一种车载电池管理系统的负极继电器粘连检测电路的制作方法

1.本实用新型涉及负极继电器粘连检测技术领域，具体为一种车载电池管理系统的负极继电器粘连检测电路。


背景技术：

2.随着电动汽车行业的快速发展，车载直流控制电路越来越多，而继电器的粘连检测主要由bms实现，目前电动汽车的粘连检测多以辅助触点触发和电压采集的方式进行判定，辅助触点继电器需要额外的两组触点用于检测，整体使用成本相对较高，并且此种粘连检测方式受继电器型号的限制，在电动汽车高压拓扑中没有大批量使用。
3.目前来说主要的方式还是电压采集法，典型的电压采集拓扑如图1所示，其具体工作过程如下：bms上电后，采集v3电压，作为粘连判定参考电压，然后闭合k2获取负极继电器粘连检测电压v2，如果v2和v3采集电压一致，则认为总负极继电器k8发生粘连，闭合v1获取正极继电器粘连电压v1，如果v1和v3采集电压一致，则认为正极继电器k1粘连。这种继电器粘连检测方式也或多或少存在以下弊端：1、负极继电器的采集点放在另一路隔离点，增加的电源和隔离运放的成本；2、系统存在串电问题，实际使用时和外端电路发生串并联关系，尤其是容性负载，存在安全隐患；3、无法确认采样电路工作是否正常。
4.因此，针对负极继电器粘连采集需要额外增加隔离电源隔离ad的问题，申请人设计了一种车载电池管理系统的负极继电器粘连检测电路。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种车载电池管理系统的负极继电器粘连检测电路，具有自检功能，保证了电路检测的可靠性，同时可以避免外端电压内串，安全性和抗干扰性好，成本低的优点，解决了上述技术背景所提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种车载电池管理系统的负极继电器粘连检测电路，包括控制芯片、运算放大器、二极管、负极继电器、rc电路、滤波电路和投切开关，所述控制芯片分别与运算放大器和rc电路连接，所述二极管的阳极端连接rc电路，阴极端与投切开关连接，所述负极继电器的两端分别与rc电路和投切开关连接，所述滤波电路位于运算放大器和rc电路之间，并分别与运算放大器和rc电路连接。
7.优选的，所述控制芯片用于发送可变频和可变占空比的pwm波给rc电路以及接收运算放大器反馈的检测信号。
8.优选的，所述rc电路由电阻r1、电阻r3、电容c1和电容c2构成，其中电容r1的一端与控制芯片连接，另一端分别与滤波电路、电容c1和电容c2连接，所述电阻r3与电容c2并联连接，且电阻r3为电容c2的放电电阻，所述电容c1远离电阻r1一端与投切开关连接，所述电容c2远离电阻r1一端与二极管的阳极端连接。
9.优选的，所述滤波电路由电阻r2和电容c3组成，所述电阻r2的一端与电阻r1、电容c1和电容c2连接，另一端与电容c3和运算放大器的反向输入端连接。
10.优选的，所述运算放大器的同向输入端连接基准电压vref，输出端连接控制芯片。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
12.1、本实用新型提供了一种车载电池管理系统的负极继电器粘连检测电路，该电路由控制芯片、运算放大器、二极管、负极继电器、rc电路、滤波电路和投切开关构成，电路设计合理，通过控制投切开关来完成检测电路自检和输出负极继电器的粘连检测，成本较低，当不检测时可以实现物理隔断，保证了电路的可靠性，通过二极管可以避免外端高压通过rc电路上的电容c2和电阻r3反灌内串，安全性好。
13.2、本实用新型中的运算放大器所需的电平为一侧供电电平，避免了隔离电源，隔离ad的设计，节约了成本，同时运算放大器与滤波电路配合，可以有效的避免杂波干扰，提高了检测的可靠性。
附图说明
14.图1为本实用新型背景技术中电压采集拓扑电路原理图；
15.图2为本实用新型的原理方框图；
16.图3为本实用新型的电路原理图。
17.图中的附图标记及名称如下：
