CN111404111A - 一种继电器的驱动方法和驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种继电器的驱动方法和驱动电路，应用于储能系统，该驱动方法包括：根据储能系统中的电池电流检测信息，确定储能系统中的电池状态；若电池状态为正常充电，则控制储能系统中的正极直流继电器保持合闸，并依据储能系统中BMS的控制信号使储能系统中的负极直流继电器合闸/分闸；若电池状态为正常放电，则控制负极直流继电器保持合闸，并依据控制信号使正极直流继电器合闸/分闸；从而在正负极直流继电器分闸之前，通过对电流方向进行判断，确保正负极直流继电器在允许分闸情况下分闸，实现了正负极直流继电器正确分闸的可靠性高，从而提高了正负极直流继电器的性能和寿命，以及提高电路的安全性。

Description

一种继电器的驱动方法和驱动电路

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，更具体的说，尤其涉及一种继电器的驱动方法和驱动电路。

背景技术

高压高容量直流继电器作为一种自动控制电器，与熔断器均为储能系统中实现安全保护作用必不可少的重要基础器件。因继电器的功率、体积、成本限制，储能系统中使用的直流继电器多为有极性的，其反向带载分闸能力差且存在安全隐患，因此严格禁止其反向带载分闸。

储能系统都具备充放电功能，充放电过程中流过正极、负极直流继电器的电流方向必然既有正向，也有反向。直流继电器正向分闸时电流具有一定的分断灭弧能力，能够有效的确保系统安全；但直流继电器在反向分闸时其寿命急剧减少，在反向电流下分闸时触点间产生的电弧电流很大时，电弧无法断开且持续燃弧，可能存在爆炸失效风险，严重影响系统安全。

现有技术中，由储能系统中的BMS(Battery Management System，电池管理系统)的控制信号直接控制正负极直流继电器分闸/合闸，而在BMS的控制信号存在控制失常时，可能会导致正负极直流继电器在反向电流情况下分闸，进而导致正负极直流继电器正确分闸的可靠性低，从而影响了正负极直流继电器的性能和寿命，严重时可能导致安全事故。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种继电器的驱动方法和驱动电路，用于提高正负极直流继电器正确分闸的可靠性。

本发明第一方面提供了一种继电器的驱动方法，应用于储能系统，所述继电器的驱动方法包括：

根据所述储能系统中的电池电流检测信息，确定所述储能系统中的电池状态；

若所述电池状态为正常充电，则控制所述储能系统中的正极直流继电器保持合闸，并依据所述储能系统中BMS的控制信号使所述储能系统中的负极直流继电器合闸/分闸；

若所述电池状态为正常放电，则控制所述负极直流继电器保持合闸，并依据所述控制信号使所述正极直流继电器合闸/分闸。

可选的，在根据所述储能系统中的电池电流检测信息，确定所述储能系统中的电池状态之后，还包括：

若所述电池状态为充电/放电过流，则控制所述正极直流继电器和所述负极直流继电器均保持合闸。

可选的，在根据所述储能系统中的电池电流检测信息，确定所述储能系统中的电池状态之后，还包括：

若所述电池状态为静止状态或者电流绝对值低于预设值，则维持所述控制信号的控制作用。

本发明第二方面提供了一种继电器的驱动电路，应用于储能系统，所述继电器的驱动电路包括：电流检测回路和硬件逻辑电路；

所述电流检测回路的输入端与所述储能系统中电流采集单元的输出端相连；

所述电流检测回路的输出端分别与所述硬件逻辑电路的第一输入端以及所述储能系统中BMS的第一输入端相连；

所述硬件逻辑电路还存在多个端口与所述BMS的对应端口相连；

所述硬件逻辑电路的第一输出端与所述储能系统中正极直流继电器的控制端相连，所述硬件逻辑电路第二输出端与所述储能系统中负极直流继电器的控制端相连；

所述电流检测回路，用于接收所述电流采集单元输出的电池电流采样信号，并将所述电池电流采样信号转换为相应的电压信号，以作为所述储能系统中的电池电流检测信息；

所述硬件逻辑电路，用于接收所述电压信号和所述BMS的控制信号，并执行本发明第一方面任一所述的继电器的驱动方法。

可选的，所述硬件逻辑电路，还用于在所述电压信号表征所述电池充电/放电过流时，输出第一锁定信号和第二锁定信号，以使所述正极直流继电器和所述负极直流继电器均保持合闸。

