CN110473742B - 高压继电器控制电路、电池管理系统及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压继电器控制电路、电池管理系统及电子装置，所述高压继电器控制电路包括第一信号输入模块、第二信号输入模块、第一选择模块、第二选择模块、第一开关模块、第二开关模块和延时关断模块，当使能信号处于第一状态时能够使高压继电器吸合，当使能信号由第一状态变为第二状态时，可以延长高压继电器吸合的时间，从而可以在提供第一控制信号、第二控制信号的控制器发生故障或者高压继电器的正常控制逻辑发生不可预知的失效时，保证高压继电器在控制器复位恢复这段时间内保持吸合，从而避免高压继电器意外中断，使高压继电器不发生拉弧现象，降低了高压继电器损坏的风险；所述电池管理系统及电子装置具有所述高压继电器控制电路。

Description

高压继电器控制电路、电池管理系统及电子装置

技术领域

本发明涉及高压继电器控制技术领域，尤其涉及一种高压继电器控制电路、电池管理系统及电子装置。

背景技术

近年来，在国家战略布局下，国内电动汽车的得到了迅猛发展，但市场和技术不成熟，也暴露出许多问题，其中安全问题尤为突出。高压继电器是电动汽车的电池管理系统((Battery Management System,以下简称BMS)最为重要的执行器，影响整车的安全性和动力性。所以，安全完善的高压继电器控制已然成为了当今BMS的核心技术之一。

高压继电器意外中断(即非期望中断)是最为常见且后果最为严重的继电器失效模式，在电动汽车上具体表现为：继电器带载意外切断，导致继电器拉弧，从而引发继电器温度升高甚至继电器爆炸的风险。导致高压继电器意外望中断的原因主要包括：BMS控制器故障、不合理的控制策略、高压继电器质量问题等。目前市场上也有高性能的防爆高压继电器，但价格昂贵，在电动汽车低成本的市场趋势下，很难得到广泛应用，整车企业更倾向于从合理的控制策略及高质量的BMS控制器方面解决高压继电器意外中断的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压继电器控制电路、电池管理系统及电子装置，能够解决一些高压继电器意外中断的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种高压继电器控制电路，包括：

依次串联的第一信号输入模块、第一选择模块和第一开关模块，所述第一信号输入模块用于在一使能信号处于第一状态时将第一控制信号传输至所述第一选择模块，所述第一开关模块还连接一电池包和一高压继电器，用于在所述第一选择模块输出的信号的控制下建立、保持或延时关断所述电池包和所述高压继电器之间的第一通路；

依次串联的第二信号输入模块、第二选择模块和第二开关模块，所述第二信号输入模块用于在所述使能信号处于第一状态时将第二控制信号传输至所述第二选择模块，所述第二开关模块还连接所述高压继电器和地，用于在所述第二选择模块输出的信号的控制下建立、保持或延时关断所述高压继电器和地之间的第二通路；

同时连接所述第一选择模块和第二选择模块的延时关断模块，用于在所述使能信号由所述第一状态变为第二状态时输出相应的延时控制信号给所述第一选择模块和第二选择模块，以控制所述第一通路和所述第二通路的延时关断。

可选的，所述延时关断模块包括储能电容、电阻、电容充电支路和电容放电支路；所述电容充电支路的一端和所述电容放电支路的一端以及所述储能电容的上极板连接，所述电容充电支路的另一端接一电源电压，用于在所述使能信号处于第一状态时通过所述电源电压对所述储能电容进行充电，并在所述使能信号处于第二状态时停止对所述储能电容的充电；所述电容放电支路的另一端接地，用于在所述使能信号处于第一状态且所述高压继电器处于下电状态时对所述储能电容进行放电；所述储能电容和所述电阻并联而构成RC延时支路，用于在所述使能信号由第一状态变为第二状态后输出相应的延时控制信号给所述第一选择模块和第二选择模块，以控制所述第一通路和所述第二通路的延时关断。

