一种继电器闭合辅助系统和方法与流程

本申请涉及电子电路设计领域，特别涉及一种继电器闭合辅助系统和方法。

背景技术：

随着电动汽车的不断推广，电动汽车功能模块的设计受到越来越多使用者的关注，其中，大电池满电，却因小电池馈电而导致汽车无法启动的问题引起了很多使用者的不满。

目前电动汽车包括两套电气系统，分别是高压电气系统(即大电池)和低压电气系统(即小电池)；其中，高压电气系统主要负责驱动车上的电动机、空调等大功率器件，低压电气系统主要负责对整车进行逻辑控制，其中包括电子控制单元。电动汽车中的电气系统正常工作时，由低压电气系统中的电池管理控制系统(batterymanagementsystem，bms)控制高压电气系统，高压电气系统通过高压dcdc模块将高压转换为低压，为低压电气系统供电。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种继电器闭合辅助系统及方法，能够有效地解决小电瓶馈电时电动汽车无法正常工作的问题。

本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种继电器闭合辅助系统，所述系统包括：控制单元、隔离dcdc电路和超级电容；

所述控制单元，用于判断低压电气系统中蓄电池的剩余电量是否能够控制继电器正常闭合；

所述隔离dcdc电路，用于将动力电池的电压转换为预设电压，并将转换后的能量传输给所述超级电容；

所述超级电容，用于存储所述隔离dcdc电路传输的能量，在所述蓄电池无法控制继电器正常闭合的情况下，为电池管理系统bms供电，以辅助闭合继电器。

可选的，所述系统还包括：防反二极管；

所述防反二极管，用于将所述蓄电池与所述超级电容为所述bms供电的电路隔离开。

可选的，所述动力电池包括多个供电单元；

则所述系统还包括：电压采样电路；

所述电压采样电路，用于分别采集每个所述供电单元的电压，并将各个所述供电单元的电压发送至控制模块；

则所述控制单元，还用于根据各个所述供电单元的电压，确定用于为所述隔离dcdc电路放电的目标供电单元。

可选的，所述供电单元为电池电芯或电池模组。

可选的，所述系统还包括：温度采样电路和电流采样电路；

所述温度采样电路，用于采集所述隔离dcdc电路的温度，并将所述隔离dcdc电路的温度发送至所述控制单元；

所述电流采样电路，用于采集所述隔离dcdc电路的工作电流，并将所述隔离dcdc电路的工作电流发送至所述控制单元；

则所述控制单元，还用于在所述隔离dcdc电路的温度超过温度阈值，和/或，所述隔离dcdc电路的工作电流超过电流阈值的情况下，停止所述隔离dcdc电路的工作。

可选的，所述系统还包括：超级电容监控电路；

所述超级电容监控电路，用于监控所述超级电容的电压是否达到预设阈值，在未达到的情况下，向所述控制单元发送充电请求；

所述控制单元，还用于根据所述充电请求，控制所述隔离dcdc电路为所述超级电容充电。

可选的，所述系统还包括：蓄电池电压监控电路；

所述蓄电池电压监控电路，用于监控所述低压电气系统中蓄电池的电压是否低于启动阈值，若是，则向所述控制单元发送辅助请求；

所述控制单元，还用于根据所述辅助请求，控制所述隔离dcdc电路为所述超级电容充电，以及控制所述超级电容为所述bms供电。

可选的，所述系统还包括：绝缘检测电路；

所述绝缘检测电路，用于检测所述系统的高压绝缘情况。

第二方面，本申请实施例提供了一种继电器闭合辅助方法，所述方法应用于继电器闭合辅助系统，所述系统包括：控制单元、隔离dcdc电路和超级电容；则所述方法包括：

所述控制单元判断低压电气系统中蓄电池的剩余电量是否能够控制继电器正常闭合；

所述隔离dcdc电路将动力电池的电压转换为预设电压，并将转换后的能量传输给所述超级电容；

所述超级电容存储所述隔离dcdc电路传输的能量，在所述蓄电池无法控制继电器正常闭合的情况下，为电池管理系统bms供电，以辅助闭合继电器。

可选的，所述系统还包括：防反二极管；

