发情况或必要时熔断主动保险丝,从而有效断开高压回路。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种控制模块,包括:控制单元和驱动电路;所述驱动电路的使能端连接于所述控制单元,所述驱动电路的电压输出端连接于设置在高压回路中的主动保险丝;所述控制单元用于接收监测信号,并在所述监测信号为异常时输出使能信号至所述驱动电路的使能端,以使能所述驱动电路;所述驱动电路用于在被使能时,输出驱动电压至所述主动保险丝,以熔断所述主动保险丝。
本发明的实施方式还提供了一种电池管理系统,包括上述控制模块。
本发明的实施方式还提供了一种电路检测方法,应用于上述控制模块,所述电路检测方法包括:在所述导通控制开关保持在断开状态且所述检测模块保持在工作状态的情况下,所述控制单元从所述检测回路接收检测信号;所述控制单元根据所述检测信号得到检测结果。
本发明的实施方式还提供了一种电路控制方法,应用于上述控制模块,所述电路控制方法包括:所述控制单元判断接收到的所述监测信号是否为异常;若所述监测信号为异常,则进入安全控制步骤;所述安全控制步骤包括:所述控制单元输出所述使能信号至所述驱动电路的使能端,以使能所述驱动电路;其中,所述驱动电路在被使能时输出所述驱动电压。
本发明实施方式相对于现有技术而言,提供了主动保险丝的一种控制模块;控制单元在接收到异常的监测信号时,输出使能信号至驱动电路的使能端,驱动电路在被使能时,输出驱动电压至所述主动保险丝,以熔断所述主动保险丝;即可以在遇到突发情况或必要时熔断高压回路中的主动保险丝,从而有效断开高压回路。
另外,所述高压回路还包含传统保险丝,所述传统保险丝和所述主动保险丝分别位于所述高压回路的两极。在遇到突发情况时,传统保险丝可以自动熔断,主动保险丝也可以通过本实施例中的控制模块被熔断,从而可以使得高压回路的两极均被断开,避免仅高压回路的一极被断开而另一极依然存在电压输出而导致的危险。
另外,所述控制单元包括微处理器;所述微处理器用于接收所述监测信号,并在所述监测信号为异常时输出所述使能信号。本实施例提供了控制单元的一种具体实现方式。
另外,所述控制单元还包括硬件触发电路和逻辑电路;所述监测信号包括硬件监测信号和软件采样信号;所述硬件触发电路的输出端连接于所述逻辑电路的一个输入端,所述微处理器的输出端连接于所述逻辑电路的另一个输入端;所述逻辑电路的输出端连接于所述驱动电路;所述硬件触发电路用于接收所述硬件监测信号,并在所述硬件监测信号为异常时输出所述使能信号;所述微处理器用于接收所述软件采样信号,并在所述软件采样信号为异常时输出所述使能信号;所述逻辑电路被配置为,当从所述微处理器和所述硬件触发电路中的至少一个接收到所述使能信号时,输出所述使能信号至所述驱动电路。本实施例提供了控制单元的另一种具体实现方式;硬件触发电路接收硬件监测信号,微处理器接收软件采样信号;由于硬件触发电路的反应速度较快,所以对于由硬件触发而产生硬件监测信号的某些突发情况,硬件触发电路可以较快地作出反应并断开高压回路。
另外,所述微处理器还用于接收所述硬件监测信号,并在所述硬件监测信号为异常时输出所述使能信号。相对于硬件触发电路而言,微处理器的可靠性更高且可以对监测信号作更精确的处理,微处理器同时接收硬件监测信号并进行判断,可以避免由于硬件触发电路可能发生的故障而导致未及时熔断主动保险丝而造成的危险。
另外,所述控制模块还包含导通控制开关和开关使能电路;所述驱动电路的电压输出端通过所述导通控制开关连接于所述主动保险丝;所述开关使能电路的输入端连接于所述控制单元,且输出端连接于所述导通控制开关的控制端;所述控制单元还用于在输出所述使能信号时,通过所述开关使能电路控制所述导通控制开关闭合,以允许所述驱动电压被输出到所述主动保险丝。本实施例中,在驱动电路的电压输出端和主动保险丝之间增加导通控制开关,只有在控制单元输出使能信号时才控制导通控制开关闭合,以允许驱动电压被输出到主动保险丝,可以避免因驱动电路发生异常而导致主动保险丝的误熔断。
另外,所述控制模块还包含检测模块;所述检测模块的第一端连接于所述主动保险丝的第一端,所述主动保险丝的第二端连接于所述检测模块的第二端,以形成所述主动保险丝的检测回路;所述控制单元连接于所述检测回路;在电路检测过程中,所述导通控制开关保持在断开状态且所述检测模块保持在工作状态,所述控制单元从所述检测回路获取检测信号,并根据所述检测信号得到检测结果。本实施例中,可以通过对主动保险丝所在的检测回路进行检测来识别电路是否正常工作,以确保在遇到突发情况主动保险丝能够被熔断以断开高压回路。
另外,所述检测模块的供电端连接于所述驱动电路的电压输出端;在电路检测过程中,所述控制单元用于输出所述使能信号至所述驱动电路的使能端,所述驱动电路被使能后,通过所述电压输出端输出所述驱动电压至所述检测模块的供电端,以使所述检测模块保持在工作状态。本实施例中,检测模块由驱动电路供电,因此检测模块能够正常工作即表明驱动电路能够正常工作,从而,如果检测结果为电路正常,则可以得到驱动电路与主动保险丝的检测回路必定都正常,如果检测结果为电路故障,则可以得到驱动电路与主动保险丝的检测回路至必定至少有一个发生故障;因此本实施例中可以对驱动电路和主动保险丝的检测回路实现共同检测。
另外,所述检测模块包括电源;所述电源的第一端连接于所述主动保险丝的第一端、所述主动保险丝的第二端连接于所述电源的第二端。所述控制单元在所述检测回路中;所述控制单元用于在判断出所述检测信号为有效时,得出电路正常的检测结果,并在判断出所述检测信号为无效时,得出电路故障的检测结果。本实施例提供了检测模块的一种具体实现方式。
另外,所述检测模块还包括第一分压单元、第二分压单元以及电压采样单元;所述电源的第一端通过所述第一分压单元连接于所述主动保险丝的第一端,所述主动保险丝的第二端通过所述第二分压单元连接于所述电源的第二端,以形成所述检测回路;所述电压采样单元的第一采样端连接在所述第一分压单元与所述主动保险丝的第一端之间,第二采样端连接在所述主动保险丝的第二端与所述第二分压单元之间,第三采样端连接于所述驱动电路的电压输出端;所述电压采样单元的输出端连接于所述控制单元;所述控制单元用于通过所述电压采样单元从所述检测回路获取所述检测信号,并根据所述检测信号得到所述检测结果;其中,所述检测信号包括由所述第一采样端获得的第一采样电压、由所述第二采样端获得的第二采样电压、由所述第三采样端获得的第三采样电压。本实施例提供了检测模块的另一种具体实现方式,可以分别检测出主动保险丝所在的检测回路和驱动电路是否故障。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本发明第一实施例的控制模块的示意图;
图2是本发明第一实施例中的控制单元的具体结构示意图;
图3是本发明第一实施例中的驱动电路的具体结构示意图;
图4是根据本发明第二实施例的控制模块的示意图;
图5是根据本发明第三实施例的控制模块的示意图;
图6是根据本发明第四实施例的控制模块的示意图;
图7是根据本发明第五实施例的控制模块的示意图;
图8是根据本发明第五实施例中的检测模块包括电源的具体结构示意图;
图9是根据本发明第六实施例的控制模块的示意图;
图10是根据本发明第七实施例的控制模块的示意图;
图11是根据本发明第九实施例的电路检测方法的一个例子的流程图;
