继电器后端电压采集电路及电源的制作方法

本实用新型涉及电池管理技术领域，尤其是涉及一种继电器后端电压采集电路及电源。

背景技术：

汽车产业是国民经济的重要支柱产业，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。加快培育和发展节能汽车与新能源汽车，既是有效缓解能源和环境压力，推动汽车产业可持续发展的紧迫任务，也是加快汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势的战略举措。随着当前新能源汽车技术发展方向的不断向电气化方向的深化，混合动力系统电池包设计方案中充电回路和放电回路逐渐呈现为分开的趋势。这种设计方案具有更高的安全性，充电回路相对独立，在放电过程中，充电回路不与电池模组连接；在充电过程中，放电回路不与电池模组连接。如果充电回路出现故障，也不影响放电回路的正常工作。

这种混合动力系统电池包设计方案，电池包内包含总负继电器、总正继电器和预充继电器。预充继电器和预充电阻串联后与总正继电器并联，称为高压继电器，高压继电器前端与电池模组正极连接，高压继电器后端与负载的正极连接，负载的负极与总负继电器的输入端连接，总负继电器的输出端与电池模组负极连接。其中，高压继电器后端电压难以采集，需要依赖于外部设备如电机控制器等上报CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)报文的方式进行采集。

针对上述现有技术中高压继电器后端电压难以采集的问题，目前尚未提出有效解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种继电器后端电压采集电路及电源，通过电压检测装置采集高压继电器后端电压，无需上报CAN报文，解决了高压继电器后端电压难以采集的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种继电器后端电压采集电路，包括：第一电阻、第二电阻和电压采集装置；电源正极与高压继电器的输入端连接，高压继电器的输出端连接与负载的正极连接，负载的负极与总负继电器的输入端连接，总负继电器的输出端与分流器的输入端连接，分流器的输出端与电源负极连接；第一电阻的输入端与负载的正极连接，第一电阻的输出端、第二电阻的输入端和分流器的输出端均连接，第二电阻的输出端与分流器的输入端连接；第一电阻的输入端与电压采集装置的输入端连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括：第三电阻；第三电阻的输入端、高压继电器的输出端和负载的正极均连接，第三电阻的输出端与第一电阻的输入端连接。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：第一开关；第一开关设置于第三电阻的输出端与第一电阻的输入端之间。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，第一开关为光耦。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括：第二开关；第二开关的一端、电源负极和分流器的输出端均连接，第二开关的另一端与第二电阻的输入端连接。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，第二开关为光耦。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括：二极管；二极管的正极与第二电阻的输出端连接，二极管的负极与总负继电器的输入端连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，负载包括：并联的电容和电驱动系统。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，高压继电器包括：总正继电器、预充继电器和预充电阻；总正继电器的输入端与预充继电器的输入端连接，预充继电器的输出端与预充电阻的一端连接，预充电阻的另一端与总正继电器的输出端连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电源，包括：如第一方面及其各可能的实施方式之一提供的继电器后端电压采集电路、电池模组、总正继电器、总负继电器、预充继电器和预充电阻。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的继电器后端电压采集电路及电源，包括：第一电阻、第二电阻和电压采集装置，电压采集装置通过采集第一电阻输入端的电压，检测高压继电器后端电压，无需上报CAN报文，解决了高压继电器后端电压难以采集的问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种电池包电路的电路结构图；

图2为本实用新型实施例提供的一种继电器后端电压采集电路的电路结构图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种继电器后端电压采集电路的电路结构图；

图4为本实用新型实施例提供的一种电源的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

汽车产业是国民经济的重要支柱产业，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。加快培育和发展节能汽车与新能源汽车，既是有效缓解能源和环境压力，推动汽车产业可持续发展的紧迫任务，也是加快汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势的战略举措。随着当前新能源汽车技术发展方向的不断向电气化方向的深化，混合动力系统电池包设计方案中充电回路和放电回路逐渐呈现为分开的趋势。这种设计方案具有更高的安全性，充电回路相对独立，在放电过程中，充电回路不与电池模组连接；在充电过程中，放电回路不与电池模组连接。如果充电回路出现故障，也不影响放电回路的正常工作。

这种混合动力系统电池包设计方案，参见图1所示的一种电池包电路的电路结构图。如图1所示，该电池包电路包括：高压继电器和总负继电器，高压继电器包括总正继电器、预充继电器和预充电阻。

