CN107599848B - 高压检测电路、检测器、电池装置和运载工具 - Google Patents

高压检测电路、检测器、电池装置和运载工具 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种高压检测电路、检测器、电池装置和运载工具，该高压检测电路包括：控制器，具有第一信号接收端口、第二信号接收端口以及信号输出端口；电流检测子电路采集主负开关内侧的电流信号，并将电流信号传输至第一信号接收端口；开关检测子电路，开关检测子电路的第一端采集待检测开关的外侧的第一电信号，开关检测子电路的第二端将第一电信号传输至第二信号接收端口；开关驱动子电路用于通过信号输出端口采集开关控制信号，并根据开关控制信号生成对应的开关驱动信号。本发明的技术方案，至少缩短了信号传输距离，降低了信号传输过程中的能量损耗，使开关检测子电路的检测结果以及开关驱动子电路对待控制开关的控制更加精确。

Description

高压检测电路、检测器、电池装置和运载工具
【技术领域】
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种高压检测电路、检测器、电池装置和运载工具。
【背景技术】
目前，电动汽车替代燃油汽车已成为汽车业发展的趋势，而车载电池的安全问题已成为阻碍电动汽车推广的问题之一。目前，为了降低车载电池的高压回路在工作中的安全性风险，需要对高压回路中的各继电器的状态等参数进行检测，以便在检测到不安全因素等情况下对高压回路进行调控，以保护电池安全。
相关技术中，车载电池的高压回路中的针对各参数的检测电路均连接至车载电池的低压部分的电池管理单元(Battery Management Unit，BMU)，由电池管理单元进行控制，这样就需要有线束将低压部分和高压回路进行连接。
对此，为保证低压部分和高压回路均能正常工作，需设置隔离单元将低压部分和高压回路隔离开来，然而，这种电路设计复杂易出错，同时，设置隔离单元成本也很高。
因此，相关技术中至少存在车载电池的内部电路结构过于复杂的技术问题。
【发明内容】
本发明实施例提供了一种高压检测电路、检测器、电池装置和运载工具，旨在解决相关技术中运载工具中车载电池的内部电路结构过于复杂的技术问题，能够简化车载电池的内部电路结构，降低其成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种高压检测电路，包括：控制器，具有第一信号接收端口、第二信号接收端口以及信号输出端口；电流检测子电路，用于采集主负开关内侧的电流信号，并用于将所述电流信号传输至所述第一信号接收端口；开关检测子电路，所述开关检测子电路的第一端用于采集待检测开关的外侧的第一电信号，所述开关检测子电路的第二端用于将所述第一电信号传输至所述第二信号接收端口；开关驱动子电路，用于通过所述信号输出端口采集开关控制信号，并根据所述开关控制信号生成对应的开关驱动信号。
在本发明上述实施例中，可选地，还包括：待控制开关，连接至所述开关驱动子电路，用于采集所述开关驱动信号，并根据所述开关驱动信号调整开闭状态。
在本发明上述实施例中，可选地，所述待检测开关包括预充开关、慢充开关、加热开关、所述主负开关、主正开关和快充开关中的至少一个；所述待控制开关包括所述预充开关、所述慢充开关、所述加热开关、所述主负开关、所述主正开关和所述快充开关中的至少一个。
在本发明上述实施例中，可选地，所述待检测开关和所述待控制开关包括继电器和/或MOS管。
在本发明上述实施例中，可选地，所述开关检测子电路的数量和所述第二信号接收端口的数量均为一个或多个，每个所述开关检测子电路的第一端用于采集待检测开关的外侧的第一电信号，每个所述开关检测子电路的第二端用于将采集到的第一电信号传输至所述第二信号接收端口；所述开关驱动子电路的数量、所述信号输出端口的数量和所述待控制开关的数量均为一个或多个，每个所述开关驱动子电路的第一端用于通过所述信号输出端口采集所述开关控制信号，每个所述开关驱动子电路的第二端用于将所述开关驱动信号传输至所述待控制开关。
在本发明上述实施例中，可选地，所述主负开关对应的开关检测子电路包括：电容，所述电容的第一端与所述主负开关的外侧连接；第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述电容的第二端连接；第一开关，所述第一开关的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一开关的第二端与供电源连接；第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述电容的第二端连接；第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二电阻的第二端、所述控制器均连接，所述第三电阻的第二端接地。
在本发明上述实施例中，可选地，所述待检测开关中的所述主负开关以外的开关对应的开关检测子电路包括：第一分压组件，所述第一分压组件的第一端与所述待检测开关的外侧连接；第二分压组件，所述第二分压组件的第一端与所述第一分压组件的第二端、所述控制器均连接，所述第二分压组件的第二端接地。
在本发明上述实施例中，可选地，所述第一分压组件包括：至少一个电阻；和/或，至少一个电阻阵列；所述第二分压组件包括：至少一个电阻；和/或，至少一个电阻阵列。
在本发明上述实施例中，可选地，所述电流检测子电路包括：电流检测组件，所述电流检测组件的第一端与所述电池模组的负极连接，所述电流检测组件的第二端与所述主负开关的内侧连接，所述电流检测组件的第三端与第四端均连接至所述控制器。
在本发明上述实施例中，可选地，所述电流检测组件包括：分流器，所述分流器具有内置电阻，所述分流器的第一端与所述电池模组的负极连接，所述分流器的第二端与所述主负开关的内侧触点连接，所述分流器的内置电阻的两端均连接至所述控制器。