图12是根据本发明第九实施例的电路检测方法的另一个例子的流程图;
图13是根据本发明第十实施例的电路检测方法的流程图;
图14是根据本发明第十一实施例的电路控制方法的流程图;
图15是根据本发明第十二实施例的电路控制方法的流程图;
图16是根据本发明第十三实施例的电路控制方法的一个例子的流程图;
图17是根据本发明第十三实施例的电路控制方法的另一个例子的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便,不应对本发明的具体实现方式构成任何限定,各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本发明的第一实施方式涉及一种控制模块,如图1所示,控制模块1包括控制单元11和驱动电路12;驱动电路12的使能端连接于控制单元11,驱动电路12的电压输出端连接于设置在高压回路中的主动保险丝2;控制单元11用于接收监测信号D,并在监测信号D为异常时输出使能信号S至驱动电路12的使能端,以使能驱动电路12;驱动电路12用于在被使能时,输出驱动电压V1至主动保险丝2,以熔断主动保险丝2。
本发明实施方式相对于现有技术而言,提供了主动保险丝的一种控制模块;控制单元在接收到异常的监测信号时,输出使能信号至驱动电路的使能端,驱动电路在被使能时,输出驱动电压至所述主动保险丝,以熔断所述主动保险丝;即可以在遇到突发情况或必要时熔断高压回路中的主动保险丝,从而有效断开高压回路。
下面对本实施方式的控制模块的实现细节进行具体的说明,以下内容仅为方便理解提供的实现细节,并非实施本方案的必须。
本实施方式可以应用在电动汽车中,电动汽车包含高压系统和低压系统。电动汽车的高压系统包括电池包、手动维护开关、常规保险丝、继电器、逆变器、高压DC-DC等元器件,高压系统中的高压回路中串联有主动保险丝2,其中该主动保险丝2可以串联在高压回路的正极或负极,图1中示意出的是主动保险丝2串联在高压回路的正极的情况。主动保险丝2例如可以为,使用火药作为断开机械结构的动力源,通过对主动保险丝2的两端施加驱动电压,在主动保险丝2的驱动端形成较大的输入电流以触发火药爆炸。然本实施例对主动保险丝2的实际结构不作任何限定,现有技术中凡是能够利用较大的输入电流进行触发熔断的智能保险丝均可用于本实施例。
电动汽车还包括低压系统,低压系统包括铅酸蓄电池、电池管理系统(低压控制部分)、整车控制器、热管理控制器等元器件。本实施例中,电动汽车的低压系统和高压系统中设置有多个监测点,以提供用于反应车辆当前的状态多种监测信号。即,本实施例中的监测信号D可以是对低压系统的监测信号,也可以是对高压系统的监测信号。
本实施例中,驱动电路12可以为具有隔离功能的供电电路,即驱动电路12具有低压侧和高压侧,控制单元11位于驱动电路12的低压侧,主动保险丝2位于驱动电路12的高压侧。具体的,驱动电路12的电压输出端位于高压侧并连接于主动保险丝2,驱动电路12的使能端位于低压侧并连接于控制单元11。其中,驱动电路12通过外部的低压电源VDD1供电。驱动电路12带有隔离功能,可以使得控制模块对高压回路中主动保险丝的控制更加安全,尽可能避免控制模块被高压击穿而损坏。然本实施例对此不作任何限制,在其他例子中,驱动电路12也可以位于高压系统中,
在一个例子中,如图2所示,控制单元11包括硬件触发电路111、微处理器112、以及逻辑电路113。硬件触发电路111的输出端连接于逻辑电路113的一个输入端,微处理器112的输出端连接于逻辑电路113的另一个输入端;逻辑电路113的输出端连接于驱动电路12。
其中,监测信号D可以包含硬件监测信号D1和软件采样信号D2。硬件监测信号D1一般是由硬件检测电路输出的,例如在遇到撞击等突发情况时,硬件检测电路会输出异常的硬件监测信号D1(该监测信号D1可以同时触发启动其他一些安全措施,如打开安全气囊等)。软件采样信号D2一般是由软件采样得到的,例如电池管理系统BMS(BATTERYMANAGEMENT SYSTEM,简称BMS)采样得到的电池包内电池单元的电压、电流、电池包内的温度,继电器状态等参数。如上述电池包内电池单元的电压、电流、电池包内的温度,属于对低压系统监测得到的监测信号,上述继电器状态为对高压系统监测得到的监测信号。
由于硬件触发电路111完全由硬件设计实现,如果处理的监测信号越难,硬件设计就越复杂,所以为了兼顾硬件设计的难易度,可以利用硬件触发电路111处理一些较为简单的信号,如由硬件检测电路产生的硬件监测信号D1;而微处理器112的处理能力较强,可以处理一些比较复杂的监测信号,如软件采样信号D2。因此,在这个例子中,硬件触发电路111用于接收硬件监测信号D1,并在硬件监测信号D1为异常时输出使能信号S;微处理器112用于接收软件采样信号D2,并在软件采样信号D2为异常时输出使能信号S。逻辑电路113被配置为,当从微处理器112和硬件触发电路111中的至少一个接收到使能信号S时,输出使能信号S至驱动电路12。其中,逻辑电路113可以为一个或门;然并不以此为限。本实施例中,如图2所示,硬件触发电路111通过连接接头con3连接至用于产生硬件监测信号D1的硬件检测电路;然并不以此为限。需要说明的是,硬件触发电路111输出的使能信号S、微处理器112输出的使能信号S、以及逻辑电路113经过逻辑运算后输出的使能信号S在电压大小等方面可以略有不同,但是均是可以使能驱动电路12的信号;例如,能够使能驱动电路12的信号的最低电压为3v,那么,硬件触发电路111输出的使能信号S的电压可以是5v,微处理器112输出的使能信号S的电压可以是4v,逻辑电路113经过逻辑运算后输出的使能信号S可以是3.5v。
一般来说,硬件触发电路111的反应速度比微处理器112的反应速度快,所以在这个例子中,对于由硬件触发而产生硬件监测信号D1的某些突发情况,硬件触发电路111可以较快地作出反应并断开高压回路。
然而,在其他例子中,控制单元11也可以只包含微处理器112,即所有的监测信号D(包含硬件监测信号D1和软件采样信号D2)均由微处理器112来接收并判断是否异常;或者,控制单元11也可以只包含硬件触发电路111,即所有的监测信号D(包含硬件监测信号D1和软件采样信号D2)均由硬件触发电路111来接收并判断是否异常,此时硬件触发电路111需要根据各监测信号D的处理需要来进行设计。
其中,驱动电路12例如为反激式变压器开关电源,如图3所示,反激式变压器开关电源包括使能开关SW1、电源器件121、变压器线圈122。电源器件121通过使能开关SW1连接于低压电源VDD1;变压器线圈122的低压侧连接于电源器件121和低压电源VDD1,即低压侧线圈的一端连接于电源器件121,且另一端通过使能开关SW1连接于低压电源VDD1;变压器线圈122的高压侧具有驱动电路12的电压输出端并用于输出驱动电压V1,即高压侧线圈的两端形成电压输出端的正极和负极,分别连接于主动保险丝2的两端。控制模块1可以通过连接接头与主动保险丝2连接,即如图1中,驱动电路12的高压侧线圈的两端通过连接接头con1、连接接头con2分别与主动保险丝2的两端连接;其中,连接接头con1、con2可以以PCB焊接、接插件、铆接、压接、键合等方式实现。