18.1、控制芯片；2、运算放大器；3、二极管；4、负极继电器；5、rc电路；6、滤波电路；7、投切开关。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.请参阅图2，本实用新型提供的一种实施例：一种车载电池管理系统的负极继电器粘连检测电路，包括控制芯片1、运算放大器2、二极管3、负极继电器4、rc电路5、滤波电路6和投切开关7，所述控制芯片1分别与运算放大器2和rc电路5连接，所述二极管3的阳极端连接rc电路5，阴极端与投切开关7连接，所述负极继电器4的两端分别与rc电路5和投切开关7连接，所述滤波电路6位于运算放大器2和rc电路5之间，并分别与运算放大器2和rc电路5连接。
21.具体的，所述控制芯片1用于发送可变频和可变占空比的pwm波给rc电路5以及接收运算放大器2反馈的检测信号。
22.具体的，所述运算放大器2的同向输入端连接基准电压vref，输出端连接控制芯片1，本实施例中基准电压vref为2v，通过将基准电压vref作为检测的参考电源，避免了隔离电源的设计需求，有效的节约了成本。
23.请参阅图3，需要说明的是，图中的cpu为上述的接控制芯片1，u1为上述的运算放大器2，d1为上述的二极管3，k3为上述的投切开关7，其中在本实施例中cpu的型号优选的是s32k144，u1的型号优选的lm2904。
24.请再次参阅图3，上述的rc电路5由电阻r1、电阻r3、电容c1和电容c2构成，其中电
容r1的一端与控制芯片1连接，另一端分别与滤波电路6、电容c1和电容c2连接，所述电阻r3与电容c2并联连接，且电阻r3为电容c2的放电电阻，所述电容c1远离电阻r1一端与投切开关7连接，所述电容c2远离电阻r1一端与二极管3的阳极端连接。
25.请再次参阅图3，上述的滤波电路6由电阻r2和电容c3组成，所述电阻r2的一端与电阻r1、电容c1和电容c2连接，另一端与电容c3和运算放大器u1的反向输入端连接。
26.请最后一次参阅图3，本实施例中的负极继电器粘连检测电路在工作时，控制芯片cpu通过发送一个可变频率和可变占空比的pwm波，该pwm波通过电阻r1、电容c1以及电容c2组成的rc电路5，其中电容c2通过二极管d1和投切开关k3投切才可以连通到bat-,之后在通过由电阻r2和电容c3将电容c正极的波形在做一次滤波，滤波后的pwm波送到运算放大器u1进行比较，最后再由运算放大器u1传递给控制芯片cpu，形成一个完整的检测通路。
27.当上电自检时：控制芯片cpu发送一个pwm波，电阻r1和电容c1构成rc震荡回路，经过电阻r2和电容c3后的运算放大器u1负端电平会大于基准电压vref，此时的运算放大器u1输出低电平，同时控制芯片cpu控制投切开关k3投切a连接至b端，控制芯片cpu通过发送同一个pwm波，电阻r1和电容c1和电容c2、二极管d1、投切开关k3ab脚构成rc震荡回路，此时震荡电容由电容c1变成电容c1和电容c2，电容c1正极处电平会变小，经过电阻r2和电容c3后的稳定电平也会变小，此时达到小于基准电压vref的条件，运算放大器u1反转，输出高电平。
28.当正常粘连检测时：控制芯片cpu控制投切开关k3投切a连接至c端，控制芯片cpu发送一个pwm波，当负极继电器4未粘连时，电阻r1和电容c1构成rc震荡回路，电容c2回路被隔断，经过电阻r2和电容c3后的运算放大器u1负端电平会大于基准电压vref，此时运算放大器u1输出低电平，不会触发负极继电器4粘连告警；当负极继电器4粘连时，电阻r1、电容c1、电容c2、二极管d1和投切开关k3的ac端脚构成rc震荡回路，此时震荡电容由电容c1变成电容c1和电容c2，电容c1正极处电平会变小，经过电阻r2和电容c3后的稳定电平也会变小，此时达到小于基准加压vref的条件，比较器反转，输出高电平，触发负极继电器4粘连告警。
29.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。