可选的，所述电容充电支路和所述电容放电支路包括连接在一起的两个反型的MOS晶体管或者三极管。

可选的，所述第一信号输入模块包括第一与门或第一与非门，所述第一与门或第一与非门的一个输入端接收所述使能信号，所述第一与门或第一与非门的另一个输入端接收所述第一控制信号，所述第一与门或第一与非门的输出端连接所述第一选择模块。

可选的，所述第二信号输入模块包括第二与门或第二与非门，所述第二与门或第二与非门的一个输入端接收所述使能信号，所述第二与门或第二与非门的另一个输入端接收所述第二控制信号，所述第二与门或第二与非门的输出端连接所述第二选择模块。

可选的，所述第一选择模块包括第一或门或者两个第一二极管，所述第一或门的一个输入端连接所述第一信号输入模块，所述第一或门的另一个输入端连接所述延时关断模块，所述第一或门的输出端连接所述第一开关模块；所述两个第一二极管中的一个第一二极管连接在所述第一信号输入模块和所述第一开关模块之间，另一个第一二极管连接在所述延时关断模块和所述第一开关模块之间。

可选的，所述第二选择模块包括第二或门或者两个第二二极管，所述第二或门的一个输入端连接所述第二信号输入模块，所述第二或门的另一个输入端连接所述延时关断模块，所述第二或门的输出端连接所述第二开关模块；所述两个第二二极管中的一个第二二极管连接在所述第二信号输入模块和所述第二开关模块之间，另一个第二二极管连接在所述延时关断模块和所述第二开关模块之间。

可选的，所述第一开关模块包括栅极连接所述第一选择模块的第一MOS晶体管，和/或，所述第二开关模块包括栅极连接所述第二选择模块的第二MOS晶体管。

本发明还提供一种电池管理系统，包括控制器、电池包、高压继电器以及上述的高压继电器控制电路，所述控制器用于向所述高压继电器控制电路提供所述第一控制信号、第二控制信号和所述使能信号，所述电池包与所述高压继电器控制电路的第一开关模块连接，所述高压继电器分别连接所述高压继电器控制电路的第一开关模块和第二开关模块。

本发明还提供一种电子装置，包括上述的电池管理系统。

可选的，所述电子装置为电动汽车。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

1、本发明的高压继电器控制电路中，当使能信号处于第一状态时，可以依次通过第一信号输入模块、第一选择模块以及第一开关模块向高压继电器的一边传递第一控制信号，同时依次第二信号输入模块、第二选择模块以及第二开关模块向高压继电器的另一边传递第二控制信号，以使高压继电器吸合，当使能信号由第一状态变为第二状态时，可以通过延时关断模块经第一选择模块、第一开关模块和第二选择模块、第二开关模块向高压继电器的两边继续传递控制信号，延长高压继电器吸合的时间，从而可以在提供第一控制信号、第二控制信号的控制器发生故障或者高压继电器的正常控制逻辑发生不可预知的失效时，保证高压继电器在控制器等复位恢复这段时间内保持吸合，从而避免高压继电器意外中断，使高压继电器不发生拉弧现象，降低了高压继电器损坏的风险。

2、本发明的电池管理系统及电子装置，由于采用了本发明的高压继电器控制电路，运行的安全性更高。

附图说明

图1是一种高压继电器控制电路的电路结构示意图；

图2本发明的高压继电器控制电路的系统模块示意图；

图3本发明一具体实施例的高压继电器控制电路的电路结构示意图；

图4是图3所示的高压继电器控制电路在MCU成功复位过程中电气信号示意图；

图5是图3所示的高压继电器控制电路在MCU复位失败过程中的电气信号示意图；

图6是本发明又一具体实施例的高压继电器控制电路的电路结构示意图；

图7是本发明具体实施例的电池管理系统的模块结构示意图。

具体实施方式

请参考图1，一种高压继电器控制电路包括高边S1开关和低边S2开关，高边S1开关和低边S2开关为电池管理控制器(以下简称BMC)内部的开关，用于共同控制高压继电器，S1和S2分别由第一控制信号C1、第二控制信号C2来控制，C1、C2的信号来源是BMC控制器的MCU(未图示)，另外S1和S2还有个共同的使能信号WDA，控制信号C1、C2和WDA信号可以通过相应的与门输入到S1和S2，WDA信号代表了所述MCU的工作状态，MCU正常时，WDA信号为高电平、MCU不正常时，WDA信号为低电平，且只有当WDA信号为高电平时C1和C2才可以控制S1和S2，当高边S1开关和低边S2开关同时导通时，高压继电器吸合，使电池包BAT为整个系统供电。