当使能开关SW1闭合,则低压电源VDD1为电源器件121和变压器线圈122供电(即为驱动电路12供电),通过电源器件121的控制使变压器线圈122的高压侧(即驱动电路12的电压输出端)输出驱动电压V1。这个例子中,使能开关SW1即为驱动电路12的使能端,控制单元11输出的使能信号S用于控制使能开关SW1的断开或闭合,从而使能或禁能该驱动电路12。
较佳的,驱动电路12还包括二极管D1和D2、电容器C1和电阻R1、电容C2、C3及二极管D3。C2和C3的作用为输出端储能和稳压作用,提高输出稳定性(可以根据实际电路设计,可以增加或减少),D3为整流二极管,防止后端出现反向电流。二极管D1和D2串联连接且方向相反,二极管D1和D2形成的串联支路的两端分别连接在变压器线圈122的低压侧的两端,以与变压器线圈122的低压侧形成电感的续流回路,可以避免变压器线圈122出现瞬间较高电压,起到保护变压器线圈122作用。电容器C1和电阻R1串联连接,且形成的串联支路的两端分别连接在变压器线圈122的低压侧的两端,可以消除变压器线圈122的漏磁现象,以起到提高效率和提高EMC性能的作用。需要说明的是,本实施例对驱动电路12的具体结构不作限制,凡是能够实现等同功能的结构均可。
主动保险丝2的熔断是取决于输入主动保险的能量的,一般情况下是电流的大小。在选型时,主动保险丝2的等效阻抗是已知的,所以可以根据所需的电流值选取合适的驱动电压V1。当驱动电路12输出驱动电压V1时,主动保险丝2的两端被施加该驱动电压V1,从而实现熔断。需要说明的时,主动保险丝2的驱动内阻通常是较小的,其允许通过的电流值通常是较大的;因此,即使在遇到突发情况导致高压回路中出现异常的大电流的情况下,主动保险丝2也不会由于该异常的大电流而被熔断;主动保险丝2只要在被控制模块1施加驱动电压V1的情况下,才会被熔断。
本发明的第二实施方式涉及一种控制模块。第二实施方式与第一实施方式大致相同,主要区别之处在于:在本发明第二实施方式中,如图4所示,主动保险丝2所在的高压回路还包含传统保险丝3,传统保险丝3和主动保险丝2均串联在高压回路中。分别位于高压回路的两极(正极和负极)。
在一个较佳的例子中,传统保险丝3和主动保险丝2分别位于高压回路的两极(正极和负极);即,传统保险丝3和主动保险丝2的其中一个位于高压回路的正极,另一个位于高压回路的负极。如图4中,主动保险丝2位于高压回路的正极,传统保险丝3高压回路的负极。
其中,传统保险丝通常被设计为:其允许通过的最大电流值大于高压回路正常工作时的最小电流值,且小于遇到突发情况时高压回路中出现的异常的大电流。因此,在遇到突发情况时,高压回路中会出现异常的大电流,在该大电流的作用下传统保险丝3被熔断;同时,主动保险丝2也可以通过本实施例中控制模块1的驱动而被熔断,从而可以使得高压回路的两极(正极和负极)均被断开,避免仅高压回路的一极被断开而另一极依然存在电压输出而导致的危险。
在另外的例子中,传统保险丝3和主动保险丝2也可以在高压回路同一极(正极或负极),可以起到双保险,作为相互备份;即如果传统保险丝3和主动保险丝2中有一个发生异常无法断开时,另一个可以将高压回路断开,极大程度地提高了安全性。
本发明的第三实施方式涉及一种控制模块。第三实施方式与第一实施方式大致相同,主要区别之处在于:如图5所示,微处理器112还用于接收硬件监测信号D1,并在硬件监测信号D1为异常时输出使能信号S。
其中,微处理器112还可以连接于硬件触发电路111的输入端,或者,微处理器112连接于用于产生的硬件监测信号D1的硬件检测电路,以接收硬件监测信号D1。本实施例中,微处理器112连接于用于产生的硬件监测信号D1的硬件检测电路,即如图5中所示,微处理器112连接在连接接头con3的左侧(远离硬件触发电路111的一侧);从而可以避免由于连接接头con3接触不良时导致无法接收到硬件监测信号D1的情况发生。
相对于硬件触发电路111而言,微处理器112的可靠性更高且可以对监测信号D作更精确的处理;微处理器112同时接收硬件监测信号D1并进行判断,可以避免由于硬件触发电路111可能发生的故障而导致未及时熔断主动保险丝2而造成的危险。
例如,在硬件监测信号D1为异常时,可能会出现下列两种情况;
情况一:硬件触发电路111较快地作出反应,识别出硬件监测信号D1为异常并输出使能信号S,驱动电路12在被使能时,输出驱动电压V1至主动保险丝2,从而熔断主动保险丝2;在硬件触发电路111作出反应后,微处理器112也作出反应(微处理器112的反应速度稍慢于硬件触发电路111的反应速度),识别出硬件监测信号D1为异常并输出使能信号S;此时主动保险丝2可能已经由于硬件触发电路111的控制而被熔断,但是微处理器112输出的使能信号S对电路控制不会有任何影响。
情况二:硬件触发电路111发生故障,即没有识别出硬件监测信号D1为异常,故没有输出使能信号S;微处理器112识别出硬件监测信号D1为异常并输出使能信号S,驱动电路12在被使能时,输出驱动电压V1至主动保险丝2,从而熔断主动保险丝2。
由上可知,在上述情况二中,在硬件触发电路111发生故障时,微处理器112能够及时作出准确的判断并熔断主动保险丝2,从而避免危险发生。
需要说明的是,本实施例也可以是在第二实施例基础上的改进。
本发明的第四实施方式涉及一种控制模块。第四实施方式与第一实施方式大致相同,主要区别之处在于:在第四实施例中,控制单元11可以控制驱动电路12和主动保险丝2之间的传输路径的通断。
如图6所示,控制模块还包括导通控制开关K1、K2和开关使能电路14。驱动电路12的电压输出端通过导通控制开关连接于主动保险丝2。具体的,电压输出端的正极通过导通控制开关K1连接于主动保险丝2的第一端B1,电压输出端的负极通过导通控制开关K2连接于主动保险丝2的第二端B2。
开关使能电路14的输入端连接于控制单元11,且输出端连接于导通控制开关K1、K2的控制端,较佳的,本实施例中,控制模块还包括第一隔离单元13,控制单元11通过第一隔离单元13连接于开关使能电路14的输入端。具体的,开关使能电路14的输入端连接于第一隔离单元13的高压侧,且输出端连接于导通控制开关K1、K2的控制端。其中,开关使能电路14具有两个输出端,分别连接于导通控制开关K1、K2的控制端(图6中以此为例示意);或者在其他例子中,开关使能电路14可以仅有一个输出端,该输出端同时连接于导通控制开关K1、K2的控制端。
控制单元11连接于第一隔离单元13的低压侧,且通过第一隔离单元13与开关使能电路14通讯;控制单元11还用于在输出使能信号S时,通过开关使能电路14控制导通控制开关K1、K2闭合,以允许驱动电压V1被输出到主动保险丝2。具体的,本实施例中,控制单元11中的微处理器112连接于第一隔离单元13的低压侧,即微处理器112通过第一隔离单元13与开关使能电路14通讯。微处理器112还连接于硬件触发电路111的输出端或者逻辑电路113的输出端,图6中示意出的是微处理器112连接于硬件触发电路111的输出端。因此,微处理器112在识别出其自己输出了使能信号S或者检测到硬件触发电路111输出了使能信号S的时候,则判定遇到了突发情况(控制单元11输出使能信号S以使能驱动电路12,驱动电路12被使能后会输出驱动电压V1),此时,微处理器112通过开关使能电路14控制导通控制开关K1、K2闭合,以允许驱动电压V1被输出到主动保险丝2。进一步的,微处理器112在识别出自己输出了使能信号S后,还可以通过对硬件触发电路111输出特定触发信号,检测硬件触发电路是否正常发出使能信号S,从而检测硬件触发电路11是否正常,即微处理器112还可以用于硬件触发电路111的检测。