电池模组的正极、总正继电器的输入端与预充继电器的输入端均连接，预充继电器与预充电阻的一端连接，预充电阻的另一端、总正继电器的输出端与负载的输入端均连接，电池模组的负极与总负继电器的输入端连接，总负继电器的输出端与负载的输出端连接，维修开关设置在电池模组中。然而，高压继电器后端电压难以采集，需要依赖于外部设备如电机控制器等上报CAN报文的方式进行采集。

基于此，本实用新型实施例提供的一种继电器后端电压采集电路及电源，包括：第一电阻、第二电阻和电压采集装置，电压采集装置通过采集第一电阻输入端的电压，检测高压继电器后端电压，无需上报CAN报文，解决了高压继电器后端电压难以采集的问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种继电器后端电压采集电路进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例提供了一种高压继电器后端电压采集电路，包括：第一电阻、第二电阻和电压采集装置；电源正极与高压继电器的输入端连接，高压继电器的输出端连接与负载的正极连接，负载的负极与总负继电器的输入端连接，总负继电器的输出端与分流器的输入端连接，分流器的输出端与电源负极连接；第一电阻的输入端与负载的正极连接，第一电阻的输出端、第二电阻的输入端和分流器的输出端均连接，第二电阻的输出端与分流器的输入端连接；第一电阻的输入端与电压采集装置的输入端连接。

参见图2所示的一种继电器后端电压采集电路的电路结构图，如图2所示，包括：电阻R1、电阻R2和电压采集装置；电源正极与高压继电器的输入端连接，高压继电器的输出端连接与负载的正极连接，负载的负极与总负继电器的输入端连接，总负继电器的输出端与分流器的输入端连接，分流器的输出端与电源负极连接。

电阻R1的输入端与负载的正极连接，电阻R1的输出端、电阻R2的输入端和分流器的输出端均连接，电阻R2的输出端与分流器的输入端连接；电阻R1的输入端与电压采集装置的输入端连接。

高压继电器包括：总正继电器、预充继电器和预充电阻；

总正继电器的输入端与预充继电器的输入端连接，预充继电器的输出端与预充电阻的一端连接，预充电阻的另一端与总正继电器的输出端连接。

当高压继电器与总负继电器都处在闭合状态时，信号从电源正极流出，经过高压继电器、负载、总负继电器、分流器，流入电源负极，负载正常工作。高压采集装置采集的电压为高压继电器后端电压，如果高压采集装置采集的电压存在异常，说明电路中出现了故障。

当高压继电器与总负继电器都处在断开状态时，由于负载包括并联的电容和电驱动系统，电容在高压继电器与总负继电器都处在闭合状态时充电，则在高压继电器与总负继电器都处在断开状态时，向外界放电，信号从负载正极流出，经过电阻R1、电阻R2，流入负载负极。形成放电回路。通过高压采集装置采集高压继电器后端的电压，进而判断负载内是否有残存的电荷，如果有，高压采集装置采集的电压不为0；如果没有，高压采集装置采集的电压为0。

本实用新型实施例提供的上述电路，包括：第一电阻、第二电阻和电压采集装置，电压采集装置通过采集第一电阻输入端的电压，检测高压继电器后端电压，无需上报CAN报文，解决了高压继电器后端电压难以采集的问题。

然而，电源输出的电压可能为高压，而电压采集装置采集电压的数值存在阈值，如果电源输出电压过高，电压采集装置采集电压的数值超过阈值，会导致电压采集装置损坏，因此，可以通过串联电阻分压的方式，降低采集电压的数值。上述电路还包括：第三电阻；第三电阻的输入端、高压继电器的输出端和负载的正极均连接，第三电阻的输出端与第一电阻的输入端连接。

第三电阻与第一电阻串联，电压采集装置采集的电压为第一电阻的电压，通过电阻R1的电压U1，即可检测高压继电器后端电压，进而判断负载内是否有残存的电荷，如果有，高压采集装置采集的电压不为0；如果没有，高压采集装置采集的电压为0。

本实用新型实施例提供的上述电路，通过第三电阻与第一电阻串联，采集第一电阻的电压值计算高压继电器后端电压，可以防止因电池源输出的电压过高而导致电压采集装置损坏。

第一电阻在负载工作的过程中存在静态功耗，可以通过增加开关，保证信号在负载工作时不通过第一电阻。上述电路还包括：第一开关；第一开关设置于第三电阻的输出端与第一电阻的输入端之间。

第一开关可以使用光耦，光耦由发光二极管和光敏半导体管组成，在有电流经过发光二极管后，发光二极管发光导致光敏半导体管导通，即开关闭合；在没有电流经过发光二极管后，发光二极管不发光导致光敏半导体管不导通，即开关断开。使用外部电路控制发光二极管是否有电流通过，即可控制光敏半导体管是否导通。