由于电子器件自身的特点，MCU作为复杂逻辑器件，在工作过程中会出现各种硬件或者软件错误，使MCU处于故障状态或者用于控制高压继电器的C1和C2的正常控制逻辑发生不可预知的失效，从而使WDA信号变为低电平，同时会使MCU进行复位操作。但是在MCU复位的这段时间内，高压继电器会意外中断(或者说意外脱开)，发生拉弧现象，引发继电器温度升高甚至继电器爆炸的风险。

基于此，本发明提供一种高压继电器控制电路、电池管理系统及电子装置，在WDA信由高电平变为低电平(例如MCU发生故障或用于控制高压继电器的C1和C2的正常控制逻辑发生不可预知的失效)后，使用延时关断的功能使开关S1和S2仍保持一段时间的导通状态，从而使高压继电器在MCU复位过程中仍能保持吸合状态，从而避免高压继电器意外中断，使高压继电器不发生拉弧现象，降低了高压继电器损坏的风险。

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，然而，本发明可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。

请参考图2，本发明提供一种高压继电器控制电路，包括：第一信号输入模块11、第二信号输入模块12、第一选择模块13、第二选择模块14、第一开关模块15、第二开关模块16和延时关断模块17，所述第一信号输入模块11、第一选择模块13和第一开关模块15依次串联至高压继电器10的一控制边(例如为高边)上，第一开关模块15还连接一电池包BAT和一高压继电器10，所述第二信号输入模块12、第二选择模块14和第二开关模块16依次串联至高压继电器10的另一控制边(例如低边)上，第二开关模块16还连接高压继电器10和地，延时关断模块17同时连接第一选择模块13和第二选择模块15。

所述第一信号输入模块11的一个输入端接收第一控制信号C1，另一个输入端接收用于使能信号WDA，输出端连接第一选择模块13的一个输入端；所述第二信号输入模块12的一个输入端接收第二控制信号C2，另一个输入端接收用于使能信号WDA，输出端连接第二选择模块14的一个输入端；其中第一控制信号C1、第二控制信号C2的信号来源可以是一MCU(未图示)，使能信号WDA代表了所述MCU的工作状态，例如当MCU正常时，WDA信号为高电平、MCU不正常时，WDA信号为低电平，且只有当WDA信号为高电平时，第一选择模块13才选择将第一控制信号C1传递至第一开关模块15来使得第一控制信号C1可以控制第一开关模块15的工作，第二选择模块14才选择将第二控制信号C2传递至第二开关模块16来使得第二控制信号C2可以控制第二开关模块16的工作，使得第一开关模块15和第二开关模块16同时建立起相关的通路，进而高压继电器10吸合，使电池包BAT为整个系统供电。

因此，所述第一信号输入模块11用于在使能信号WDA处于第一状态(即高电平)时，将第一控制信号C1传输至所述第一选择模块13；第一选择模块13用于在所述使能信号WDA处于第一状态(即高电平)时将所述第一控制信号C1输出至所述第一开关模块15，以及在使能信号WDA由第一状态(即高电平)变为第二状态(即低电平)时将延时关断模块17输出的延时控制信号输出至所述第一开关模块15；第一开关模块15用于在所述第一选择模块13选择输出的信号的控制下建立、保持或者延时断开所述电池包BAT和所述高压继电器10之间的第一通路；所述第二信号输入模块12用于在使能信号WDA处于第一状态(即高电平)时，将第二控制信号C2传输至所述第二选择模块14；第二选择模块14用于在所述使能信号WDA处于第一状态(即高电平)时将所述第二控制信号C2输出至所述第二开关模块16，以及在使能信号WDA由第一状态(即高电平)变为第二状态(即低电平)时将延时关断模块17输出的延时控制信号输出至所述第二开关模块16；第二开关模块16用于在所述第二选择模块14选择输出的信号的控制下建立、保持或者延时断开所述高压继电器10和地之间的第二通路；所述延时关断模块17用于在所述使能信号WDA由所述第一状态变为第二状态时输出相应的延时控制信号给所述第一选择模块13和第二选择模块14，以控制所述第一通路和所述第二通路的延时关断。