本实施例中,在驱动电路12的电压输出端和主动保险丝2之间增加导通控制开关K1、K2,只有在遇到了突发情况,即控制单元12输出使能信号S时,才控制导通控制开关K1、K2闭合,以允许驱动电压V1被输出到主动保险丝2,可以避免因驱动电路12发生异常(可能在没有接收到使能信号S的情况下也输出驱动电压V1)而导致主动保险丝的误熔断。
需要说明的是,本实施例中有两个导通控制开关K1、K2,在其他例子中也可以仅有一个导通控制开关,该一个导通控制开关可以连接在电压输出端的正极和主动保险丝2的一端之间,或者,连接在电压输出端的负极和主动保险丝2的另一端之间;只要能够起到控制驱动电路12的电压输出端和主动保险丝2之间的通断即可。
另外需要说明的是,本实施例也可以是在第二或第三实施例基础上进行的改进。
本发明的第五实施方式涉及一种控制模块。第五实施方式与第四实施方式大致相同,主要区别之处在于:在第五实施例中,如图7所示,增设了第二隔离单元15和检测模块16,可以实现电路检测。
具体的,检测模块16的第一端A1连接于主动保险丝2的第一端B1,主动保险丝2的第二端B2连接于检测模块16的第二端A2,以形成主动保险丝2的检测回路。控制单元11连接于检测回路。
较佳的,本实施例中还包括第二隔离单元15,控制单元11通过第二隔离单元15连接于检测回路;即,第二隔离单元15的高压侧连接于检测回路,第二隔离单元15的低压侧连接于控制单元11。在电路检测过程中,导通控制开关K1、K2保持在断开状态且检测模块16保持在工作状态,控制单元11从检测回路获取检测信号,并根据检测信号得到检测结果。本实施例中,第二隔离单元15的低压侧连接于控制单元11中的微处理器112,即微处理器112从检测回路获取检测信号,并根据检测信号得到检测结果。其中,第二隔离单元15也可以与第一隔离单元13合并在一起形成一个整体。
本实施例中,如图8所示,检测模块16包括电源,例如可以恒流源161。第二隔离单元15为光耦合器件OM1,且光耦合器件OM1的高压侧连接在检测回路中。具体的,恒流源161的第一端A1连接于光耦合器件OM1的高压侧,且通过光耦合器件OM1的高压侧连接至主动保险丝2的第一端B1、主动保险丝2的第二端B2连接于恒流源161的第二端A2;较佳的,检测回路还可以包含电阻R2,连接在光耦合器件OM1的高压侧和主动保险丝2的第二端B2之间,电阻R2可以在恒流源161发生故障后起到一定的限流作用。本实施例中,恒流源161的第二端A2接地,然并不以此为限。需要说明的是,本实施例中的第二隔离单元15为光耦合器件OM1,仅为举例说明,并不以此为限;本实施例中的电源还可以为电压源(图未示),此时检测回路需要包含电阻R2,即电压源和电阻2需要配合使用以输出大小合适的电流,电阻2起到限流作用。
本实施例中,由于连接接头con1、con2的存在,恒流源161的第一端A1可以连接在连接接头con1靠近驱动电路12的一侧,如图中的标注点P1所在位置,恒流源161的第二端A2可以连接在连接接头con2靠近驱动电路12的一侧,如图中的标注点P2所在位置,以使得连接接头con1、con2包含在检测回路中,这样可以同时检测连接接头con1、con2的接触性能,避免由于连接接头con1、con2接触不良而导致后续遇到突发情况时主动保险丝2无法及时熔断的情况发生。
如图8中所示,在电路的检测过程中,如果检测回路中的各器件都正常,则电流流向为,恒流源161的第一端A1、光耦合器件OM1的高压侧、电阻R2、连接接头con1、主动保险丝2的第一端B1、主动保险丝2的第二端B2、连接接头con2、恒流源161的第二端A2。即,如果检测回路导通,则光耦合器件OM1的高压侧有导通电流流过,从而使光耦合器件OM1的低压侧导通;较佳的,光耦合器件OM1的低压侧通过一个电阻网络连接于微处理器112,以输出检测信号Vx。本实施例中,该电阻网络包括电阻R3和电阻R4;电阻R3的第一端连接于光耦合器件OM1的低压侧的线圈的一端且第二端连接于微处理器112,光耦合器件OM1的低压侧的线圈的另一端连接至外部的低压电源VDD2;电阻R4的第一端连接于电阻R3的第一端且第二端接地。
当微处理器112接收到检测信号Vx时,会与预设的参考值进行匹配,如果匹配成功,则表示检测信号有效,并得出电路正常的检测结果;如果匹配成功,则表示检测信号有效,并得出电路故障的检测结果。本实施例中的检测信号Vx为一个电压信号,因此该参考值为一个电压值,检测信号Vx与该参考值匹配,可以理解为检测信号Vx与该预参考值的误差在允许的范围内;或者,微处理器112可以对该检测信号Vx进行转换,得到一个数字信号(高电平为1,低电平为0),从而进行判断,例如该检测信号Vx为高电平是认为电路正常,该检测信号Vx为低电平时认为电路故障。需要说明的是,检测过程中,如果检测回路导通,检测回路中的导通电流是远小于主动保险丝2熔断所需的最小电流的,所以不会导致主动保险丝2意外熔断;即电路检测过程对主动保险丝2的状态不会产生任何影响。
另外,本实施例的图8中,恒流源161的供电端连接于一个独立的电压源,该独立的电压源输出工作电压V2至恒流源161,以使得恒流源161可以正常工作。其中,该独立的电压源可以始终输出工作电压V2至恒流源161,即恒流源161始终处于工作状态;或者,微处理器112也可以连接至该独立的电压源,只有在电路检测时才控制该独立的电压源为恒流源161供电。
较佳的,恒流源161也可以由驱动电路12供电。即,恒流源161的供电端可以连接于驱动电路12的电压输出端。一般情况下,由于驱动电路12的电压输出端输出的驱动电压V1与恒流源161所需的工作电压V2不同,因此,恒流源161的供电端可以通过一个电压调节电路(图未示)连接于驱动电路12的电压输出端;电压调节电路可以将驱动电路12输出的驱动电压V1调节为恒流源161所需的工作电压V2。
请同时参考图3,如果恒流源161由驱动电路12供电,则在电路检测时,微处理器112可以输出使能信号S以使能驱动电路12,并控制导通控制开关K1、K2处于断开状态。此时,一方面,驱动电路12被使能后输出驱动电压V1,从而为恒流源161供电;另一方面,由于导通控制开关K1、K2为断开状态,所以驱动电路12的驱动电压V1无法输出至主动保险丝2,即检测过程中主动保险丝2不会被熔断。需要说明的是,一般而言,导通控制开关K1、K2都被控制处于断开状态的,只有在遇到突发情况时,微处理器112才会通过开关使能电路14控制导通控制开关K1、K2闭合(如第四实施例中所述)。
本实施例中,检测模块16由驱动电路12供电,因此检测模块16能够正常工作即表明驱动电路12能够正常工作;从而,如果检测结果为电路正常,则可以认为主动保险丝2所在的的检测回路与驱动电路12必定都正常,如果检测结果为电路故障,则可以得到主动保险丝2所在的的检测回路与驱动电路12至必定至少有一个发生故障;因此本实施例中可以对主动保险丝2所在的的检测回路和驱动电路12实现共同检测。