所述防反二极管将所述蓄电池与所述超级电容为所述bms供电的电路隔离开。

可选的，所述动力电池包括多个供电单元；所述系统还包括：电压采样电路；

所述电压采样电路分别采集每个所述供电单元的电压，并将各个所述供电单元的电压发送至控制模块；

所述控制单根据各个所述供电单元的电压，确定用于为所述隔离dcdc电路放电的目标供电单元。

可选的，所述供电单元为电池电芯或电池模组。

可选的，所述系统还包括：温度采样电路和电流采样电路；

所述温度采样电路采集所述隔离dcdc电路的温度，并将所述隔离dcdc电路的温度发送至所述控制单元；

所述电流采样电路采集所述隔离dcdc电路的工作电流，并将所述隔离dcdc电路的工作电流发送至所述控制单元；

则所述控制单元在所述隔离dcdc电路的温度超过温度阈值，和/或，所述隔离dcdc电路的工作电流超过电流阈值的情况下，停止所述隔离dcdc电路的工作。

可选的，所述系统还包括：超级电容监控电路；

所述超级电容监控电路监控所述超级电容的电压是否达到预设阈值，在未达到的情况下，向所述控制单元发送充电请求；

所述控制单元根据所述充电请求，控制所述隔离dcdc电路为所述超级电容充电。

可选的，所述系统还包括：蓄电池电压监控电路；

所述蓄电池电压监控电路监控所述低压电气系统中蓄电池的电压是否低于启动阈值，若是，则向所述控制单元发送辅助请求；

所述控制单元根据所述辅助请求，控制所述隔离dcdc电路为所述超级电容充电，以及控制所述超级电容为所述bms供电。

可选的，所述系统还包括：绝缘检测电路；

所述绝缘检测电路检测所述系统的高压绝缘情况。

由上述技术方案可以看出，本申请实施例提供的继电器闭合辅助系统，包括控制单元、隔离dcdc电路和超级电容；其中，控制单元用于判断低压电气系统中的蓄电池的剩余电量是否能够控制继电器正常闭合，隔离dcdc电路用于将动力电池的电压转换为预设电压，并将转换后的能量传输给超级电容，超级电容用于存储隔离dcdc电路传输的能量，并在蓄电池无法控制继电器正常闭合的情况下为bms供电，从而辅助闭合继电器。该系统通过隔离dcdc电路将动力电池中的能量存储至超级电容中，并通过相关控制逻辑，控制超级电容在蓄电池馈电的情况下为bms供电，辅助继电器闭合，维护了电动汽车的正常工作，提高了用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中低压电气系统和高压电气系统的电路结构示意图；

图2为本申请实施例提供的继电器闭合辅助系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的继电器闭合辅助系统的电路结构示意图；

图4为本申请实施例提供的继电器闭合辅助方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

参见图1，图1为现有技术中电动汽车中高压电气系统和低压电气系统的结构示意图。

如图1所示，高压电气系统1和低压电气系统2正常工作时，低压电气系统2中的蓄电池5为bms3供电，进而，bms3可以控制高压电气系统1中的继电器9闭合，继电器闭合后，与动力电池建立起电气连接，进而，动力电池可以通过高压dcdc模块4为蓄电池5供电。

然而，由于高压dcdc模块4的位置设置在继电器之后，因此，只有在继电器闭合的情况下，高压dcdc模块4才能正常工作；如此将导致一个问题出现，即如果蓄电池5馈电欠压，那么bms3将无法控制闭合继电器，相应地，高压dcdc模块4也就无法对蓄电池5进行补电，此时，即使动力电池满电，电动汽车也无法正常运行，只能通过对蓄电池5进行补电，才能使得电动汽车恢复正常功能。

为了解决上述现有技术存在的问题，本申请实施例提供了一种继电器闭合辅助系统，该系统利用隔离dcdc电路将动力电池的电压转移至超级电容中，在蓄电池无法为bms正常供电的情况下，可以利用超级电容中的能量为bms供电，以辅助闭合继电器，维护电动洗车的正常运行。