所述延时关断模块17为RC延时关断模块，包括储能电容Cap、电阻Res、电容充电支路171和电容放电支路172；其中，所述电容充电支路171的一端和所述电容放电支路172的一端以及所述储能电容Cap的上极板连接，所述电容充电支路171的另一端接一电源电压(例如为5V)，所述电容充电支路171的工作受控于使能信号WAD，用于在所述使能信号WAD处于第一状态时通过所述电源电压对所述储能电容Cap进行充电，并在所述使能信号WAD处于第二状态时停止对所述储能电容Cap的充电；所述电容放电支路172的另一端接地，所述电容放电支路172的工作同样受控于使能信号WAD，用于在所述使能信号WAD处于第一状态且所述高压继电器10处于下电状态时对所述储能电容Cap进行放电；所述储能电容Cap和所述电阻Res并联而构成RC延时支路170，用于在所述使能信号WAD由第一状态变为第二状态后输出相应的延时控制信号给所述第一选择模块13和第二选择模块14，以控制所述第一通路和所述第二通路的延时关断。

请参考图3，在本发明的一具体实施例中，所述延时关断模块17的电容充电支路171和电容放电支路172为两个反型的MOS晶体管或三极管(还可以连接一些扩展电路)，所述第一信号输入模块11和所述第二信号输入模块12可以为两个完全相同的与门，所述第一选择模块13和所述第二选择模块14可以为两个完全相同的或门，所述第一开关模块15可以仅包括第一MOS晶体管或者包括第一MOS晶体管及其连接的一些扩展电路，所述第二开关模块16可以仅包括第二MOS晶体管或者包括第二MOS晶体管及其连接的一些扩展电路，第一MOS晶体管和第二MOS晶体管可以为两个完全相同的NMOS晶体管，将用作第一信号输入模块11的与门定义为第一与门，将用作第二信号输入模块12的与门定义为第二与门，将用作第一选择模块13的或门定义为第一或门，将用作第二选择模块14的或门定义为第二或门，将用作所述第一开关模块15的第一NMOS晶体管定义为S1开关，将用作所述第二开关模块16的第二NMOS晶体管定义为S2开关，将用作电容充电支路171的MOS晶体管或三极管定义为S3开关，将用作电容放电支路172的MOS晶体管或三极管定义为S4开关；其中，所述第一与门的一个输入端接收所述使能信号WDA，所述第一与门的另一个输入端接收所述第一控制信号C1，所述第一与门的输出端连接所述第一或门的一个输入端，所述第二与门的一个输入端接收所述使能信号WDA，所述第二与门的另一个输入端接收所述第二控制信号C2，所述第二与门的输出端连接所述第二或门的一个输入端，所述第一或门的另一个输入端和所述第二或门的另一个输入端均连接电阻Res的一端(即延时关断模块17的输出端)，S1开关的栅极连接所述第一或门的输出端，S2开关的栅极连接所述第二或门的输出端，S1开关的漏极连接所述电池包BAT，S1开关的源极连接所述高压继电器10的一控制边(例如高边)，S2开关的漏极连接所述高压继电器10的另一控制边(例如低边)，S2开关的源极连接，S3开关和S4开关的栅极均接使能信号WAD，S3开关的源极(或漏极)连接所述电源电压(例如为5V)，S3开关的漏极(或源极)连接所述S4开关的源极(或漏极)，S4开关的漏极(或源极)接地，储能电容Cap和所述电阻Res并联而构成RC延时支路170的一端连接S3开关和S4开关的连接节点以及分别连接所述第一或门的另一输入端和第二或门的另一输入端，所述RC延时支路170的接地(即储能电容Cap和所述电阻Res均有一端接地)，S3开关为储能电容Cap提供充电回路，为了满足在正常关闭时高压继电器10快速关断的功能，需要使用S4开关为储能电容Cap提供放电路径，另外S3开关和S4开关的控制逻辑是和使能WDA关联的，例如只有在使能信号WDA为高电平时S3和S4才能正常导通，否则会一直处于非导通状态。