本发明的第六实施方式涉及一种控制模块。第六实施方式与第五实施方式大致相同,主要区别之处在于:在第六实施例中,可以分别检测主动保险丝2所在的检测回路和驱动电路12是否存在故障。
如图9所示,检测模块16还包括第一分压单元162、第二分压单元163以及电压采样单元164。恒流源161的第一端A1通过第一分压单元162连接于主动保险丝2的第一端B1,主动保险丝2的第二端B2通过第二分压单元136连接于恒流源的第二端A2,以形成检测回路。其中,第一分压单元162、第二分压单元163可以均为分压电阻,然并不以此为限。
电压采样单元164的第一采样端连接在第一分压单元162与主动保险丝2的第一端B1之间,且用于获取第一采样电压Vf1;电压采样单元164的第二采样端连接在主动保险丝2的第二端B2与第二分压单元163之间,且用于获取第二采样电压Vf2;电压采样单元164的第三采样端连接于驱动电路12的电压输出端,且用于获取驱动电压V1;电压采样单元164的输出端连接于第二隔离单元15的高压侧,且通过第二隔离单元15与微处理器112通讯。
在电路检测过程中,微处理器112通过电压采样单元164从检测回路获取检测信号,其中,检测信号包括由第一采样端获得的第一采样电压Vf1、由第二采样端获得的第二采样电压Vf2、由第三采样端获得的第三采样电压V1。然后,微处理器112根据检测信号得到检测结果;其中,微处理器112可以根据第一采样电压Vf1和第二采样电压Vf2来判断主动保险丝2所在的检测回路是否故障,且可以根据第三采样电压V1来判断驱动电路12是否故障,可以根据单独的第二采样电压Vf2和第二分压单元的阻值可以判断恒流源是否故障。具体的,第一采样电压Vf1和第二采样电压Vf2均为有效,则得出检测回路正常的检测结果;第一采样电压Vf1无效和/或第二采样电压Vf2无效,则得出检测回路故障的检测结果;第三采样电压V1有效,则得出隔离供电12电路正常的检测结果;第三采样电压V1无效,则得出驱动电路12故障的检测结果。
其中,可以预先设定第一电压参考值、第二电压参考值以及第三电压参考值;第一采样电压Vf1为有效,可以理解为第一采样电压Vf1与第一电压参考值这两者匹配;第二采样电压Vf2为有效,可以理解为第二采样电压Vf2与第二电压参考值这两者匹配;第三采样电压V1为有效,可以理解为第三采样电压V1与第三电压参考值这两者匹配。另外,这里的两者匹配可以理解为,两者的差值在允许的误差范围内。
可以理解为,第一采样电压Vf1与第一电压参考值这两者匹配,且第二采样电压Vf2与第二电压参考值这两者匹配。第三采样电压V1为有效,可以理解为,第三采样电压V1与第三电压参考值这两者匹配。这里的两者匹配可以理解为,两者相等或两者的差值在允许的误差范围内。
本实施例中,不管检测模块16中的恒流源161是否由驱动电路12输出的驱动电压供电,检测模块16都可以分别检测出主动保险丝2所在的检测回路和驱动电路12是否故障。
本发明的第七实施方式涉及一种控制模块,第七实施方式与第四实施方式大致相同,主要区别之处在于:在第七实施例中,控制模块还包括开关诊断电路,用于对导通控制开关进行诊断。
本实施例中的开关诊断电路与导通控制开关的数量相等,如图10所示,两个开关诊断电路17、18分别对应于导通控制开关K1、K2;每个开关诊断电路包括检测电源和采样单元,检测电源的第一端连接于控制单元,检测电源的第二端连接于导通控制开关的第一端,采样单元的第一端连接于导通控制开关的第二端,采样单元的第二端连接于控制单元。
图10中,开关诊断电路17包括检测电源171和采样单元172,检测电源171的第一端连接于控制单元中的微处理器112,检测电源171的第二端连接于导通控制开关K1的第一端,采样单元172的第一端连接于导通控制开关K1的第二端,采样单元172的第二端连接于微处理器112。同样的,开关诊断电路18包括检测电源181和采样单元182,检测电源181的第一端连接于控制单元中的微处理器112,检测电源181的第二端连接于导通控制开关K2的第一端,采样单元182的第一端连接于导通控制开关K2的第二端,采样单元182的第二端连接于微处理器112。图10中的标号K1-1、K1-2、K2-1、K2-2,表示相同的标号对应连接。
较佳的,开关诊断电路还可以通过隔离单元连接至控制单元;具体的,如图10中,检测电源171通过第三隔离单元173连接至微处理器112,采样单元172通过第四隔离单元174连接至微处理器112;检测电源181通过第五隔离单元183连接至微处理器112,采样单元182通过第六隔离单元184连接至微处理器112。
微处理器112用于通过开关诊断电路诊断导通控制开关是否正常。如下以导通控制开关K1的诊断为例进行具体说明。微处理器112控制检测电源171工作并通过开关使能电路14控制导通控制开关K1闭合,检测电源171工作时输出检测电压至导通控制开关K1,采样单元172用于采集导通控制开关K1的检测电流,并将检测电流反馈至微处理器112;微处理器112根据检测电流确定导通控制开关是否正常;如微处理器112内预设有一个电流阈值,当检测电流大于或等于该电流阈值时,诊断出该导通控制开关为正常;当检测电流小于该电流阈值时,诊断出该导通控制开关为非正常,此时可以发出提示信息,以告知用户。本实施例对微处理器112根据检测电流确定导通控制开关是否正常的具体方式不作任何限定,以上仅是举例说明。
其中,微处理器112可以定期对导通控制开关进行诊断,以避免在需要驱动主动保险丝2熔断时,出现由于导通控制开关无法导通,造成主动保险丝2无法熔断的风险。
需要说明的是,本实施例也可以是在第五或第六实施例基础上进行的改进。
本发明的第八实施方式涉及一种电池管理系统BMS,包括上述任一实施例所述的控制模块。即,控制模块设置在BMS中,作为BMS的一个功能模块。
值得一提的是,上述各实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块,在实际应用中,一个逻辑单元可以是一个物理单元,也可以是一个物理单元的一部分,还可以以多个物理单元的组合实现。此外,为了突出本发明的创新部分,本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入,但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
本发明的第九实施方式涉及一种电路检测方法,应用于第五实施例所述的控制模块。
在一个例子中,请一并参考图7、图8和图11;其中图11所示为第九实施例的电路检测方法的一个例子的流程图,具体如下。
步骤101,在导通控制开关保持在断开状态且检测模块保持在工作状态的情况下,控制单元从检测回路接收检测信号;
步骤102,控制单元根据检测信号得到检测结果。
一般而言,电动汽车在上电启动时,都会进行电路检测,其目的在于,在电动汽车使用之前,确认高压回路中的主动保险丝2所在的检测回路处于正常状态,因为只有主动保险丝2所在的检测回路处于正常状态,才能确保在电动汽车的使用过程中发生突发情况时,驱动电路12输出的驱动信号V1被输出至主动保险丝2,以熔断该主动保险丝2。
其中,电动汽车在上电启动时,导通控制开关K1和K2被预置为断开状态,且如果检测模块16使用独立的电压源供电,则在电动汽车在上电启动时可以该独立的电压源可以直接为检测模块16。也就是说,在电动汽车在上电启动后,控制模块中的导通控制开关K1和K2保持在断开状态且检测模块16保持在工作状态;这种情况下,电动汽车在上电启动后,在进行电路检测时,微控制器112可以直接从检测回路接收检测信号。
