CN108215912B - 用于电动汽车的控制电路和控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电动汽车的控制电路和控制系统，属于电动汽车充电技术领域。用于电动汽车的控制电路包括唤醒模块和控制模块，控制模块用于控制唤醒模块的导通/断开；控制模块包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关，第一可控开关的控制端与控制器连接，一端接地，另一端与第二可控开关的控制端连接，用于控制第二可控开关的导通/断开；第二可控开关的一端用于接收正电压，另一端与第三可控开关的控制端连接，用于控制第三可控开关的导通/断开；第三可控开关的一端接地，另一端与唤醒模块连接。该控制电路或者控制系统通过增加控制模块，以控制唤醒模块在电池充满电或需要中止充电时自动断开。

Description

用于电动汽车的控制电路和控制系统
技术领域
本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体地涉及一种用于电动汽车的控制电路和控制系统。
背景技术
电动汽车由休眠状态进入充电状态时，需将充电枪安全连接后，通过唤醒电路唤醒电池管理系统BMS工作，从而调动相应电池充电工作策略运行。目前市场上主流的充电唤醒方案为采用硬线唤醒电路唤醒主系统工作，实现电动汽车电池的充电。对于这种硬线唤醒而言，只要信号源在线，即便电池充满电或需要切断充电唤醒功能时，唤醒电路仍然无法自行断开。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于电动汽车的控制电路和控制系统，该控制电路或者控制系统通过增加控制模块，以控制唤醒模块在电池充满电或需要中止充电时自动断开。
为了实现上述目的，在一方面，本发明的实施方式提供了一种用于电动汽车的控制电路，控制电路包括唤醒模块和控制模块，控制模块用于控制唤醒模块的导通/断开；控制模块包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关，第一可控开关的控制端用于与控制器连接，第一可控开关的一端接地，另一端与第二可控开关的控制端连接，用于控制第二可控开关的导通/断开；第二可控开关的一端用于接收正电压，另一端与第三可控开关的控制端连接，用于控制第三可控开关的导通/断开；第三可控开关的一端接地，另一端与唤醒模块连接。
优选地，唤醒模块包括第四可控开关和第五可控开关，第四可控开关的控制端在充电枪插入时与充电枪连接，第四可控开关的一端接地，另一端与第五可控开关的控制端连接，用于控制第五可控开关的导通/断开；第五可控开关的一端用于接收正电压，另一端与电池管理系统BMS的工作电源连接；唤醒模块还包括连接在充电枪和第四可控开关之间的第一二极管。
优选地，第四可控开关为第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管，第五可控开关为第二MOS管。
优选地，唤醒模块还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一电阻的一端与第一二极管的负极连接，另一端与第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管的栅极连接，第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管的源极接地，第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管的漏极通过第二电阻与第二MOS管的栅极连接，第二MOS管的漏极通过直流-直流转换单元与BMS的工作电源连接，第二MOS管的源极用于连接正电压，第三电阻连接在第二MOS管的源极与栅极之间。
优选地，唤醒模块还包括稳压二极管，第一电阻的另一端与稳压二极管D2的负极连接，稳压二极管D的正极接地。
优选地，第一可控开关为第一三极管，第二可控开关为第二三极管，第三可控开关为晶闸管。
优选地，控制模块还包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻，第一三极管的基极通过第五电阻与控制器连接，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极通过第七电阻与第二三极管的基极练级，第二三极管的发射极用于接收+5V直流电压，第二三极管的集电极通过第八电阻与晶闸管的门极连接，晶闸管的阳极与第一二极管的阴极连接，晶闸管的阴极接地，第四电阻连接在第一三极管的基极与发射极之间，第六电阻连接在第二三极管的基极与发射极之间，第九电阻连接在晶闸管的门极与阴极之间。
在另一方面，本发明的实施方式还提供了一种用于电动汽车的控制系统，控制系统包括：上述的任意一种控制电路；控制器，用于输出高电平电压信号，以控制控制电路的控制模块的导通。
优选地，控制系统还包括电流传感器，电流传感器的输入端与BMS的工作电源连接，输出端与控制器连接，电流传感器用于检测工作电源的电流并传送给控制器，控制器在接收到零电流的信号的情况下，输出高电平电压信号。
优选地，控制系统还包括输入单元，输入单元与控制器连接，控制器在接收到输入单元的输入信号的情况下，输出高电平电压信号。
通过上述技术方案，控制电路除唤醒模块外还包括控制模块，控制模块可以控制唤醒模块的导通/断开，使得在电池充满电或需要切断唤醒模块时，唤醒模块可以自行断开，提高了电动汽车的控制电路的灵活性。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制电路的结构框图；
图2是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制电路的结构框图；
图3是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制电路的结构示意图；
图4是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制系统的结构框图；
图5是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制系统的结构框图；以及
图6是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施方式的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图1是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制电路的结构框图。如图1所示，在本发明的一实施方式中提供了一种用于用于电动汽车的控制电路，该控制电路包括可以包括：