在本发明上述实施例中，可选地，所述电流检测子电路还包括：第一温度感应组件，设置于所述分流器外侧且与所述分流器的内置电阻接触的位置，连接至所述控制器。
在本发明上述实施例中，可选地，所述第一温度感应组件为负温度系数热敏电阻。
在本发明上述实施例中，可选地，所述控制器还具有第三信号接收端口，相应地，所述高压检测电路还包括：电池模组检测子电路，所述电池模组检测子电路的第一端用于采集所述电池模组的正极的第二电信号，所述电池模组检测子电路的第二端用于将所述第二电信号传输至所述第三信号接收端口。
在本发明上述实施例中，可选地，所述电池模组检测子电路包括：第三分压组件，包括至少一个电阻和/或至少一个电阻阵列，所述第三分压组件的第一端与所述电池模组的正极连接；第四分压组件，包括至少一个电阻和/或至少一个电阻阵列，所述第四分压组件的第一端与所述第三分压组件的第二端、所述控制器均连接，所述第四分压组件的第二端接地。
在本发明上述实施例中，可选地，还包括：第二温度感应组件，所述第二温度感应组件的第一端连接至所述加热开关，所述第二温度感应组件的第二端连接至所述电池模组的负极。
在本发明上述实施例中，可选地，所述第二温度感应组件为正温度系数热敏电阻。
在本发明上述实施例中，可选地，还包括：隔离带，设置于所述电池高压回路与电池低压回路连接的边缘区域；所述控制器还具有通信信号收发端口，相应地，所述高压检测电路还包括：通信组件，设置在所述隔离带的位置处，所述通信组件的第一端连接至所述控制器的所述通信信号收发端口，所述通信组件的第二端连接至外设的总控制系统。
在本发明上述实施例中，可选地，所述通信组件为隔离芯片。
在本发明上述实施例中，可选地，所述控制器还具有电能接收端口，相应地，所述高压检测电路还包括：供电组件，设置在所述隔离带的位置处，连接至所述控制器的所述电能接收端口。
第二方面，本发明实施例提供了一种高压检测电路，包括：控制器，具有第一信号接收端口、第二信号接收端口以及信号输出端口；电流检测子电路，所述电流检测子电路的第一端连接至所述控制器的所述第一信号接收端口，所述电流检测子电路的第二端连接至电池高压回路中的主负开关的内侧；开关检测子电路，所述开关检测子电路的第一端连接至所述电池高压回路中的待检测开关，所述开关检测子电路的第二端连接至所述控制器的所述第二信号接收端口；开关驱动子电路，所述开关驱动子电路的第一端连接至所述控制器的所述信号输出端口，所述开关驱动子电路的第二端连接至所述电池高压回路中的待控制开关。
第三方面，本发明实施例提供了一种检测器，包括上述实施例中任一项所述的高压检测电路。
第四方面，本发明实施例提供了一种电池装置，包括上述实施例中任一项所述的高压检测电路。
第五方面，本发明实施例提供了一种运载工具，包括上述实施例中任一项所述的高压检测电路。
另外,本发明实施例还提供了一种电路板，用于集成电池高压回路或所述电池高压回路的检测电路，包括上述实施例中任一项所述的高压检测电路。
以上技术方案，针对相关技术中车载电池的内部电路结构过于复杂的技术问题，能够简化车载电池的内部电路结构，具体来说，将电池高压回路中相互独立的电流检测子电路、各开关驱动子电路以及各开关检测子电路集成在一起，将电流检测子电路、各开关检测子电路和各开关驱动子电路均连接至原本用于控制电流检测子电路的控制器，用连接该控制器的方式取代了原有的连接BMU的方式，该控制器既能够控制检测电池高压回路中的主负开关内侧的电流信号，也能够通过开关检测子电路检测电池高压回路中各待检测开关的工作状态，还能够根据待控制开关的工作状态，向开关驱动子电路发送开关控制信号，使开关驱动子电路根据该开关控制信号驱动待控制开关断开或闭合。
其中，待检测开关与待控制开关可包括至少一个相同的开关。比如，控制器既能够控制检测电池高压回路中的主负开关内侧的电流信号，也能够通过开关检测子电路检测主负开关的工作状态，还能够根据主负开关的工作状态，向开关驱动子电路发送开关控制信号，使开关驱动子电路根据该开关控制信号驱动主负开关断开或闭合。或者，控制器既能够控制检测电池高压回路中的主负开关内侧的电流信号，也能够通过开关检测子电路检测慢充开关的工作状态，还能够根据慢充开关的工作状态，向开关驱动子电路发送开关控制信号，使开关驱动子电路根据该开关控制信号驱动慢充开关改变开闭状态。
这样，各开关检测子电路和各开关驱动子电路均无需与低压部分的BMU进行连接，从而也就无需设置相关技术中的隔离单元来隔离高压回路与低压部分，既节省了隔离单元和长距离连接所消耗的导线成本，也提升了电路的安全性。同时，在此基础上，还至少缩短了待检测开关的外侧的第一电信号以及开关控制信号的传输距离，降低了待检测开关的外侧的第一电信号以及开关控制信号在传输过程中的能量损耗，使得开关检测子电路的检测结果以及开关驱动子电路对待控制开关的控制都更加精确，另外，也提升了待检测开关的外侧的第一电信号以及开关控制信号的传输速度，使得对待检测开关的检测功能和对待控制开关的控制功能更加高效，从而提升了电池的整体工作性能。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1示出了本发明的一个实施例的高压检测电路的整体示意图；
图2示出了本发明的另一个实施例的高压检测电路的示意图；
图3示出了本发明的再一个实施例的高压检测电路的示意图；
图4示出了本发明的一个实施例的高压检测电路的电路示意图；
图5示出了图4中高压检测电路的电路与电池模组的交互电路示意图；
图6示出了本发明的一个实施例的电路板的框图；
图7示出了本发明的一个实施例的检测器的框图；
图8示出了本发明的一个实施例的电池装置的框图；
图9示出了本发明的一个实施例的运载工具的框图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
图1示出了本发明的一个实施例的高压检测电路的整体示意图。