具体的，本申请实施例提供的继电器闭合辅助系统，包括控制单元、隔离dcdc电路和超级电容；其中，控制单元用于判断低压电气系统中的蓄电池的剩余电量是否能够控制继电器正常闭合，隔离dcdc电路用于将动力电池的电压转换为预设电压，并将转换后的能量传输给超级电容，超级电容用于存储隔离dcdc电路传输的能量，并在蓄电池无法控制继电器正常闭合的情况下为bms供电，从而辅助闭合继电器。该系统通过隔离dcdc电路将动力电池中的能量存储至超级电容中，并通过相关控制逻辑，控制超级电容在蓄电池馈电的情况下为bms供电，辅助继电器闭合，维护了电动汽车的正常工作，提高了用户体验。

下面通过实施例的方式对本申请提供的继电器闭合辅助系统进行介绍：

参见图2，图2为本申请实施例提供的继电器闭合辅助系统的结构示意图；如图2所示，该继电器闭合辅助系统包括：控制单元201、隔离dcdc电路202和超级电容203。

其中，控制单元201用于判断低压电气系统中蓄电池的剩余电量是否能够控制继电器正常闭合。

可选的，该继电器闭合辅助系统中还可以包括蓄电池电压监控电路，由该蓄电池电压监控电路监控蓄电池中的电压，在蓄电池中的电压低于启动阈值时，即在该蓄电池中的剩余电量无法控制继电器正常闭合时，该蓄电池电压监控电路可以通过can总线向控制单元201发送辅助请求，以请求控制单元201启动辅助闭合继电器的处理逻辑。

应理解，蓄电池电压监控电路也可以直接将所采集的蓄电池的电压，通过can总线发送给控制单元201，以使控制单元201自身通过判断该蓄电池的电压是否低于启动阈值，来确定是否需要启动辅助闭合继电器的处理逻辑。

应理解，上述启动阈值可以根据实际需求设定，在此不对其做具体限定。

隔离dcdc电路202用于将动力电池的电压转换为预设电压，并将转换后的能量传输给超级电容203。

具体的，在控制单元201确定需要启动辅助闭合继电器的处理逻辑后，控制单元201控制隔离dcdc电路将动力电池的电压转换为预设电压，如12v，进而将转换后的能量通过线束传输给超级电容203。

可选的，动力电池可以包括多个供电单元；则该继电器闭合辅助系统还可以包括电压采样电路；该电压采样电路用于分别采集各个供电单元的电压，并将各个供电单元的电压发送给控制模块201；则控制模块201可以根据各个供电单元的电压，确定用于为隔离dcdc电路202放电的目标供电单元。

在一种可能的实现方式中，上述供电单元可以为电池电芯；即隔离dcdc电路202安装在动力电池内部，且每个电芯各对应一个隔离dcdc电路；电压采样电路可以采集每个电芯的电压，并将所采集的各个电芯的电压发送至控制单元201，由于动力电池理想的工作状态是每节电芯的电压均一致，因此，控制单元201可以从各个电芯中选择电压较高的电芯作为目标供电单元，利用所选择的电芯通过其对应的隔离dcdc电路放电。

应理解，上述目标供电单元可以为一个也可以为多个，在此不对所选择的目标供电单元的数目做任何限定。

在另一种可能的实现方式中，上述供电单元可以为电池模组；即隔离dcdc电路202安装在动力电池内部，每个电池模组各对应一个隔离dcdc电路；电压采样电路可以采集每个电池模组的电压，并将所采集的各个电池模组的电压发送至控制单元201，进而，控制单元201可以从各个电池模组中选择电压较高的电池模组作为目标供电单元，利用所选择的电池模组通过其对应的隔离dcdc电路进行放电。如此，可以减少隔离dcdc电路的数量，同时可以降低所选择的mos管的耐压等级。