可选的，所述硬件逻辑电路，还用于在所述电压信号表征所述电池处于静止状态或者电流绝对值低于预设值时，维持所述控制信号的控制作用。

可选的，若所述BMS采用独立控制，则所述硬件逻辑电路通过自身的第二输入端接收所述控制信号中对应所述正极直流继电器的信号，且通过自身的第三输入端接收所述控制信号中对应所述负极直流继电器的信号；

若所述BMS采用集中控制，则所述硬件逻辑电路通过自身的第四输入端接收所述控制信号。

可选的，所述硬件逻辑电路包括：第一电压比较单元、第二电压比较单元、第三电压比较单元、第四电压比较单元、第一驱动单元和第二驱动单元；

所述第一电压比较单元的输入端、所述第二电压比较单元的输入端、所述第三电压比较单元的输入端和所述第四电压比较单元的输入端均用于接收所述电压信号；所述第一电压比较单元的第二输出端、所述第二电压比较单元的第二输出端以及所述第四电压比较单元的第三输出端均与所述第一驱动单元的输入端相连，所述第一电压比较单元的第三输出端、所述第三电压比较单元的第二输出端和所述第四电压比较单元的第二输出端均与所述第二驱动单元的输入端相连；

所述第一电压比较单元，用于在所述电压信号表征电池状态为充电过流时，通过自身的第三输出端将第一信号输出至所述第二驱动单元，以及，通过自身的第一输出端将正极直流继电器锁定信号输出至所述BMS；

所述第二电压比较单元，用于在所述电压信号表征所述所述电池状态为正常充电或所述充电过流时，通过自身的第一输出端将所述正极直流继电器锁定信号输出至所述BMS；

所述第三电压比较单元，用于在所述电压信号表征所述电池状态为正常放电或放电过流时，通过自身的第一输出端将负极直流继电器锁定信号输出至所述BMS；

所述第四电压比较单元，用于在所述电压信号表征所述电池状态为所述放电过流时，通过自身的第三输出端将第二信号输出至所述第一驱动单元，以及，通过自身的第一输出端将所述负极直流继电器锁定信号输出至所述BMS；

所述第一驱动单元的输出端作为所述硬件逻辑电路的第一输出端；所述第二驱动单元的输出端作为所述硬件逻辑电路的第二输出端；

所述第一驱动单元，用于在接收到的信号中包括所述第二信号时，使所述正极直流继电器合闸，以及，在仅接收所述BMS的控制信号时，使所述正极直流继电器根据所述BMS的控制信号合闸/分闸；

所述第二驱动单元，用于在所述接收到的信号中包括第一信号时，使所述负极直流继电器合闸，以及，在仅接收所述BMS的控制信号时，使所述负极直流继电器根据所述BMS的控制信号合闸/分闸；

其中，0<I1<I2，I1为所述继电器允许分闸的反向极限电压值的绝对值，I2为所述继电器允许分闸的正向极限电压值的绝对值。

可选的，所述硬件逻辑电路还包括：信号清零单元和N个放大器，N为正整数；

N个所述放大器的正向输入端均作为所述硬件逻辑电路的第一输入端，与所述电流检测回路的输出端相连；N个所述放大器的反向输出入端均与各自的输出端相连；N个所述放大器的输出端分别与对应的电压比较单元的输入端相连；

所述信号清零单元的第一输入端与所述第一电压比较单元中第一比较器的正向输入端相连，所述信号清零单元的第二输入端与所述第四电压比较单元中第四比较器的正向输入端相连；所述信号清零单元用于在自身的第三输入端接收到所述BMS的解锁信号后，将所述第一比较器的正向输入端电位和所述第四比较器的正向输入端电位下拉到地，以使所述第一信号和所述第二信号清零。

可选的，在N＝1时，N个所述放大器的输出端分别与各个电压比较单元的输入端相连；

在N＝2时，一个所述放大器的输出端分别与所述硬件逻辑电路中M个电压比较单元的输入端相连；另一个所述放大器的输出端分别与另外4-M个电压比较单元的输入端相连，M为正整数。