如图1所示，本发明实施例提供了一种高压检测电路100，包括：控制器102、电流检测子电路104、开关检测子电路106和开关驱动子电路108。
控制器102具有第一信号接收端口1022、第二信号接收端口1024以及信号输出端口1026；电流检测子电路104的第一端连接至控制器102的第一信号接收端口1022，电流检测子电路104的第二端连接至电池高压回路中的主负开关204的内侧。
其中，开关靠近电池模组202的一端称为开关的内侧，另一端称为开关的外侧，这里主负开关204的内侧指的是主负开关204靠近电池模组202的一端。另外，电池高压回路中还有其他部分电路206，图中未示出其他部分电路206的具体结构。
电流检测子电路104用于采集主负开关204内侧的电流信号，并用于将电流信号传输至第一信号接收端口1022，控制器102则用于通过第一信号接收端口1022接收该电流信号，由于主负开关204内侧连接至电池模组202的负极，控制器102可以根据该电流信号的范围来判断电池模组202是否处于正常工作状态，即控制器102能够及时获知电池模组202的主电路中的电流情况，并能够根据该电流情况确定电池模组202或整个电池高压回路是否处于正常工作状态，便于及时发现故障，提升了电池高压回路的安全性。
开关检测子电路106的第一端连接至电池高压回路中的待检测开关208，用于采集待检测开关208的外侧的第一电信号，开关检测子电路106的第二端连接至控制器102的第二信号接收端口1024，用于将第一电信号传输至第二信号接收端口1024。
这样，开关检测子电路106可以将采集到的第一电信号通过第二信号接收端口1024传输至控制器102，控制器102可以根据第一电信号来确定待检测开关208的实际工作状态。进一步地，控制器102可以将待检测开关208的实际工作状态与待检测开关208的理论工作状态进行对比，该理论工作状态为控制器102或电池高压回路中的其他控制装置向待检测开关208发送的开闭状态控制命令所对应的工作状态，如果待检测开关208的实际工作状态与理论工作状态一致，说明待检测开关208正常工作，无故障，如果待检测开关208的实际工作状态与理论工作状态不一致，说明待检测开关208出现了黏连或短路等故障。由此，控制器102可全面掌控待检测开关208的实际工作状态，便于及时发现待检测开关208的故障，提升了对电池高压回路中的开关故障发现与处理的效率。
开关驱动子电路108的第一端连接至控制器102的信号输出端口1026，开关驱动子电路108的第二端连接至电池高压回路中的待控制开关210，用于通过信号输出端口1026采集开关控制信号，并根据开关控制信号生成对应的开关驱动信号。其中，开关驱动子电路108的第二端具体可连接至待控制开关210的外侧。
也就是说，控制器102通过信号输出端口1026向开关驱动子电路108发送开关控制信号，开关驱动子电路108在接收到开关控制信号后，根据该开关控制信号生成对应的开关驱动信号，并将开关驱动信号发送至待控制开关210，驱动待控制开关210开启或关闭，提升了电池高压回路中控制器102对待控制开关210的掌控能力。比如，当待控制开关210为慢充开关时，可通过控制器102控制开关驱动子电路108控制慢充开关的通断，从而达到控制电池的慢充功能的目的。
综上，可将电池高压回路中相互独立的电流检测子电路104、开关驱动子电路108以及开关检测子电路106集成在一起，将电流检测子电路104、开关检测子电路106和开关驱动子电路108均连接至原本用于控制电流检测子电路104的控制器102，用连接该控制器102的方式取代了原有的连接BMU的方式，该控制器102既能够控制检测电池高压回路中的主负开关204内侧的电流信号，也能够通过开关检测子电路106检测电池高压回路中待检测开关208的工作状态，还能够根据待控制开关210的工作状态，向开关驱动子电路108发送开关控制信号，使开关驱动子电路108根据该开关控制信号驱动待控制开关210断开或闭合。
这样，各开关检测子电路106和各开关驱动子电路108均无需与低压部分的BMU进行连接，从而也就无需设置相关技术中的隔离单元来隔离高压回路与低压部分，既节省了隔离单元和长距离连接所消耗的导线成本，也提升了电路的安全性。同时，在此基础上，还至少缩短了待检测开关208的外侧的第一电信号以及开关控制信号的传输距离，降低了待检测开关208的外侧的第一电信号以及开关控制信号在传输过程中的能量损耗，使得开关检测子电路106的检测结果以及开关驱动子电路108对待控制开关210的控制都更加精确，另外，也提升了待检测开关208的外侧的第一电信号以及开关控制信号的传输速度，使得对待检测开关208的检测功能和对待控制开关210的控制功能更加高效，从而提升了电池的整体工作性能。
图2示出了本发明的另一个实施例的高压检测电路的示意图。
如图2所示，在图1示出的结构的基础上，待控制开关210也可以直接被设置在高压检测电路中，待控制开关210连接至开关驱动子电路108，用于采集开关驱动信号，并根据开关驱动信号调整开闭状态。
也就是说，在图1示出的实施例中，是只将原本由BMU控制的开关检测子电路106和开关驱动子电路108，与电流检测子电路104集成在了一起，由控制电流检测子电路104的控制器102来控制，而在图2示出的实施例中，是将开关检测子电路106、开关驱动子电路108和开关驱动子电路108驱动的待控制开关210，均电流检测子电路104集成在了一起，由控制电流检测子电路104的控制器102来控制，从而也就无需设置相关技术中的隔离单元来隔离高压回路中的开关检测子电路106、开关驱动子电路108和待控制开关210等部分与低压部分，无需电池高压回路与低压部分连通，提升了电路的安全性，还至少缩短了开关控制信号、待检测开关208的外侧的第一电信号以及待控制开关210接收的开关驱动信号的传输距离，降低了这些信号在传输过程中的能量损耗，并节省了隔离单元和长距离连接所消耗的导线成本，使得开关检测子电路106的检测结果、开关驱动子电路108对待控制开关210的控制以及待控制开关210改变自身开闭状态都更加精确。另外，通过缩短导线距离，也提升了这些信号的传输速度，降低了延时，使得对待检测开关208的检测功能、对待控制开关210的控制功能以及待控制开关210更改自身开闭状态的功能都更加及时和高效，从而提升了电池的整体工作性能。