应理解，上述目标供电单元可以为一个也可以为多个，在此不对所选择的目标供电单元的数目做任何限定。

在又一种可能的实现方式中，隔离dcdc电路202安装在动力电池内部，每个电池模组各对应一个隔离dcdc电路；同时设计选通电路，通过隔离dcdc电路为超级电容203充电时，每个电池模组内只有一个电芯放电即可。

超级电容203用于存储隔离dcdc电路202传输的能量，在蓄电池无法控制继电器正常闭合的情况下为bms供电，以辅助闭合继电器。

隔离dcdc电路202向超级电容203传输能量，超级电容203也相应地不断存储隔离dcdc电路202所传输的能量，直至所存储的能量达到目标能量；进而，在蓄电池的剩余电量无法控制bms闭合继电器的情况下，超级电容203为bms供电，以使bms成功控制闭合继电器；继电器闭合后，高压dcdc模块即可对蓄电池进行充电，以维持系统的正常工作。

可选的，该继电器闭合辅助系统中还包括防反二极管；该防反二极管用于将蓄电池与超级电容203为bms供电的电路隔离开，从而防止超级电容203在为bms供电的同时为蓄电池供电，使得超级电容203中的能量能够更快地积累到目标能量直接为bms供电，进而更快地辅助闭合继电器。

可选的，该继电器闭合辅助系统还包括温度采样电路和电流采样电路；该温度采样电路用于采集隔离dcdc电路202的温度，并将所采集的温度发送至控制单元201；电流采样电路用于采集隔离dcdc电路202的工作电流，并将所采集的电流发送至控制单元201；相应地，控制单元201可以判断温度采样电路发送的温度是否超过温度阈值，以及判断电流采样电路发送的电流是否超过电流阈值，在隔离dcdc电路202的温度超过电流阈值，和/或，隔离dcdc电流202的工作电流超过电流阈值的情况下，控制单元201可以启动紧急停止控制逻辑，停止隔离dcdc电路202的工作。如此，保证隔离dcdc电路202的安全性。

应理解，在实际应用中，上述温度阈值和电流阈值均可以根据实际需求设定，在此不对上述温度阈值和电流阈值做具体限定。

可选的，该继电器闭合辅助系统还包括超级电容监控电路；该超级电容监控电路用于监控超级电容的电压是否达到预设阈值，并在未达到的情况下，向控制单元201发送充电请求；相应地，控制单元201根据该充电请求，控制隔离dcdc电路为超级电容203充电。如此，保证在蓄电池馈电欠压的情况下，超级电容203可以快速地为bms供电，从而快速地辅助闭合继电器，同时该超级电容监控电路还可以保护超级电容203不会过压。

应理解，在实际应用中，上述预设阈值可以根据实际需求设定，在此不对该预设阈值做具体限定。

可选的，该继电器闭合辅助系统还包括绝缘检测电路；该绝缘检测电路用于检测该继电器闭合辅助系统的高压绝缘情况。由于该继电器闭合辅助系统涉及到低压电气系统和高压电气系统两个系统，因此，需要特别注意高压绝缘问题，在继电器闭合辅助系统工作时，绝缘检测电路检测该系统的高压绝缘情况，若绝缘检测结果显示绝缘阻抗偏低，则停止该系统工作，并提醒使用者进行故障维修。

上述继电器闭合辅助系统包括控制单元、隔离dcdc电路和超级电容；其中，控制单元用于判断低压电气系统中的蓄电池的剩余电量是否能够控制继电器正常闭合，隔离dcdc电路用于将动力电池的电压转换为预设电压，并将转换后的能量传输给超级电容，超级电容用于存储隔离dcdc电路传输的能量，并在蓄电池无法控制继电器正常闭合的情况下为bms供电，从而辅助闭合继电器。该系统通过隔离dcdc电路将动力电池中的能量存储至超级电容中，并通过相关控制逻辑，控制超级电容在蓄电池馈电的情况下为bms供电，辅助继电器闭合，维护了电动汽车的正常工作，提高了用户体验。