本实施例的高压继电器控制电路能够在用于提供第一控制信号C1、第二控制信号C2和使能信号WAD的MCU(控制器)发生故障或高压继电器的正常控制逻辑发生不可预知的失效(即第一控制信号C1、第二控制信号C2发生不可预知的逻辑失效)时，延时关断S1开关和S2开关，使得高压继电器10保持吸合状态，其延时关断的基本原理是电容储能，本实施例的高压继电器控制电路实现延时关断的原理具体如下：

如图3中所示，由于S1开关和S2开关的控制状态由第一或门(即第一选择模块13)和第二或门(即第二选择模块14)输出的信号状态决定，在第一或门(即第一选择模块13)和第二或门(即第二选择模块14)的输入端既有第一控制信号C1、第二控制信号C2，也有延时关断模块17的储能电容Cap和电阻Res构成的RC延时支路170输出的延时关断信号(即储能电容Cap的上极板的电压)，因此，当MCU发生故障后进行复位的过程中，储能电容Cap存储的电荷能量会由电阻Res缓慢地消耗，而不会立刻使第一或门和第二或门的输入端的电压立刻降到0V，从而延时S1开关和S2开关的关断，延时关断的时间由储能电容Cap的容值C、电阻Res的阻值R、第一或门的阈值电平Vth(也是第二或门的阈值电平)来决定，储能电容Cap和电阻Res上的电流消耗的具体公式如下：

根据公式(1)即可获得储能电容Cap上极板的电压(即第一或门和第二或门的输入端的电压)随时间变化的结果：

公式(2)中V₍₀₎是储能电容Cap存储的电荷能量开始释放时储能电容Cap上极板的初始电压，即本实施例中的电源电压5V。

根据第一或门的阈值电平Vth，即可获得储能电容Cap上极板的电压降到Vth所需要的时间，即从MCU发生故障到高压继电器10关闭的时间：

由公式(3)可知，增大电阻Res的阻值R和储能电容Cap的容值C，可以延长高压继电器10在MCU故障发生后的吸合时间，即增大延迟关断的时间，不管何种情况，都希望能够在延时关断时间内尽快完成MCU复位，以尽快恢复MCU对高压继电器控制，因此最终的延时关断时间需要由MCU发生故障、复位、恢复高压继电器控制所需要的时间决定。

基于以上的延时关断原理，本实施例的高压继电器控制电路在MCU发生故障情况下的工作流程如下：

1.1)正常上电，MCU产生第一控制信号C1和第二控制信号C2，使能信号WAD为高电平(即第一状态)，第一控制信号C1经第一与门、第一或门传递至S1开关，第二控制信号C2经第二与门、第二或门传递至S2开关，S1开关和S2开关同时导通，高压继电器10吸合；

1.2)使能信号WAD为高电平(即第一状态)，S3开关导通，S4开关断开，5V电源电压经S3开关为储能电容Cap蓄电，以提供后续所需的延时的能量；

1.3)MCU发生故障，使能信号WAD变为低电平(即变为第二状态)，第一控制信号C1和第二控制信号C2不可确定，第一与门和第二与门无法将第一控制信号C1和第二控制信号C2输出至第一或门和第二或门；

1.4)使能信号WAD变为低电平的同时，S3开关和S4开关都处于断开状态，不再为储能电容Cap充电；

1.5)储能电容Cap上在1.2)步骤中所储存的能量缓慢通过与其并联的电阻Res释放，此过程中，MCU进行复位，且在储能电容Cap的上极板的电压大于第一或门和第二或门的阈值电平Vth之前，高压继电器10一直能保持闭合，因此，通过控制储能电容Cap的上极板的电压下降至Vth的时间(即延时关断时间)，可以使高压继电器10在MCU复位过程中一直保持吸合状态，且MCU复位成功后输出的第一控制信号C1和第二控制信号C2能够继续对高压继电器10进行有效控制。