在本发明的一种实现方式中，待检测开关208和待控制开关210包括继电器和/或MOS管(Metal Oxide Semiconductor，金属—氧化物—半导体场效应晶体管)。
继电器和MOS管共同点是都可以用小信号控制大电流，其中，继电器是电流驱动，具有耐过流性、耐过热性良好的优点，可进行电气隔离，也就是说，对环境要求较低，而MOS管是电压驱动，相对于继电器可以胜任更大的频率范围，并具有较低的成本，并且，继电器在长时间使用后很可能会产生黏连等故障，而MOS管则不会产生这些故障，因此，尤其对于预充开关、慢充开关、加热开关这三种开闭频繁的开关，为避免发生黏连等故障，可采用MOS管。当然，待检测开关208和待控制开关210还可以为MOS管以外的任何其他类型的开关管。
在本发明上述实施例中，可选地，待检测开关208包括预充开关、慢充开关、加热开关、主负开关、主正开关和快充开关中的至少一个；待控制开关210包括预充开关、慢充开关、加热开关、主负开关、主正开关和快充开关中的至少一个。
当然，待检测开关208和待控制开关210均包括但不限于上述列出的各开关。
在本发明的一种实现方式中，待检测开关208与待控制开关210可包括至少一个相同的开关。比如，控制器102既能够控制检测电池高压回路中的主负开关204内侧的电流信号，也能够通过开关检测子电路106检测主负开关204的工作状态，还能够根据主负开关204的工作状态，向开关驱动子电路108发送开关控制信号，使开关驱动子电路108根据该开关控制信号驱动主负开关204断开或闭合。或者，控制器102既能够控制检测电池高压回路中的主负开关204内侧的电流信号，也能够通过开关检测子电路106检测慢充开关的工作状态，还能够根据慢充开关的工作状态，向开关驱动子电路108发送开关控制信号，使开关驱动子电路108根据该开关控制信号驱动慢充开关改变开闭状态。
在本发明的一种实现方式中，开关检测子电路106的数量和第二信号接收端口1024的数量均为一个或多个。
其中，每个开关检测子电路的第一端用于采集待检测开关的外侧的第一电信号，每个开关检测子电路的第二端用于将采集到的第一电信号传输至第二信号接收端口。也就是说，每个待检测开关都对应有一个开关检测子电路，而每个开关检测子电路也对应有一个第二信号接收端口，这样一来，可通过不同的第二信号接收端口采集来自不同开关检测子电路的各第一电信号，使控制器102实现了准确辨别每个待检测开关的实际工作状态的功能，避免了多个待检测开关共用同一个第二信号接收端口或同一个开关检测子电路所可能造成的检测结果混淆的情况，提升了对待检测开关的检测的准确性，便于控制器102进一步对待检测开关进行处理。
同样地，开关驱动子电路108的数量、信号输出端口1026的数量和待控制开关210的数量均为一个或多个。
每个开关驱动子电路的第一端用于通过信号输出端口采集开关控制信号，每个开关驱动子电路的第二端用于将开关驱动信号传输至待控制开关。也就是说，每个待控制开关都对应有一个开关驱动子电路，而每个开关驱动子电路也对应有一个信号输出端口，这样一来，可以保证对于不同的待控制开关的开关控制信号都能够准确地实现对所要控制的待控制开关的控制，避免出现针对某一待控制开关的开关控制信号错误传输至无需控制的其他待控制开关的情况，提升了控制器对待控制开关进行控制的准确性，为保护电池安全奠定了基础。
在待检测开关208包括预充开关、慢充开关和加热开关的情况下，如图3所示，预充开关2082、慢充开关2084和加热开关2086分别连接有预充开关检测子电路1062、慢充开关检测子电路1064和加热开关检测子电路1066，而待控制开关210则也包括预充开关2082、慢充开关2084和加热开关2086，预充开关2082、慢充开关2084和加热开关2086的外侧分别连接有预充开关驱动子电路1082、慢充开关驱动子电路1084和加热开关驱动子电路1086。
在待检测开关208包括主负开关、快充开关、预充开关、慢充开关和加热开关的情况下，如图4所示，主负开关204、快充开关212、预充开关2082、慢充开关2084和加热开关2086分别连接有主负开关检测子电路1068、快充开关检测子电路10610、预充开关检测子电路1062、慢充开关检测子电路1064和加热开关检测子电路1066，而待控制开关210则包括预充开关2082、慢充开关2084和加热开关2086，预充开关2082、慢充开关2084和加热开关2086的外侧分别连接有预充开关驱动子电路1082、慢充开关驱动子电路1084和加热开关驱动子电路1086。
当然，待检测开关208和待控制开关210的组合情况多种多样，包括但不限于图3和图4中限定的形式。下面结合图4和图5对本发明实施例中的各开关及其相关的电路进行详细描述。
第一，先介绍主负开关204及其主负开关检测子电路1068。
如图4所示，主负开关检测子电路1068包括：电容C1、第一电阻R1、第一开关K1、第二电阻R2和第三电阻R3，其中，电容C1的第一端与主负开关204的外侧连接，第一电阻R1的第一端与电容C1的第二端连接，第一开关的第一端与第一电阻R1的第二端连接，第一开关的第二端与供电源V连接，第二电阻R2的第一端与电容C1的第二端连接，第三电阻R3的第一端与第二电阻R2的第二端、控制器102均连接，第三电阻R3的第二端接地(图4中表现为GND)。需要说明的是，供电源V为可以提供电能的供电设备，例如，恒压源、恒流源、直流源、电池、储能系统等，本发明实施例对此无特别限定。