可选的，所述信号清零单元包括：第三二极管、第四二极管和第三开关管；其中：

所述第四二极管的阳极作为所述信号清零单元的第一输入端；

所述第三二极管的阳极作为所述信号清零单元的第二输入端；

所述第三开关管的控制端作为所述信号清零单元的第三输入端、接收所述BMS的解锁信号；所述第三开关管的输入端分别与所述第四二极管的阴极和所述第三二极管的阴极相连；所述第三开关管的输出端接地。

可选的，各个驱动单元均包括：光耦隔离驱动模块、第四电阻和第二开关管；其中：

所述光耦隔离驱动模块的输入端分别与所述第四电阻的一端和所述第二开关管的输入端相连，连接点作为对应驱动单元的输入端，所述光耦隔离驱动模块的输出端与相应的直流继电器的线圈供电端相连；

所述第四电阻的另一端与电源相连；

所述第二开关管的输出端接地；

在所述BMS采用独立控制时，所述第一驱动单元中所述第二开关管的控制端作为所述硬件逻辑电路的第二输入端，所述第二驱动单元中所述第二开关管的控制端作为所述硬件逻辑电路的第三输入端；

在所述BMS采用集中控制时，所述第一驱动单元中所述第二开关管的控制端和所述第二驱动单元中所述第二开关管的控制端相连，连接点作为所述硬件逻辑电路的第四输入端。

可选的，所述第一电压比较单元包括：第一电压基准单元、第一比较器、第一锁定信号单元、第一反馈单元和两个第一开关单元；所述第一比较器的反向输入端与所述第一电压基准单元相连、接收继电器允许分闸的正向极限电压值；所述第一比较器的正向输入端作为所述第一电压比较单元的输入端、接收所述电压信号，并与所述第一反馈单元的输出端相连，所述第一比较器的输出端分别与所述第一锁定信号单元的输入端和所述第一反馈单元的输入端相连；所述第一锁定信号单元的第一输出端作为所述第一电压比较单元的第一输出端、输出所述正极直流继电器锁定信号，所述第一锁定信号单元的第二输出端分别与两个所述第一开关单元的输入端相连；一个所述第一开关单元的输出端作为所述第一电压比较单元的第二输出端，另一个所述第一开关单元的输出端作为所述第一电压比较单元的第三输出端、输出所述第一信号；

所述第二电压比较单元包括：第二电压基准单元、第二比较器、第二锁定信号单元和第二开关单元；所述第二比较器的反向输入端与所述第二电压基准单元相连、接收继电器允许分闸的反向极限电压值，所述第二比较器的正向输入端作为所述第二电压比较单元的输入端、接收所述电压信号，所述第二比较器的输出端与所述第二锁定信号单元的输入端相连；所述第二锁定信号单元的第一输出端作为所述第二电压比较单元的第一输出端、输出所述正极直流继电器锁定信号，所述第二锁定信号单元的第二输出端与所述第二开关单元的输入端相连；所述第二开关单元的输出端作为所述第二电压比较单元的第二输出端；

所述第三电压比较单元包括：第三电压基准单元、第三比较器、第三锁定信号单元和第三开关单元；所述第三比较器的正向输入端与所述第三电压基准单元相连、接收所述继电器允许分闸的反向极限电压值的相反电压值，所述第三比较器的反向输入端作为所述第三电压比较单元的输入端、接收所述电压信号，所述第三比较器的输出端与所述第三锁定信号单元的输入端相连；所述第三锁定信号单元的第一输出端作为所述第三电压比较单元的第一输出端、输出所述负极直流继电器锁定信号，所述第三锁定信号单元的第二输出端与所述第三开关单元的输入端相连；所述第三开关单元的输出端作为所述第三电压比较单元的第二输出端；

所述第四电压比较单元包括：第四电压基准单元、第四比较器、第四锁定信号单元、第四反馈单元和两个第四开关单元；所述第四比较器的正向输入端与所述第四电压基准单元相连、接收所述继电器允许分闸的正向极限电压值的相反电压值，并与所述第四反馈单元的输出端相连，所述第四比较器的反向输入端作为所述第四电压比较单元的输入端、接收所述电压信号，所述第四比较器的输出端分别与所述第四锁定信号单元的输入端和所述第四反馈单元的输入端相连；所述第四锁定信号单元的第一输出端作为所述第四电压比较单元的第一输出端、输出所述负极直流继电器锁定信号，所述第四锁定信号单元的第二输出端分别与两个所述第四开关单元的输入端相连；一个所述第四开关单元的输出端作为所述第四电压比较单元的第二输出端，另一个所述第四开关单元的输出端作为所述第四电压比较单元的第三输出端、输出所述第二信号。