唤醒模块10；
控制模块20，控制模块20用于控制唤醒模块10的导通/断开。
控制模块20可以包括第一可控开关21、第二可控开关22和第三可控开关23。第一可控开关21的控制端用于与控制器30连接，第一可控开关21的一端接地，第一可控开关21的另一端与第二可控开关22的控制端连接，第一可控开关21用于控制第二可控开关22的导通/断开。第二可控开关22的一端用于接收+5V电压，第二可控开关22的另一端与第三可控开关23的控制端连接，第二可控开关22用于控制第三可控开关23的导通/断开。第三可控开关23的一端接地，第三可控开关23的另一端与唤醒模块10连接。
控制器30用于控制第一可控开关21的导通/断开。例如控制器30可以输出高电平电压信号以控制第一可控开关21的导通。
图2是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制电路的结构框图。如图2所示，在本发明的一实施方式中提供了一种用于电动汽车的控制电路，该控制电路的唤醒模10可以包括第四可控开关14和第五可控开关15，第四可控开关14的控制端在充电枪插入时与充电枪连接，第四可控开关14的一端接地，第四可控开关14的另一端与第五可控开关15的控制端连接，第四可控开关14的用于控制第五可控开关15的导通/断开。第五可控开关15的一端用于接收+12V电压，第五可控开关15的另一端用于与BMS的工作电源连接。
第一可控开关21例如可以是第一三极管Q1，第二可控开关22例如可以是第二三极管Q2，第三可控开关23例如可以是晶闸管(Q3)。第四可控开关14例如可以是第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管Q1A，第五可控开关15可以是第二MOS管Q1B。BMS的工作电源例如可以是BMS的+5系统工作电源。
在本发明的可替换实施方式中，第一可控开关21、第二可控开关22第三可控开关23、第四可控开关14和第五可控开关15也可以是场效应管。
图3是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制电路的的结构示意图。如图3所示，本发明的一实施方式提供一种用于电动汽车的控制电路，该控制电路的唤醒模块10除图2所示的第四可控开关14和第五可控开关15外，还可以包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3。
第一电阻R2的一端与第一二极管D3的负极连接，第一电阻R2的另一端与第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管Q1A的栅极连接，第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管Q1A的源极接地，第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管Q1A的漏极通过第二电阻R2与第二MOS管Q1B的栅极连接，第二MOS管Q1B的漏极与BMS的工作电源连接，第二MOS管Q1B的源极用于连接+12V的直流电压，第三电阻R3连接在第二MOS管Q1B的源极与栅极之间。
控制模块20除图1或图2所示的第一可控开关21、第二可控开关22和第三可控开关，还可以包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9。
第一三极管Q1的基极通过第五电阻R5与控制器30连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极通过第七电阻R7与第二三极管Q2的基极连接。，第二三极管Q2的发射极用于接收+5V直流电压，第二三极管Q2的集电极通过第八电阻R8与晶闸管Q3的门极连接。晶闸管Q3的阳极与第一二极管D1的阴极连接，晶闸管Q3的阴极接地。第四电阻R4连接在第一三极管Q1的基极与发射极之间。第六电阻R6连接在第二三极管Q2的基极与发射极之间。第九电阻R9连接在晶闸管Q3的门极与阴极之间。
第一三极管Q1例如可以是NPN型三极管，第二三极管Q2例如可以是PNP型三极管。
第二MOS管Q1A的漏极与BMS的工作电源之间还可以设置有直流-直流转换单元。
在本发明的一实施方式中，唤醒模块10还可以包括连接在充电枪和第四可控开关14之间的第一二极管D1。
在本发明的再一实施方式中，唤醒模块1还包括可以稳压二极管D2，第一电阻R1的另一端与稳压二极管D2的负极连接，稳压二极管D2的正极接地。稳压二极管D2可以起到保护唤醒模块10的作用。
图4是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制系统的的结构框图。如图4所示，在本发明的一实施方式中，还提供了一种用于电动汽车的控制系统，该控制系统可以包括上述的任意一种控制电路和与该控制电路的控制模块连接的控制器30，控制器30用于输出高电平电压信号，以控制控制模块的导通。
图5是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制系统的的结构框图。如图5所示，在本发明的优选实施方式中，控制系统还可以包括电流传感器40，电流传感器40的输入端与BMS的工作电源连接，输出端与控制器30连接。电流传感器40用于检测工作电源的电流并传送给控制器30，控制器30在接收到零电流的信号的情况下，输出高电平电压信号。
该控制器30可以为通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其它类型的集成电路(IC)、状态机等。
在本发明的可替换实施方式中，控制系统可以不包括电流传感器40，而是可替代地包括输入单元50，输入单元50与控制器30连接，控制器30在接收到输入单元50的输入信号的情况下，输出高电平电压信号。
输入单元50例如可以是机械按钮。
图6是根据本发明的一实施方式的用于电动汽车的控制系统的的结构框图。如图6所示，在本发明的再一实施方式中，用于电动汽车的控制系统可以同时包括电流传感器40和输入单元50。