主负开关检测子电路1068的工作原理如下：
1、响应于接收到主负开关204检测指令，闭合第一开关K1。
在本发明的一种实现方式中，当第一开关K1闭合时，电流自供电源V流经第一开关K1、第一电阻R1、电容C1、主负开关204至电池模组202的负极，构成一个完整的充电回路。此时，供电源V可以通过闭合的第一开关K1实现对电容C1的充电。
2、当电容C1充满电时，断开第一开关K1。
在本发明的一种实现方式中，可对电容C1的充电过程进行计时，如此，可以在充电时长达到预设时长时，认为电容C1处于充满电的状态。
此时，断开第一开关K1，电容C1开始进行放电。
3、在电容C1的放电过程中，通过控制器102与第二电阻R2、第三电阻R3连接的端点，获取至少两个电压信号。本发明实施例对于获取到的电压信号的数目及获取频率无特别限定，当获取到的电压信号的数目越多，最终的检测结果越准确。
4、根据采集到的电压信号，获取电容C1的放电容值。
具体来说，可以利用电容C1的放电公式以及分压公式处理采集到的电压信号，得到电容C1在该放电过程中的放电容值。
5、根据放电容值、电容C1的实际容值以及主负开关204的理论工作状态，检测主负开关204是否发生故障。
基于获取到的放电容值，可以获取电容C1的放电容值与实际容值之间的误差值，并将该误差值与预设的阈值进行比对，得到比对结果，从而，根据该比对结果与主负开关204的理论工作状态，检测主负开关204是否发生故障。此时，存在以下四种情况：
第一种，当主负开关204的理论工作状态为闭合状态时，若该误差值小于或者等于预设的阈值时，说明电容C1在放电过程中的放电容值与实际容值接近，电容C1在充电过程为正常充电状态才能够使得电容C1在放电过程中的放电容值与实际容值接近，而主负开关204必然处于闭合状态才会使得电容C1能够正常充电，故主负开关204的实际工作状态也为闭合状态，与理论工作状态一致，说明主负开关204无故障。
第二种，当主负开关204的理论工作状态为闭合状态时，若该误差值大于预设的阈值时，说明电容C1在放电过程中的放电容值与实际容值相差较大，电容C1在充电过程中未正常充电才使得其在放电过程中的放电容值与实际容值差异较大，此时，主负开关204必然处于断开状态才会导致电容C1不能正常充电，也就是说，主负开关204的实际工作状态为断开状态，与理论工作状态不一致，说明主负开关204发生断路故障。
第三种，当主负开关204的理论工作状态为断开状态时，若该误差值小于或者等于预设的阈值时，说明电容C1在放电过程中的放电容值与实际容值接近，电容C1在充电过程为正常充电状态才能够使得电容C1在放电过程中的放电容值与实际容值接近，则主负开关204必然处于闭合状态才会使得电容C1能够正常充电，也就是说，主负开关204的实际工作状态为闭合状态，与理论工作状态不一致，说明主负开关204发生黏连故障。
第四种，当主负开关204的理论工作状态为断开状态时，若该误差值大于预设的阈值时，说明电容C1在放电过程中的放电容值与实际容值相差较大，电容C1在充电过程中未正常充电才使得其在放电过程中的放电容值与实际容值差异较大，此时，主负开关204必然处于断开状态才会导致电容C1不能正常充电，也就是说，主负开关204的实际工作状态为断开状态，与理论工作状态一致，说明主负开关204无故障。
需要知晓，本发明实施例中示出的高压检测电路100中设置有包括主负开关204在内的至少一个连接至电池模组202的负极的开关，比如，在图5中，还示出了主负开关204以外的另一个连接至电池模组202的负极的开关，则每个连接至电池模组202的负极的开关的检测子电路的原理和结构都可以与主负开关检测子电路106相同或相近，在此不再赘述。
第二，介绍预充开关2082、慢充开关2084、加热开关2086和快充开关212及其对应的开关检测子电路106。
如图4所示，高压检测电路100包括预充回路a、慢充回路b和加热回路c，预充开关2082、慢充开关2084和加热开关2086就是分别设置在预充回路a、慢充回路b和加热回路c中的，预充回路a、慢充回路b和加热回路c中还分别设置有防反接单元a1、防反接单元b1和防反接单元c1，其中，防反接单元a1、防反接单元b1和防反接单元c1包括但不限于二极管，在预充回路a、慢充回路b和加热回路c反接的情况下可以不导通，以保证电路乃至整个电池的安全。
另外，预充回路a还设置有预充电阻RPRE2，预充电阻RPRE2为单个电阻或电阻阵列，用于为预充回路限流。
其中，快充开关212并未设置在高压检测电路100中，而是只将快充开关检测子电路10610设置在了高压检测电路100中，在实际情况下，为满足电池的实际需求，也可以将快充开关212设置在高压检测电路100中。
对于快充开关212、预充开关2082、慢充开关2084和加热开关2086，其对应的快充开关检测子电路10610、预充开关检测子电路1062、慢充开关检测子电路1064和加热开关检测子电路1066具有相同的结构，在图4中仅对预充开关检测子电路1062的内部结构进行了标注，其他开关检测子电路的结构与此相同。每个开关检测子电路都包括第一分压组件d和第二分压组件e，第一分压组件d的第一端与待检测开关的外侧连接，第二分压组件e的第一端与第一分压组件d的第二端、控制器102均连接，第二分压组件e的第二端接地。
其中，第一分压组件d包括至少一个电阻和/或至少一个电阻阵列，第二分压组件e包括至少一个电阻和/或至少一个电阻阵列，当然，第一分压组件d和第二分压组件e的具体结构包括但不限于上述实现方式。
对于快充开关212，首先通过最大快充电流IDC和触点电阻RDC可算出其导通压降△UDC＝IDC*RDC，接着，求得电池模组202正极电压UB+和快充开关212外侧的电压UDC_OUTSIDE的压差，若该压差在快充开关212导通压降△UDC的临近预定范围内，则快充开关212正常，反之，则快充开关212故障。