图4和图5分别是本实施例的高压继电器控制电路在实现延时关断时MCU能够复位成功以及复位失败的信号图，所述“复位成功”是指MCU能够在延时关断的时间内进行复位操作，且复位完成后能输出正常的C1、C2以及WAD信号，进而恢复对高压继电器的控制，“复位失败”是指MCU能够在延时关断的时间内进行复位操作，但不能输出正常的C1、C2以及WAD信号，无法恢复对高压继电器的控制。请参考图4，当MCU发生故障后，MCU能够在本实施例的高压继电器控制电路的延时关断时间内成功复位，重新恢复工作，从而可以使得高压继电器的状态一直保持吸合状态未脱开；请参考图5，当MCU发生故障后，MCU在本实施例的高压继电器控制电路的延时关断时间内进行复位，但是未能重新恢复工作，因此高压继电器在延时一段时间(即延时关断时间)后仍脱开，保证了在MCU无法恢复正常工作后确保系统的高压供电断开。

此外，如果所述MCU没有发生故障，本实施例的高压继电器控制电路需要控制高压继电器10正常下电，具体工作流程如下：

2.1)正常上电，MCU产生第一控制信号C1和第二控制信号C2，使能信号WAD为高电平(即第一状态)，第一控制信号C1经第一与门、第一或门传递至S1开关，第二控制信号C2经第二与门、第二或门传递至S2开关，S1开关和S2开关同时导通，高压继电器10吸合；

2.2)S3开关导通，S4开关断开，5V电源电压经S3开关为储能电容Cap蓄电，以提供后续所需的延时的能量；

2.3)MCU未发生故障，正常请求高压继电器10下电；

2.4)S3开关断开，S4开关导通，快速为储能电容Cap放电；

2.5)第一控制信号C1经第一与门、第一或门传递至S1开关，第二控制信号C2经第二与门、第二或门传递至S2开关，使高压继电器10正常下电，即不再吸合。

本发明的高压继电器控制电路中，第一信号输入模块11、第二信号输入模块12、第一开关模块15和第二开关模块16组成正常控制电路，延时关断模块17和所述正常控制电路之间需要使用或的逻辑来满足MCU正常工作和故障时对高压继电器的控制，本发明的高压继电器控制电路中的各个模块的具体电路设计并不仅仅限于图3所示的结构，只要实现本发明中各功能模块的功能即可。

例如，在本发明的另一实施例中，可以将图3所示的高压继电器控制电路的第一选择模块13和第二选择模块14中的与门均替代为二极管电路，来实现所述或的逻辑，此时高压继电器控制电路的延时关断时间计算中的Vth阈值是由高压继电器的驱动MOS管来确定，具体地，请参考图6，第一选择模块13包括二极管D1、D2，二极管D1的阳极连接第一信号输入模块11的输出端(即图3中的第一与门的输出端)，二极管D2的阳极连接延时关断模块17的输出端(即图3中的电阻Res的一端)，二极管D1的阴极和二极管D2的阴极共同连接至第一开关模块15的输入端(即S1开关的栅极)，第二选择模块14包括二极管D3、D4，二极管D3的阳极连接第二信号输入模块12的输出端(即图3中的第一与门的输出端)，二极管D4的阳极连接延时关断模块17的输出端(即图3中的电阻Res的一端端)，二极管D3的阴极和二极管D4的阴极共同连接至第二开关模块16的输入端(即S2开关的栅极)，该实施例在WDA信由高电平变为低电平(例如MCU发生故障或用于控制高压继电器的C1和C2的正常控制逻辑发生不可预知的失效)后，同样能够使开关S1和S2仍保持一段时间的导通状态，从而使高压继电器在MCU复位过程中仍能保持吸合状态，避免高压继电器意外中断，使高压继电器不发生拉弧现象，降低了高压继电器损坏的风险。