如图3所示，在控制器30从电流传感器40接收到零电流信号或者从输入单元50接收到输入信号的情况下，控制器30输出+5V高电平电压信号，+5V的高电平电压信号经过第四电阻R4和第五电阻R5分压，驱动第一三极管Q1导通。在第一三极管Q1导通的情况下，第二三极管Q2的发射极接受的+5V电压经过第六电阻R6和第七电阻R7分压，使得第二三极管Q2的发射极的电压大于第二三极管Q2的基极的电压，第二三极管Q2导通。第二三极管Q2导通后，第二三极管Q2的发射极接受的+5V电压经过第八电阻R8和第九电阻R9分压，驱动晶闸管Q3导通。晶闸管Q3导通后状态会自保持，直至充电枪重新插拔上电，才恢复初始关闭状态。
在充电枪完全连接后，唤醒模块10即接入+12V高电平电压信号。控制模块20未开启时，图3中所示的A点的电压为+12V电压减去防反第一二极管D1的导通电压(约+11.3V)，经过第一电阻R1限流，驱动第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管Q1A导通。在第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管Q1A导通的情况下，第二MOS管Q1B的源极接受的+12V常火电压经第二电阻R2和第三电阻R3分压，驱动第二MOS管Q1B导通。驱动第二MOS管Q1B导通后，唤醒模块10开启，充电枪开始给BMS的工作电源充电。
而控制模块20开启时，当晶闸管Q3导通，图3中所示的A点的电压将为晶闸管Q3的导通电压(约0.6V)，小于第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管Q1A的导通电压，第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管Q1A断开，唤醒模块10关闭，充电枪停止给BMS的工作电源充电。
通过上述实施方式，控制电路除唤醒模块10外还包括控制模块20，控制模块20可以控制唤醒模块10的导通/断开，使得在电池充满电或需要切断唤醒模块时，唤醒模块10可以自行断开，提高了电动汽车的控制电路的灵活性。
以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (7)

1.一种用于电动汽车的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括唤醒模块和控制模块，所述控制模块用于控制所述唤醒模块(10)的导通/断开；所述控制模块包括第一可控开关、第二可控开关和第三可控开关，所述第一可控开关的控制端用于与控制器连接，所述第一可控开关的一端接地，另一端与所述第二可控开关的控制端连接，用于控制所述第二可控开关的导通/断开；所述第二可控开关的一端用于接收正电压，另一端与所述第三可控开关的控制端连接，用于控制所述第三可控开关的导通/断开；所述第三可控开关的一端接地，另一端与所述唤醒模块连接；
所述唤醒模块包括第四可控开关和第五可控开关，所述第四可控开关的控制端在充电枪插入时与充电枪连接，所述第四可控开关的一端接地，另一端与所述第五可控开关的控制端连接，用于控制所述第五可控开关的导通/断开；所述第五可控开关的一端用于接收正电压，另一端用于与电池管理系统BMS的工作电源连接；所述唤醒模块还包括连接在充电枪和所述第四可控开关之间的第一二极管；
所述第一可控开关为第一三极管，所述第二可控开关为第二三极管，所述第三可控开关为晶闸管；
所述控制模块还包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻，所述第一三极管的基极通过所述第五电阻与所述控制器连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极通过所述第七电阻与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极用于接收正电压，所述第二三极管的集电极通过所述第八电阻与所述晶闸管的门极连接，所述晶闸管的阳极与所述第一二极管的负极连接，所述晶闸管的阴极接地，所述第四电阻连接在所述第一三极管的基极与发射极之间，所述第六电阻连接在所述第二三极管的基极与发射极之间，所述第九电阻的连接在所述晶闸管的门极与阴极之间。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第四可控开关为第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管，所述第五可控开关为第二MOS管。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述唤醒模块还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的一端与所述第一二极管的负极连接，另一端与所述第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管的栅极连接，所述第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管的源极接地，所述第一金属-氧化物-半导体场效应晶体MOS管的漏极通过所述第二电阻与所述第二MOS管的栅极连接，所述第二MOS管的漏极通过直流-直流转换单元与BMS的工作电源连接，所述第二MOS管的源极用于连接正电压，所述第三电阻连接在所述第二MOS管的源极与栅极之间。
4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述唤醒模块还包括稳压二极管，所述第一电阻的另一端与所述稳压二极管的负极连接，所述稳压二极管的正极接地。
5.一种用于电动汽车的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：
如权利要求1至4中任意一项所述的控制电路；
控制器，用于输出高电平电压信号，以控制所述控制电路的控制模块的导通。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括电流传感器，所述电流传感器的输入端与电池管理系统BMS的工作电源连接，输出端与所述控制器连接，所述电流传感器用于检测所述工作电源的电流并传送给所述控制器，所述控制器在接收到零电流的信号的情况下，输出高电平电压信号。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括输入单元，所述输入单元与所述控制器连接，所述控制器在接收到输入单元的输入信号的情况下，输出高电平电压信号。
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