对于预冲开关，首先通过电池模组202的最大供电电流IS、开关内阻RPRE1及预充电阻RPRE2算出预充回路压降△UPRE＝IS*(RPRE1+RPRE2)，接着，求得电池模组202正极电压UB+和预充开关2082外侧的电压UPRE_OUTSIDE的压差，若该压差在预冲回路压降△UPRE的临近预定范围内，则预充开关2082正常，反之，则预充开关2082故障。
对于慢充开关2084，首先，通过最大慢充电流IAC和慢充开关2084的触点电阻RAC可算出其导通压降△UAC＝IAC*RAC，并求得电池模组202正极电压UB+和慢充开关2084外侧的电压UAC_OUTSIDE的压差，若其压差在慢充开关2084导通压降△UAC的临近预定范围内，则慢充开关2084正常，反之，则慢充开关2084故障。
对于加热开关2086，首先，通过最大供电电流IS和开关内阻RTEMP可算出其导通压降△UTEMP＝IS*RTEMP，求得电池模组202正极电压UB+和慢充开关2084外侧的电压UTEMP_OUTSIDE的压差，若其压差在加热开关2086导通压降△UTEMP的临近预定范围内，则加热开关2086正常，反之，则加热开关2086故障。
需要知晓，对于上述各个开关的状态检测过程中所使用的电池模组202正极电压UB+均可采用控制器102所存储的默认值，以节省计算时间，提高控制器102的反应速度，从而提升电池的整体工作效率。
第三，介绍主正开关及其相关的电池模组检测子电路110。
如图4所示，控制器102还具有第三信号接收端口，高压检测电路100还包括电池模组检测子电路110，电池模组检测子电路110的第一端用于采集电池模组202的正极的第二电信号，电池模组检测子电路110的第二端用于将第二电信号传输至第三信号接收端口。其中，电池模组202的正极的第二电信号可以相当于主正开关224的内侧电信号，也就是电池模组202正极电压，电池模组检测子电路110将第二电信号发送至控制器102，以便控制器102进一步对主正开关224的工作状态进行判定。
具体来说，电池模组检测子电路110包括第三分压组件f和第四分压组件g，第三分压组件f的第一端与电池模组202的正极连接，包括至少一个电阻和/或至少一个电阻阵列，第四分压组件g的第一端与第三分压组件f的第二端、控制器102均连接，第四分压组件g的第二端接地(图4中表现为GND)，包括至少一个电阻和/或至少一个电阻阵列。
首先，通过电池模组202的最大供电电流IS和主正开关224的触点电阻RMAIN+可算出其导通压降△UMAIN+＝IS*RMAIN+，接着，求得电池模组202正极电压UB+和主正开关224外侧的电压UMAIN+_OUTSIDE的压差，其中，根据图5可知，UMAIN+_OUTSIDE等于预充开关2082外侧的电压UPRE_OUTSIDE，若该压差在主正开关224导通压降△UMAIN+的临近预定范围内，则主正开关224正常，反之，则主正开关224故障。
至此可知，对于上述所有开关的状态检测过程中所使用的电池模组202正极电压UB+，也可以都应用上述电池模组检测子电路110进行检测得到，这样，可以获取电池模组202实时的正极电压，以适应电池模组202因长久使用而可能面对的电压变低的情况，从而可以获得最准确的实时UB+，进而进一步提升开关状态检测的准确性。
需要知晓，本发明实施例中示出的高压检测电路100中设置有包括主正开关224在内的至少一个连接至电池模组202的正极的开关，比如，在图5中，还示出了主正开关224以外的另一个连接至电池模组202的正极的开关，则每个连接至电池模组202的正极开关的检测子电路的原理和结构都可以与主正开关224检测子电路106相同或相近，在此不再赘述。
第四，介绍预充开关2082、慢充开关2084和加热开关2086及其对应的开关驱动子电路。
如图4所示，预充回路a中的预充开关2082为MOS管，替换相关技术中使用的预充继电器，可简化电路，降低成本。
通过控制器102经预充开关驱动子电路1082可控制预充开关2082通断，当电池模组202正常工作时，先闭合主负开关204，再闭合预充开关2082，给电容负载充电，一段时间后，断开预充开关2082，闭合主正开关，负载电容放电。通过这种方式，可有效防止电池模组202瞬间供电时产生的浪涌电流及尖峰电压对内部电路的负面影响。
对于慢充回路b，慢充开关2084为MOS管，替换相关技术中使用的慢充继电器，可简化电路，降低成本。
通过控制器102经慢充开关驱动子电路1084可控制慢充开关2084通断，当采用慢充充电方式时，慢充开关2084导通，快充开关212断开，当采用快充充电方式时，慢充开关2084断开，快充开关212导通。通过这种方式，可以满足汽车的慢充功能需求。
对于加热回路，通过控制器102经加热开关驱动子电路1086可控制加热开关2086通断，达到控制加热电池模组202的目的，以便在外界环境温度过低等情况下通过加热电池模组202来提升电池的供电能力。同时，加热开关2086可为MOS管，替代相关技术中使用的加热继电器可简化电路，降低成本。
第五，介绍电流检测子电路104。
结合图4和图5所示，电流检测子电路104包括电流检测组件，电流检测组件的第一端1042与主负开关204的内侧连接，电流检测组件的第二端1044与电池模组202的负极连接，电流检测组件的第三端1046与第四端1048均连接至控制器102。
其中，电流检测组件包括但不限于分流器h，还可以为其他任何可以进行电流检测的器件或电路，在电流检测组件为分流器时，分流器具有内置电阻R内，分流器的第二端与电池模组202的负极连接，分流器的第一端与主负开关204的内侧连接，主负开关204的内侧连接至主负开关检测子电路1068。
分流器的内置电阻R内的两端均连接至控制器102。
当主正开关和主负开关204闭合时，控制器102通过分流器采集内置电阻两端的电势差U1-U2，并通过U1-U2的差值除以内置电阻的阻值R0计算得到电池模组202的电流，实现电流的检测。