再例如，在本发明的其他实施例中，第一信号输入模块11和第二信号输入模块12中的与门还可以用与非门替代，具体地，所述第一信号输入模块的与非门定义为第一与非门，所述第一与非门的一个输入端接收所述使能信号WAD，所述第一与非门的另一个输入端接收所述第一控制信号C1，所述第一与非门的输出端连接所述第一选择模块13；所述第二信号输入模块12的与非门定义为第二与非门，所述第二与非门的一个输入端接收所述使能信号WAD，所述第二与非门的另一个输入端接收所述第二控制信号C2，所述第二与非门的输出端连接所述第二选择模块14，本实施例中的第一控制信号C1和第二控制信号C2与上述实施例中的第一控制信号C1和第二控制信号C2反相，同样也可以达到上述实施例的效果。

综上所述，本发明的高压继电器控制电路，当使能信号处于第一状态时，可以依次通过第一信号输入模块、第一选择模块以及第一开关模块向高压继电器的一边传递第一控制信号，同时依次第二信号输入模块、第二选择模块以及第二开关模块向高压继电器的另一边传递第二控制信号，以使高压继电器吸合，当使能信号由第一状态变为第二状态时，可以通过延时关断模块经第一选择模块、第一开关模块和第二选择模块、第二开关模块向高压继电器的两边继续传递控制信号，延时高压继电器吸合的时间，从而可以在提供第一控制信号、第二控制信号的控制器(MCU)发生故障或者高压继电器的正常控制逻辑发生不可预知的失效时，保证高压继电器在控制器(MCU)等复位恢复这段时间内保持吸合，从而避免高压继电器意外中断，使高压继电器不发生拉弧现象，降低了高压继电器损坏的风险。

请参考图7，本发明还提供一种电池管理系统，包括高压继电器控制电路1、控制器2、电池包BAT和高压继电器10。所述高压继电器控制电路1为本发明的高压继电器控制电路，即包括图2中所示的第一信号输入模块11、第二信号输入模块12、第一选择模块13、第二选择模块14、第一开关模块15、第二开关模块16和延时关断模块17，所述控制器2与所述第一信号输入模块11、第二信号输入模块12和延时关断模块17的信号输入端连接，用于向第一信号输入模块11提供第一控制信号C1以及使能信号WAD、向第二信号输入模块12提供第二控制信号C2以及使能信号WAD、向延时关断模块17提供使能信号WAD，所述电池包BAT与所述高压继电器控制电路1的第一开关模块15连接，所述高压继电器10分别连接所述高压继电器控制电路1的第一开关模块15和第二开关模块16。所述高压继电器控制电路1，一方面在所述控制器2正常工作时，能够控制高压继电器10吸合，使得电池包BAT为整个系统供电，还能够控制高压继电器10正常下电，以使系统正常断电等；另一方面在所述控制器2故障或者其正常控制逻辑发生不可预知的失效时，能够产生延时关断的功能，使得高压继电器10在延时关断的时间段内保持吸合，在控制器2复位成功而重新恢复工作后，高压继电器控制电路1的正常控制电路能够继续控制高压继电器10吸合或者正常下电，或者在控制器2复位失败而无法重新恢复工作时，高压继电器在保持吸合所述延时关断时间后仍脱开，确保系统的高压供电断开。

本发明的电池管理系统，采用了本发明的高压继电器控制电路，在控制器故障和正常控制逻辑失效时能够产生延时关断的功能，从而可以避免高压继电器意外中断，使高压继电器不发生拉弧现象，降低了高压继电器损坏的风险，增强了使用安全性，延长高压继电器使用寿命。

本发明还提供一种电子装置，包括本发明的电池管理系统。所述电子装置可以为电动汽车，采用了本发明的电池管理系统的电动汽车，通过本发明的高压继电器控制电路避免了控制器故障和正常控制逻辑失效时的高压继电器意外中断问题，其安全性和动力性能够得到显著改善。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种高压继电器控制电路，其特征在于，包括：

依次串联的第一信号输入模块、第一选择模块和第一开关模块，所述第一信号输入模块用于在一使能信号处于第一状态时将第一控制信号传输至所述第一选择模块，所述第一开关模块还连接一电池包和一高压继电器，用于在所述第一选择模块输出的信号的控制下建立、保持或延时关断所述电池包和所述高压继电器之间的第一通路；