其中,步骤102具体包括:
子步骤1021,控制单元判断检测信号是否有效;若是,则进入子步骤1022;若否,则进入子步骤1023。
子步骤1022,得出电路正常的检测结果。
子步骤1023,得出电路故障的检测结果。
如图8中所示的,若检测回路导通,则检测回路中存在导通电流,光耦合器件OM1的高压侧采集到导通电流,若检测回路未导通,则检测回路中不存在导通电流,光耦合器件OM1无法采集到导通电流。光耦合器件OM1的低压侧通过与高压侧耦合才能输出检测信号Vx至微处理器112;因此,在导通电流存在和不存在的情况下,检测信号Vx是不同的。微控制器112与第二隔离单元15连接的一端始终处于接收状态以检测信号Vx。微控制器112会判断接收的检测信号Vx是否有效;具体的,微处理器112内部预设有一个参考值,微控制器112会判断检测信号Vx与该参考值是否匹配成功;如果匹配成功,则表示检测信号有效,并得出电路正常的检测结果;如果匹配成功,则表示检测信号有效,并得出电路故障的检测结果。本实施例中的检测信号Vx为一个电压信号,因此该参考值为一个电压值,检测信号Vx与该预设的参考值匹配,可以理解为检测信号Vx与该参考值的误差在允许的范围内。
其中,在检测模块16使用独立的电压源供电的情况下,这里得到的检测结果只能判断出主动保险丝2所在的检测回路是否故障,即这里所述的得到电路故障的检测结果中的电路故障,仅指主动保险丝2所在的检测回路故障。
在另一个例子中,恒流源161由驱动电路12供电。请一并参考图7、图8和图12,其中图12所示为本实施例的电路检测方法的另一个例子的流程图;与图11相比,在步骤101之前还包含步骤100,具体如下。
步骤100,控制单元输出使能信号至驱动电路的使能端;其中,驱动电路被使能后,通过电压输出端输出驱动电压至检测模块的供电端,以使检测模块保持在工作状态。
具体的,在电动汽车上电启动后,微控制器112输出使能信号S至驱动电路12,以使能驱动电路12。驱动电路12被使能后输出驱动电压V1,从而可以为检测模块16(即图8中的恒流源161)供电,从而使检测模块16保持在工作状态。
如果驱动电路12发生故障,则无法输出驱动电压V1,无法为检测模块16供电,则检测模块16无法工作,那么即使检测回路中的其他元器件(例如主动保险丝2、连接接头con1、con2、传输导线等)都是正常的,检测回路中也不可能有导通电流,即会导致最后的检测结果是电路故障。因此,当恒流源161由驱动电路12供电时,电路检测方法可以对驱动电路12和主动保险丝2所在的检测回路实现共同检测。
另外需要说明的是,如果检测模块16使用独立的电压源供电,且在电动汽车在上电启动时该独立的电压源未被使能,即只有在需要电路检测时,才使能该独立的电压源为检测模块16,那么,在步骤101之前,微控制器112也需要使能该独立的电压源,以使得检测模块16进入工作状态;并且,由于该独立的电压源位于高压侧,微控制器112可以通过另外的一个隔离单元来对该独立的电压源实现控制。
由于本实施方式为与第五实施方式相对应的方法实施例,本实施方式可与第五实施方式互相配合实施。第五实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第五实施方式中。
本发明的第十实施方式涉及一种电路检测方法,第十实施方式与第九实施方式大致相同,主要区别之处在于:在所述第十实施例,检测模块16可以分别识别出驱动电路12和主动保险丝2所在的检测回路是否存在故障。本实施例的电路检测方法应用于第六实施例所述的控制模块,请一并参考图9和图13;其中图13所示为第十实施例的电路检测方法的流程图,具体如下。
步骤200,控制单元输出使能信号至驱动电路的使能端;其中,驱动电路被使能后,通过电压输出端输出驱动电压至检测模块的供电端,以使检测模块保持在工作状态。
其中,步骤200与步骤100大致相同,此处不再赘述。
步骤201,在导通控制开关保持在断开状态且检测模块保持在工作状态的情况下,控制单元从检测回路接收检测信号。
其中,检测信号包括由所述第一采样端获得的第一采样电压Vf1、由第二采样端获得的第二采样电压Vf2、由第三采样端获得的第三采样电压Vf3;
步骤202,控制单元根据检测信号得到检测结果;步骤202具体包括如下子步骤:
子步骤2021,控制单元判断第一采样电压和第二采样电压是否均为有效;若是,则进入子步骤2022;若否,则进入子步骤2023。
子步骤2022,得出检测回路正常的检测结果。
子步骤2023,得出检测回路故障的检测结果。
子步骤2024,控制单元判断第三采样电压是否为有效;若是,则进入子步骤2025;若否,则进入子步骤2026。
子步骤2025,得出驱动电路正常的检测结果。
子步骤2026,得出驱动电路故障的检测结果。
本实施例中,可以预先设定第一电压参考值、第二电压参考值以及第三电压参考值;第一采样电压Vf1和第二采样电压Vf2均为有效,可以理解为,第一采样电压Vf1与第一电压参考值这两者匹配,且第二采样电压Vf2与第二电压参考值这两者匹配。第三采样电压V1为有效,可以理解为,第三采样电压V1与第三电压参考值这两者匹配。这里的两者匹配可以理解为,两者的差值在允许的误差范围内。
需要强调的是,子步骤2021和子步骤2024的执行顺序不分先后,也可以同时执行。另外需要强调的是,本实施例的图13是在图12的基础上作出的改进,然并不以此为限,也可以是在图11的基础上进行改进。
由于本实施方式为与第六实施方式相对应的方法实施例,本实施方式可与第六实施方式互相配合实施。第六实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第六实施方式中。
本发明的第十一实施方式涉及一种电路控制方法,应用于第一至三任一实施例所述的控制模块,请一并参考图1~5和图14;其中图14所示为第十一实施例的电路控制方法的流程图,具体如下。
步骤301,控制单元判断接收到的监测信号是否为异常;若是,则进入步骤302;若否,则重复步骤301。
步骤302,控制单元输出使能信号至驱动电路的使能端,以使能驱动电路;其中,驱动电路在被使能时输出驱动电压。
其中,驱动电压V1被施加在主动保险丝2上,从而使得主动保险丝2熔断。
即,在电动汽车的正常使用中,控制单元如果判断出监测信号D(包括D1、D2)出现异常,则会进入安全控制步骤,这里的安全控制步骤即为上述步骤302。
由于本实施方式为与第一至三任一实施方式相对应的方法实施例,本实施方式可与第六实施方式互相配合实施。第一至三任一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一至三任一实施方式中。
本发明的第十二实施方式涉及一种电路控制方法,第十二实施方式与第十一实施方式大致相同,主要区别之处在于:请参考图6,在本发明第十二实施方式中,控制模块还包含导通控制开关K1、K2、开关使能电路14以及第一隔离单元13;驱动电路12的电压输出端通过导通控制开关K1、K2连接于主动保险丝2;开关使能电路14的输入端连接于第一隔离单元13的高压侧,且输出端连接于导通控制开关K1、K2的控制端;控制单元11中的微处理器112连接于第一隔离单元13的低压侧,且通过第一隔离单元13与开关使能电路13通讯。