电流检测子电路104还包括第一温度感应组件，设置于分流器外侧且与分流器的内置电阻接触的位置，连接至控制器102。其中，第一温度感应组件为负温度系数热敏电阻，即第一温度感应组件的电阻随温度升高而降低，这样，控制器102可采集第一温度感应组件的电阻的变化值，并根据该变化值确定温度变化值，也就是能在电路中的温度升高时能够检测出其温度变化，从而便于进一步控制电池模组202的电流，比如，可在温度过高时断开高压回路或降低电池模组202的电流。需要知晓，本发明中重点在于将通过电流检测子电路104的控制器102同时控制电流检测子电路104和开关驱动子电路108，而对电流检测的方式以及控制器102对电流的控制不做限定，也就是说，本发明可采用任何方式进行电池模组202的电流检测和相应的控制。
如图4所示，高压检测电路100还包括隔离带112、通信组件114和供电组件116。
其中，隔离带112设置于电池高压回路与电池低压回路连接的边缘区域，用于隔开电池高压回路与电池低压回路，提升电池的安全性。
控制器102还具有通信信号收发端口，通信组件114置在隔离带112位置处，通信组件114的第一端连接至通信信号收发端口，通信组件114的第二端连接至外设的总控制系统，用于与外设的总控制系统进行通信交互，通信交互包括但不限于电流检测子电路104的检测结果和待控制开关的开闭状态。其中，外设的总控制系统包括但不限于电池管理系统、车辆整车管理系统和移动终端，通信组件114包括但不限于隔离芯片。
控制器102还具有电能接收端口，供电组件116设置在隔离带112的位置处，连接至控制器102的电能接收端口，用于为控制器102供电。
最后，需要补充的是，如图5所示，将分流器h与高压检测电路100分离表示，但分流器h仍为高压检测电路100的一部分。
加热回路c还连接有第二温度感应组件218，该第二温度感应组件218为正温度系数热敏电阻，用于检测电池模组202的温度，随电池模组202的温度降低而降低，从而增大通过的电流，产生散热，这样，控制器102可根据第二温度感应组件218的电阻来确定电池模组202的温度，从而在电池模组202的温度低于预定正常工作温度时，可闭合加热开关2086，启动加热回路，通过第二温度感应组件218的散热而实现对电池模组202的加热。
电池模组202还连接有电动装置220，电动装置220连接有负载，能够实现电池模组202的放电，电池模组202还连接有主正开关和主负开关204，主正开关和主负开关204用于对电动装置220进行过载保护。
电池模组202还连接有充电装置222，充电装置222包括交流充电装置222a和直流充电装置222c，充电装置222与快充开关212、慢充回路均连接，用于实现对电池模组202的充电。
图6示出了本发明的一个实施例的电路板的框图。
如图6所示，本发明的一个实施例的电路板600，包括图1至图5中任一实施例示出的高压检测电路100，因此，该电路板600具有和图1至图5中任一实施例示出的高压检测电路100相同的技术效果，在此不再赘述。
图7示出了本发明的一个实施例的检测器的框图。
如图7所示，本发明的一个实施例的检测器700，包括图1至图5中任一实施例示出的高压检测电路100，因此，该检测器700具有和图1至图5中任一实施例示出的高压检测电路100相同的技术效果，在此不再赘述。
图8示出了本发明的一个实施例的电池装置的框图。
如图8所示，本发明的一个实施例的电池装置800，包括图1至图5中任一实施例示出的高压检测电路100，因此，该电池装置800具有和图1至图5中任一实施例示出的高压检测电路100相同的技术效果，在此不再赘述。
图9示出了本发明的一个实施例的运载工具的框图。
如图9所示，本发明的一个实施例的运载工具900，包括图1至图5中任一实施例示出的高压检测电路100，因此，该运载工具900具有和图1至图5中任一实施例示出的高压检测电路100相同的技术效果，在此不再赘述。其中，运载工具900包括但不限于电动车辆和混合动力车辆。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案，少缩短了待检测开关的外侧的第一电信号以及开关控制信号的传输距离，降低了待检测开关的外侧的第一电信号以及开关控制信号在传输过程中的能量损耗，使得开关检测子电路的检测结果以及开关驱动子电路对待控制开关的控制都更加精确，另外，也提升了待检测开关的外侧的第一电信号以及开关控制信号的传输速度，使得对待检测开关的检测功能和对待控制开关的控制功能更加高效，从而提升了电池的整体工作性能。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等来描述信号接收端口、电信号和分压组件等概念，但这些概念不应限于这些术语。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一信号接收端口也可以被称为第二信号接收端口，类似地，第二信号接收端口也可以被称为第一信号接收端口。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (18)

1.一种高压检测电路，其特征在于，包括：
控制器，具有第一信号接收端口、第二信号接收端口以及信号输出端口；
电流检测子电路，用于采集主负开关内侧的电流信号，并用于将所述电流信号传输至所述第一信号接收端口；
开关检测子电路，所述开关检测子电路的第一端用于采集待检测开关的外侧的第一电信号，所述开关检测子电路的第二端用于将所述第一电信号传输至所述第二信号接收端口；
开关驱动子电路，用于通过所述信号输出端口采集开关控制信号，并根据所述开关控制信号生成对应的开关驱动信号。
2.根据权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，还包括：