下面结合实际电路图，对本申请实施例提供的继电器闭合辅助系统的工作原理进行介绍。

参见图3，图3为本申请实施例提供的继电器闭合辅助系统的电路结构示意图。

如图3所示，在蓄电池5馈电欠压，其剩余电量无法控制bms3正常闭合继电器的情况下，控制单元控制隔离dcdc电路6将动力电池的电压转换为12v，利用转换后的能量为超级电容7供电，在超级电容7的电压达到目标阈值时，利用超级电容7存储的能量为bms3供电，由此bms3可以控制闭合继电器9，进而继电器9可以通过高压dcdc模块4为蓄电池5充电。

为了能够提高继电器9的闭合效率，还可以在蓄电池5与超级电容7为bms3供电的电路之间增设防反二极管8，以防止超级电容7同时为蓄电池5和bms3供电。

针对上文所述的继电器闭合辅助系统，本申请实施例还相应地提供了继电器闭合辅助方法，参见图4，图4为本申请实施例提供的继电器闭合辅助方法的流程示意图，该方法应用于继电器闭合辅助系统，该系统包括：控制单元、隔离dcdc电路和超级电容；如图4所示，该继电器闭合辅助方法包括以下步骤：

步骤401：控制单元判断低压电气系统中蓄电池的剩余电量是否能够控制继电器正常闭合。

步骤402：隔离dcdc电路将动力电池的电压转换为预设电压，并将转换后的能量传输给所述超级电容。

步骤403：超级电容存储所述隔离dcdc电路传输的能量，在所述蓄电池无法控制继电器正常闭合的情况下，为电池管理系统bms供电，以辅助闭合继电器。

可选的，所述系统还包括：防反二极管；

所述防反二极管将所述蓄电池与所述超级电容为所述bms供电的电路隔离开。

可选的，所述动力电池包括多个供电单元；所述系统还包括：电压采样电路；

所述电压采样电路分别采集每个所述供电单元的电压，并将各个所述供电单元的电压发送至控制模块；

所述控制单根据各个所述供电单元的电压，确定用于为所述隔离dcdc电路放电的目标供电单元。

可选的，所述供电单元为电池电芯或电池模组。

可选的，所述系统还包括：温度采样电路和电流采样电路；

所述温度采样电路采集所述隔离dcdc电路的温度，并将所述隔离dcdc电路的温度发送至所述控制单元；

所述电流采样电路采集所述隔离dcdc电路的工作电流，并将所述隔离dcdc电路的工作电流发送至所述控制单元；

则所述控制单元在所述隔离dcdc电路的温度超过温度阈值，和/或，所述隔离dcdc电路的工作电流超过电流阈值的情况下，停止所述隔离dcdc电路的工作。

可选的，所述系统还包括：超级电容监控电路；

所述超级电容监控电路监控所述超级电容的电压是否达到预设阈值，在未达到的情况下，向所述控制单元发送充电请求；

所述控制单元根据所述充电请求，控制所述隔离dcdc电路为所述超级电容充电。

可选的，所述系统还包括：蓄电池电压监控电路；

所述蓄电池电压监控电路监控所述低压电气系统中蓄电池的电压是否低于启动阈值，若是，则向所述控制单元发送辅助请求；

所述控制单元根据所述辅助请求，控制所述隔离dcdc电路为所述超级电容充电，以及控制所述超级电容为所述bms供电。

可选的，所述系统还包括：绝缘检测电路；

所述绝缘检测电路检测所述系统的高压绝缘情况。

上述继电器闭合辅助方法应用于继电器闭合辅助系统，该系统包括控制单元、隔离dcdc电路和超级电容；其中，控制单元判断低压电气系统中的蓄电池的剩余电量是否能够控制继电器正常闭合，隔离dcdc电路将动力电池的电压转换为预设电压，并将转换后的能量传输给超级电容，超级电容存储隔离dcdc电路传输的能量，并在蓄电池无法控制继电器正常闭合的情况下为bms供电，从而辅助闭合继电器。该方法通过隔离dcdc电路将动力电池中的能量存储至超级电容中，并通过相关控制逻辑，控制超级电容在蓄电池馈电的情况下为bms供电，辅助继电器闭合，维护了电动汽车的正常工作，提高了用户体验。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。