如图15所示为第十二实施例的电路控制方法的流程图,具体如下。
步骤401,控制单元判断接收到的监测信号是否为异常;若是,则进入步骤402;若否,则重复步骤401。此步骤与图14中的步骤301大致相同,此处不再赘述。
步骤402,控制单元输出使能信号至驱动电路的使能端,以使能驱动电路;其中,驱动电路在被使能时输出驱动电压。此步骤与图14中的步骤302大致相同,此处不再赘述。
步骤403,控制单元通过开关使能电路控制导通控制开关闭合,以允许驱动电压被输出到主动保险丝。
步骤404,控制单元在等待预设时长后,通过开关使能电路控制导通控制开关断开。
由于本实施例的控制模块1增设了导通控制开关K1、K2,所以在使能驱动电路12时,还需要控制导通控制开关K1、K2,才能使得驱动电压V1被输出到主动保险丝2,以实现主动保险丝2的熔断,并在预设时长后,控制导通控制开关K1、K2断开。由于驱动电路的功率比较大,连续施加可能会导致温度过高,甚至导致进一步损坏(如损坏周围其他器件),因此需要在预设时长后控制开关K1、K2断开;其中,预设时长可以为本领域技术人员根据经验得到的主动保险丝2完全熔断所需的施加驱动电压V1的时长。本实施例中,安全控制步骤包括步骤402、步骤403及步骤404。需要强调的是,步骤402和步骤403的执行顺序不分先后。
由于本实施方式为与第四实施方式相对应的方法实施例,本实施方式可与第四实施方式互相配合实施。第四实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第四实施方式中。
本发明的第十三实施方式涉及一种电路控制方法,第十三实施方式与第十二实施方式大致相同,主要区别之处在于:请一并参考图7~9以及图16,在本实施例中,还可以检测主动保险丝2是否被熔断成功。其中,图16是根据本实施例的电路控制方法的一个例子的流程图,具体包含如下步骤。
步骤501,控制单元判断接收到的监测信号是否为异常;若是,则进入步骤502,即进入安全控制步骤;若否,则重复步骤501。此步骤与图15中的步骤401大致相同,此处不再赘述。
步骤502,控制单元输出使能信号至驱动电路的使能端,以使能驱动电路;其中,驱动电路在被使能时输出驱动电压。此步骤与图15中的步骤402大致相同,此处不再赘述。
步骤503,控制单元通过开关使能电路控制导通控制开关闭合,以允许驱动电压被输出到主动保险丝。此步骤与图15中的步骤403大致相同,此处不再赘述。
步骤504,控制单元在等待预设时长后,通过开关使能电路控制导通控制开关断开。此步骤与图15中的步骤404大致相同,此处不再赘述。
步骤505,控制单元基于上述电路检测方法进行电路检测,并得到检测结果;若检测结果为电路正常或者检测回路正常,则控制单元重复安全控制步骤。
其中,安全控制步骤包括上述步骤502~步骤504。
具体的,在步骤505中,若控制单元基于上述电路检测方法进行电路检测,则在检测结果为检测回路正常时,重复安全控制步骤。由于当检测结果为电路正常或者为检测回路正常时,表示主动保险丝2所在的检测回路正常导通,即主动保险丝2没有被熔断;为了避免危险,所以要重新执行安全控制步骤,以再次对主动保险丝2进行熔断。如果检测结果为电路故障或者为检测回路故障,则表示主动保险丝2已被熔断。
较佳的,如图17所示的另一个例子中,步骤504之后,还可以包括:
步骤504-1,记录安全控制步骤被重复执行的次数;
在步骤505之后,若检测结果为正常,还包括:
步骤505-1,判断被执行的次数是否达到预设次数,若是,则进入步骤505-2,若否,则重复安全控制步骤,即返回步骤502。
步骤505-2,上报表征熔断失败的信息。
需要说明的是,电动汽车在上电启动后,都会对基于第八或第九实施例的电路检测方法对电路进行检测,本实施例中也是这样;即,在电动汽车使用前,已经通过电路检测确认了电路是能够正常工作的,即如果遇到突发情况,驱动电路12是将驱动电压V1施加到主动保险丝2上以实现熔断的。这里的步骤505是对安全控制步骤(步骤502~步骤504)是否执行成功进行检测(主动保险丝2是否已被熔断),因此,步骤505中的检测结果如果为电路故障或者为检测回路故障,则可以认为是主动保险丝2已被熔断。
需要说明的是,本实施例也可以是在第十一实施例基础上的改进。
由于本实施方式为与第九或第十实施方式相对应的方法实施例,本实施方式可与第九或第十实施方式互相配合实施。第九或第十实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第九或第十实施方式中。
上面各种方法的步骤划分,只是为了描述清楚,实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分,分解为多个步骤,只要包括相同的逻辑关系,都在本专利的保护范围内;对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计,但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (20)
1.一种控制模块,其特征在于,包括:控制单元和驱动电路;所述驱动电路的使能端连接于所述控制单元,所述驱动电路的电压输出端连接于设置在高压回路中的主动保险丝;
所述控制单元用于接收监测信号,并在所述监测信号为异常时输出使能信号至所述驱动电路的使能端,以使能所述驱动电路;
所述驱动电路用于在被使能时,输出驱动电压至所述主动保险丝,以熔断所述主动保险丝;所述控制单元包括微处理器;所述微处理器用于接收所述监测信号,并在所述监测信号为异常时输出所述使能信号;
所述控制单元还包括硬件触发电路和逻辑电路;所述监测信号包括硬件监测信号和软件采样信号;
所述硬件触发电路的输出端连接于所述逻辑电路的一个输入端,所述微处理器的输出端连接于所述逻辑电路的另一个输入端;所述逻辑电路的输出端连接于所述驱动电路;
所述硬件触发电路用于接收所述硬件监测信号,并在所述硬件监测信号为异常时输出所述使能信号;
所述微处理器用于接收所述软件采样信号,并在所述软件采样信号为异常时输出所述使能信号;
所述微处理器还用于接收所述硬件监测信号,并在所述硬件监测信号为异常时输出所述使能信号;
所述逻辑电路被配置为,当从所述微处理器和所述硬件触发电路中的至少一个接收到所述使能信号时,输出所述使能信号至所述驱动电路。
2.根据权利要求1所述的控制模块,其特征在于,所述高压回路还包含传统保险丝,所述传统保险丝和所述主动保险丝分别位于所述高压回路的两极。
3.根据权利要求1所述的控制模块,其特征在于,所述控制模块还包含导通控制开关和开关使能电路;
所述驱动电路的电压输出端通过所述导通控制开关连接于所述主动保险丝;
所述开关使能电路的输入端连接于所述控制单元,且输出端连接于所述导通控制开关的控制端;
所述控制单元还用于在输出所述使能信号时,通过所述开关使能电路控制所述导通控制开关闭合,以允许所述驱动电压被输出到所述主动保险丝。
4.根据权利要求3所述的控制模块,其特征在于,所述控制模块还包含检测模块;
所述检测模块的第一端连接于所述主动保险丝的第一端,所述主动保险丝的第二端连接于所述检测模块的第二端,以形成所述主动保险丝的检测回路;