待控制开关，连接至所述开关驱动子电路，用于采集所述开关驱动信号，并根据所述开关驱动信号调整开闭状态。
3.根据权利要求2所述的高压检测电路，其特征在于，
所述待检测开关包括预充开关、慢充开关、加热开关、所述主负开关、主正开关和快充开关中的至少一个；
所述待控制开关包括所述预充开关、所述慢充开关、所述加热开关、所述主负开关、所述主正开关和所述快充开关中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的高压检测电路，其特征在于，
所述待检测开关和所述待控制开关包括继电器和/或MOS管。
5.根据权利要求2所述的高压检测电路，其特征在于，
所述开关检测子电路的数量和所述第二信号接收端口的数量均为一个或多个，每个所述开关检测子电路的第一端用于采集待检测开关的外侧的第一电信号，每个所述开关检测子电路的第二端用于将采集到的第一电信号传输至所述第二信号接收端口；
所述开关驱动子电路的数量、所述信号输出端口的数量和所述待控制开关的数量均为一个或多个，每个所述开关驱动子电路的第一端用于通过所述信号输出端口采集所述开关控制信号，每个所述开关驱动子电路的第二端用于将所述开关驱动信号传输至所述待控制开关。
6.根据权利要求3所述的高压检测电路，其特征在于，所述主负开关对应的开关检测子电路包括：
电容，所述电容的第一端与所述主负开关的外侧连接；
第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述电容的第二端连接；
第一开关，所述第一开关的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一开关的第二端与供电源连接；
第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述电容的第二端连接；
第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二电阻的第二端、所述控制器均连接，所述第三电阻的第二端接地。
7.根据权利要求1所述的高压检测电路，其特征在于，所述待检测开关中的所述主负开关以外的开关对应的开关检测子电路包括：
第一分压组件，所述第一分压组件的第一端与所述待检测开关的外侧连接；
第二分压组件，所述第二分压组件的第一端与所述第一分压组件的第二端、所述控制器均连接，所述第二分压组件的第二端接地。
8.根据权利要求7所述的高压检测电路，其特征在于，
所述第一分压组件包括：至少一个电阻；和/或，至少一个电阻阵列；
所述第二分压组件包括：至少一个电阻；和/或，至少一个电阻阵列。
9.根据权利要求1 所述的高压检测电路，其特征在于，所述电流检测子电路包括：
电流检测组件，所述电流检测组件的第一端与电池模组的负极连接，所述电流检测组件的第二端与所述主负开关的内侧连接，所述电流检测组件的第三端与第四端均连接至所述控制器。
10.根据权利要求9所述的高压检测电路，其特征在于，所述电流检测组件包括：
分流器，所述分流器具有内置电阻，所述分流器的第一端与所述电池模组的负极连接，所述分流器的第二端与所述主负开关的内侧触点连接，所述分流器的内置电阻的两端均连接至所述控制器。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的高压检测电路，其特征在于，所述控制器还具有第三信号接收端口，相应地，所述高压检测电路还包括：
电池模组检测子电路，所述电池模组检测子电路的第一端用于采集电池模组的正极的第二电信号，所述电池模组检测子电路的第二端用于将所述第二电信号传输至所述第三信号接收端口。
12.根据权利要求11所述的高压检测电路，其特征在于，所述电池模组检测子电路包括：
第三分压组件，包括至少一个电阻和/或至少一个电阻阵列，所述第三分压组件的第一端与所述电池模组的正极连接；
第四分压组件，包括至少一个电阻和/或至少一个电阻阵列，所述第四分压组件的第一端与所述第三分压组件的第二端、所述控制器均连接，所述第四分压组件的第二端接地。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的高压检测电路，其特征在于，还包括：
隔离带，设置于电池高压回路与电池低压回路连接的边缘区域；
所述控制器还具有通信信号收发端口，相应地，所述高压检测电路还包括：
通信组件，设置在所述隔离带的位置处，所述通信组件的第一端连接至所述控制器的所述通信信号收发端口，所述通信组件的第二端连接至外设的总控制系统。
14.根据权利要求13所述的高压检测电路，其特征在于，所述控制器还具有电能接收端口，相应地，所述高压检测电路还包括：
供电组件，设置在所述隔离带的位置处，连接至所述控制器的所述电能接收端口。
15.一种高压检测电路，其特征在于，包括：
控制器，具有第一信号接收端口、第二信号接收端口以及信号输出端口；
电流检测子电路，所述电流检测子电路的第一端连接至所述控制器的所述第一信号接收端口，所述电流检测子电路的第二端连接至电池高压回路中的主负开关的内侧；
开关检测子电路，所述开关检测子电路的第一端连接至所述电池高压回路中的待检测开关，所述开关检测子电路的第二端连接至所述控制器的所述第二信号接收端口；
开关驱动子电路，所述开关驱动子电路的第一端连接至所述控制器的所述信号输出端口，所述开关驱动子电路的第二端连接至所述电池高压回路中的待控制开关，所述开关驱动子电路的第二端具体连接至所述待控制开关的外侧。
16.一种检测器，其特征在于，包括如权利要求1至15中任一项所述的高压检测电路。
17.一种电池装置，其特征在于，包括如权利要求1至15中任一项所述的高压检测电路。
18.一种运载工具，其特征在于，包括如权利要求1至15中任一项所述的高压检测电路。
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