依次串联的第二信号输入模块、第二选择模块和第二开关模块，所述第二信号输入模块用于在所述使能信号处于第一状态时将第二控制信号传输至所述第二选择模块，所述第二开关模块还连接所述高压继电器和地，用于在所述第二选择模块输出的信号的控制下建立、保持或延时关断所述高压继电器和地之间的第二通路；

同时连接所述第一选择模块和第二选择模块的延时关断模块，用于在所述使能信号由所述第一状态变为第二状态时输出相应的延时控制信号给所述第一选择模块和第二选择模块，以控制所述第一通路和所述第二通路的延时关断，且所述延时关断模块包括储能电容、电阻、电容充电支路和电容放电支路；所述电容充电支路的一端和所述电容放电支路的一端以及所述储能电容的上极板连接，所述电容充电支路的另一端接一电源电压，用于在所述使能信号处于第一状态时通过所述电源电压对所述储能电容进行充电并在所述使能信号处于第二状态时停止对所述储能电容的充电；所述电容放电支路的另一端接地，用于在所述使能信号处于第一状态且所述高压继电器处于下电状态时对所述储能电容进行放电；所述储能电容和所述电阻并联而构成RC延时支路，用于在所述使能信号由第一状态变为第二状态后输出相应的延时控制信号给所述第一选择模块和第二选择模块，以控制所述第一通路和所述第二通路的延时关断。

2.如权利要求1所述的高压继电器控制电路，其特征在于，所述电容充电支路和所述电容放电支路包括连接在一起的两个反型的MOS晶体管或者三极管。

3.如权利要求1所述的高压继电器控制电路，其特征在于，所述第一信号输入模块包括第一与门或第一与非门，所述第一与门或第一与非门的一个输入端接收所述使能信号，所述第一与门或第一与非门的另一个输入端接收所述第一控制信号，所述第一与门或第一与非门的输出端连接所述第一选择模块。

4.如权利要求1所述的高压继电器控制电路，其特征在于，所述第二信号输入模块包括第二与门或第二与非门，所述第二与门或第二与非门的一个输入端接收所述使能信号，所述第二与门或第二与非门的另一个输入端接收所述第二控制信号，所述第二与门或第二与非门的输出端连接所述第二选择模块。

5.如权利要求1至4中任一项所述的高压继电器控制电路，其特征在于，所述第一选择模块包括第一或门或者两个第一二极管，所述第一或门的一个输入端连接所述第一信号输入模块，所述第一或门的另一个输入端连接所述延时关断模块，所述第一或门的输出端连接所述第一开关模块；所述两个第一二极管中的一个第一二极管连接在所述第一信号输入模块和所述第一开关模块之间，另一个第一二极管连接在所述延时关断模块和所述第一开关模块之间。

6.如权利要求1至4中任一项所述的高压继电器控制电路，其特征在于，所述第二选择模块包括第二或门或者两个第二二极管，所述第二或门的一个输入端连接所述第二信号输入模块，所述第二或门的另一个输入端连接所述延时关断模块，所述第二或门的输出端连接所述第二开关模块；所述两个第二二极管中的一个第二二极管连接在所述第二信号输入模块和所述第二开关模块之间，另一个第二二极管连接在所述延时关断模块和所述第二开关模块之间。

7.如权利要求1所述的高压继电器控制电路，其特征在于，所述第一开关模块包括栅极连接所述第一选择模块的第一MOS晶体管，和/或，所述第二开关模块包括栅极连接所述第二选择模块的第二MOS晶体管。

8.一种电池管理系统，其特征在于，包括控制器、电池包、高压继电器以及权利要求1至7中任一项所述的高压继电器控制电路，所述控制器用于向所述高压继电器控制电路提供所述第一控制信号、第二控制信号和所述使能信号，所述电池包与所述高压继电器控制电路的第一开关模块连接，所述高压继电器分别连接所述高压继电器控制电路的第一开关模块和第二开关模块。

9.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求8所述的电池管理系统。

10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置为电动汽车。

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