所述控制单元连接于所述检测回路;
在电路检测过程中,所述导通控制开关保持在断开状态且所述检测模块保持在工作状态,所述控制单元从所述检测回路获取检测信号,并根据所述检测信号得到检测结果。
5.根据权利要求4所述的控制模块,其特征在于,所述检测模块的供电端连接于所述驱动电路的电压输出端;
在电路检测过程中,所述控制单元用于输出所述使能信号至所述驱动电路的使能端,所述驱动电路被使能后,通过所述电压输出端输出所述驱动电压至所述检测模块的供电端,以使所述检测模块保持在工作状态。
6.根据权利要求4或5所述的控制模块,其特征在于,所述检测模块包括电源;所述电源的第一端连接于所述主动保险丝的第一端、所述主动保险丝的第二端连接于所述电源的第二端。
7.根据权利要求6所述的控制模块,其特征在于,所述控制模块还包含第一隔离单元和第二隔离单元;
所述控制单元通过所述第一隔离单元连接于所述开关使能电路的输入端,所述控制单元通过所述第二隔离单元连接于所述检测回路。
8.根据权利要求7所述的控制模块,其特征在于,所述第二隔离单元连接在所述检测回路中;
所述控制单元用于在判断出所述检测信号为有效时,得出电路正常的检测结果,并在判断出所述检测信号为无效时,得出电路故障的检测结果。
9.根据权利要求7所述的控制模块,其特征在于,所述检测模块还包括第一分压单元、第二分压单元以及电压采样单元;
所述电源的第一端通过所述第一分压单元连接于所述主动保险丝的第一端,所述主动保险丝的第二端通过所述第二分压单元连接于所述电源的第二端,以形成所述检测回路;
所述电压采样单元的第一采样端连接在所述第一分压单元与所述主动保险丝的第一端之间,第二采样端连接在所述主动保险丝的第二端与所述第二分压单元之间,第三采样端连接于所述驱动电路的电压输出端;所述电压采样单元的输出端连接于所述第二隔离单元,且通过所述第二隔离单元与所述控制单元通讯;
所述控制单元用于通过所述电压采样单元从所述检测回路获取所述检测信号,并根据所述检测信号得到所述检测结果;其中,所述检测信号包括由所述第一采样端获得的第一采样电压、由所述第二采样端获得的第二采样电压、由所述第三采样端获得的第三采样电压。
10.根据权利要求3所述的控制模块,其特征在于,所述控制模块还包含开关诊断电路,连接于所述控制单元和所述导通控制开关;所述控制单元用于通过所述开关诊断电路诊断所述导通控制开关是否正常。
11.根据权利要求10所述的控制模块,其特征在于,所述开关诊断电路包括检测电源和采样单元,所述检测电源的第一端连接于所述控制单元,所述检测电源的第二端连接于所述导通控制开关的第一端,所述采样单元的第一端连接于所述导通控制开关的第二端,所述采样单元的第二端连接于所述控制单元;
所述控制单元用于控制所述检测电源工作且控制所述导通控制开关闭合,所述检测电源工作时输出检测电压至所述导通控制开关,所述采样单元用于采集所述导通控制开关的检测电流,并将所述检测电流反馈至所述控制单元;所述控制单元用于根据所述检测电流确定所述导通控制开关是否正常。
12.一种电池管理系统,其特征在于,包括权利要求1至11中任一项所述的控制模块。
13.一种电路检测方法,其特征在于,应用于权利要求4所述的控制模块,所述电路检测方法包括:
在所述导通控制开关保持在断开状态且所述检测模块保持在工作状态的情况下,所述控制单元从所述检测回路接收检测信号;
所述控制单元根据所述检测信号得到检测结果。
14.根据权利要求13所述的电路检测方法,其特征在于,所述检测模块的供电端连接于所述驱动电路的电压输出端;所述电路检测方法还包括:
所述控制单元输出所述使能信号至所述驱动电路的使能端;其中,所述驱动电路被使能后,通过所述电压输出端输出所述驱动电压至所述检测模块的供电端,以使所述检测模块保持在工作状态。
15.根据权利要求13或14所述的电路检测方法,其特征在于,所述检测模块包括电源;所述电源的第一端连接于所述主动保险丝的第一端、所述主动保险丝的第二端连接于所述电源的第二端;所述控制单元连接在所述检测回路中;
所述控制单元根据所述检测信号得到检测结果,包括:
所述控制单元判断所述检测信号是否有效;若是,则得出电路正常的检测结果;若否,则得出电路故障的检测结果。
16.根据权利要求13所述的电路检测方法,其特征在于,所述检测模块包括电源、第一分压单元、第二分压单元以及电压采样单元;所述电源的第一端通过所述第一分压单元连接于所述主动保险丝的第一端,所述主动保险丝的第二端通过所述第二分压单元连接于所述电源的第二端,以形成所述检测回路;所述电压采样单元的第一采样端连接在所述第一分压单元与所述主动保险丝的第一端之间,第二采样端连接在所述主动保险丝的第二端与所述第二分压单元之间,第三采样端连接于所述驱动电路的电压输出端;所述电压采样单元的输出端连接于所述控制单元;
所述控制单元从所述检测回路接收检测信号,具体为,所述控制单元通过所述电压采样单元从所述检测回路获取所述检测信号;其中,所述检测信号包括由所述第一采样端获得的第一采样电压、由所述第二采样端获得的第二采样电压、由所述第三采样端获得的第三采样电压;
所述控制单元根据所述检测信号得到检测结果,包括:
所述控制单元判断所述第一采样电压和所述第二采样电压是否均为有效;若是,则得出所述检测回路正常的检测结果;若否,则得出所述检测回路故障的检测结果;
所述控制单元判断所述第三采样电压是否为有效;若是,则得出所述驱动电路正常的检测结果;若否,则得出所述驱动电路故障的检测结果。
17.一种电路控制方法,其特征在于,应用于权利要求1~2中任一项所述的控制模块,所述电路控制方法包括:
所述控制单元判断接收到的所述监测信号是否为异常;若所述监测信号为异常,则进入安全控制步骤;
所述安全控制步骤包括:
所述控制单元输出所述使能信号至所述驱动电路的使能端,以使能所述驱动电路;其中,所述驱动电路在被使能时输出所述驱动电压。
18.根据权利要求17所述的电路控制方法,其特征在于,所述控制模块还包含导通控制开关和开关使能电路;所述驱动电路的电压输出端通过所述导通控制开关连接于所述主动保险丝;所述开关使能电路的输入端连接于所述控制单元,且输出端连接于所述导通控制开关的控制端;
所述安全控制步骤,还包括:
所述控制单元通过所述开关使能电路控制所述导通控制开关闭合,以允许所述驱动电压被输出到所述主动保险丝;
所述控制单元在等待预设时长后,通过所述开关使能电路控制所述导通控制开关断开。
19.根据权利要求18所述的电路控制方法,其特征在于,所述安全控制步骤中,在所述控制单元在等待预设时长后,通过所述开关使能电路控制所述导通控制开关断开之后,还包括:
所述控制单元基于权利要求15或16所述的电路检测方法进行电路检测,并得到检测结果;若所述检测结果为所述电路正常或者所述检测回路正常,则所述控制单元重复所述安全控制步骤。
20.根据权利要求19所述的电路控制方法,其特征在于,在所述安全控制步骤之后,还包括:记录所述安全控制步骤被执行的次数;
在所述检测结果为所述电路正常或者所述检测回路正常之后,还包括:判断所述被执行的次数是否达到预设次数;若是,则上报表征熔断失败的信息;若否,则进入所述控制单元重复所述安全控制步骤的步骤。
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