本实用新型实施例提供的上述电路，通过第一开关，保证信号在负载工作时不通过第一电阻，消除静态功耗。

同样，第二电阻也存在静态功耗，因此也需要增加开关，保证信号在负载工作时不通过第二电阻。上述电路还包括：第二开关；第二开关的一端、电源负极和分流器的输出端均连接，第二开关的另一端与第二电阻的输入端连接。

第二开关也可以使用光耦，用来控制电流通过第二电阻。

本实用新型实施例提供的上述电路，通过第二开关，保证信号在负载工作时不通过第二电阻，消除静态功耗。

为了保证信号在第二电阻流通的方向，可以通过二极管，确保信号的单向导通，上述电路还包括：二极管；二极管的正极与第二电阻的输出端连接，二极管的负极与总负继电器的输入端连接。

本实用新型实施例提供的上述电路，通过二极管，保证了信号在第二电阻的单向导通。

本实用新型实施例提供的一种继电器后端电压采集电路，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一开关、第二开关、二极管和电压采集装置，第三电阻与第一电阻串联分压，电压采集装置通过采集第一电阻输入端的电压，检测高压继电器后端电压，无需上报CAN报文，解决了高压继电器后端电压难以采集的问题。通过第一开关，保证信号在负载工作时不通过第一电阻，消除静态功耗，通过第二开关，保证信号在负载工作时不通过第二电阻，消除静态功耗，通过二极管，保证了信号在第二电阻的单向导通。

实施例二：

本实用新型实施例2提供一种继电器后端电压采集电路，参见图3所示的另一种继电器后端电压采集电路的电路结构图，如图3所示，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电压采集装置、光耦U1、光耦U2和二极管D1；电池模组的正极与高压继电器的输入端连接，高压继电器的输出端、电阻R3的一端和负载的正极均连接，负载的负极、二极管D1的负极和总负继电器的输入端均连接，总负继电器的输出端与分流器的输入端连接，分流器的输出端与电池模块的负极连接。

电阻R3的另一端与光耦U1的集电极连接，光耦U1的发射极、电压采集装置的输入端和电阻R1的一端均连接，电阻R1的另一端与分流器的输出端连接。

分流器的输出端与光耦U2的集电极连接，与光耦U2的发射极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与二极管D1的正极连接。

高压继电器包括：总正继电器、预充继电器和预充电阻；总正继电器的输入端与预充继电器的输入端连接，预充继电器的输出端与预充电阻的一端连接，预充电阻的另一端与总正继电器的输出端连接。负载包括：并联的电容C1和电驱动系统。

电池模组处在工作过程中，光耦U1和光耦U2断开，高压继电器和总负继电器闭合。信号从电池模组正极输出，依次经过高压继电器、负载、总负继电器和分流器，输入电池模组负极，同时负载内电容C1充电。

当电池模组处在未工作过程中，高压继电器和总负继电器断开，光耦U1和光耦U2闭合。这时负载内电容C1放电，信号从负载正极流出，依次经过电阻R3、开关U1、电阻R1、开关U2、电阻R2、二极管D1后流入到负载负极。电阻R1、电阻R2和电阻R3串联，电压采集装置采集电阻R1的输入端的电压。通过检测电阻R1的输入端的电压，即可检测高压继电器后端电压，进而判断负载内是否有残存的电荷，如果有，高压采集装置采集的电压不为0；如果没有，高压采集装置采集的电压为0。

本实用新型实施例提供的一种继电器后端电压采集电路，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电压采集装置、光耦U1、光耦U2和二极管D1；电池模组的正极与高压继电器的输入端连接，高压继电器的输出端、电阻R3的一端和负载的正极均连接，负载的负极、二极管D1的负极和总负继电器的输入端均连接，总负继电器的输出端与分流器的输入端连接，分流器的输出端与电池模块的负极连接。电压采集装置采集电阻R1的输入端的电压。通过检测电阻R1的输入端的电压，即可检测高压继电器后端电压，进而判断负载内是否有残存的电荷，如果有，高压采集装置采集的电压不为0；如果没有，高压采集装置采集的电压为0。

实施例三：

本实用新型实施例3提供一种电源，参见图4所示的一种电源的结构示意图，如图4所示，包括：如第一方面及其各可能的实施方式之一提供的继电器后端电压采集电路、电池模组、总正继电器、总负继电器、预充继电器和预充电阻。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的电源的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本实用新型实施例提供的电源，与上述实施例提供的继电器后端电压采集电路具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。