可选的，各个锁定信号单元均包括：第一电阻、第二电阻和第一二极管；

所述第一二极管的阳极分别与所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端相连，连接点作为对应锁定信号单元的输入端；所述第一电阻的另一端与电源相连；所述第二电阻的另一端作为对应锁定信号单元的第二输出端；所述第一二极管的阴极作为对应锁定信号单元的第一输出端。

可选的，各个开关单元均包括：第三电阻和第一开关管；

所述第一开关管的控制端作为对应开关单元的输入端，所述第一开关管的输入端与所述第三电阻的一端相连，连接点作为对应开关单元的输出端，所述第一开关管的输出端接地，所述第三电阻的另一端与电源相连。

可选的，各个反馈单元均包括：第二二极管；

所述第二二极管的阳极作为对应反馈单元的输入端，所述第二二极管的阴极作为对应反馈单元的输出端。

从上述技术方案可知，本发明提供的一种继电器的驱动方法，应用于储能系统，继电器的驱动方法包括：根据储能系统中的电池电流检测信息，确定储能系统中的电池状态；若电池状态为正常充电，则控制储能系统中的正极直流继电器保持合闸，并依据储能系统中BMS的控制信号使储能系统中的负极直流继电器合闸/分闸；若电池状态为正常放电，则控制负极直流继电器保持合闸，并依据控制信号使正极直流继电器合闸/分闸；从而在正负极直流继电器分闸之前，通过对电流方向进行判断，以使BMS对极性与电流方向不一致的直流继电器无法实现有效驱动，仅对极性与电流方向一致的直流继电器实现有效驱动，确保了正负极直流继电器在允许分闸情况下分闸，即确保了有极性继电器正确分闸，实现了正负极直流继电器的正确分闸的可靠性高，从而提高了正负极直流继电器的性能和寿命，以及提高电路的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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他的附图。

图1是现有技术提供的储能系统中正负极直流继电器的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种继电器的驱动电路的示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种继电器的驱动电路的示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种继电器的驱动电路的示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种继电器的驱动电路的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种继电器的驱动方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例提供了一种继电器的驱动方法，应用于储能系统，用于提高正负极直流继电器正确分闸的可靠性。

该继电器的驱动方法，参见图6，包括：

S101、根据储能系统中的电池电流检测信息，确定储能系统中的电池状态。

该电池状态可以包括正常放电和正常充电，还可以包括充电过流、放电过流、静止状态和电流绝对值低于预设值。可以通过判断电流方向和大小来确定电池状态，如以充电电流为正，放电电流为负为例进行说明，I1≤I≤I2时电池状态为正常充电，-I2≤I≤-I1时电池状态为正常放电；以及，I2≤I时电池状态为充电过流，I≤-I2时电池状态为放电过流，-I1＜I＜0或0＜I＜I1时电池状态为电流绝对值低于预设值，在I＝0时电池状态为静止状态。其中I为电池电流检测信息对应的电流值，I1为继电器允许的分闸的反向电流值，I2为继电器允许分闸的正向极限电流值，一般继电器带载分闸的性能决定I2＞I1＞0。

需要说明的是，正负极直流继电器在相反的电流方向下带载分闸，会影响正负极直流继电器的寿命，因此，在正负极直流继电器分闸之前，需执行步骤S101，结合后续步骤，避免正负极直流继电器在相反的电流方向下带载分闸。

若电池状态为正常充电，则执行步骤S102；若电池状态为正常放电，则步骤S103。

S102、控制储能系统中的正极直流继电器保持合闸，并依据储能系统中BMS的控制信号使储能系统中的负极直流继电器合闸/分闸。

具体的，无论BMS的控制信号对正极直流继电器的控制为合闸控制还是分闸控制，正极直流继电器均保持合闸，即此时正极直流继电器不受BMS控制；另外，若BMS的控制信号对负极直流继电器的控制为分闸控制，则负极直流继电器分闸，若BMS的控制信号对负极直流继电器的控制为合闸控制，则负极直流继电器合闸，即此时负极直流继电器受BMS控制。

S103、控制负极直流继电器保持合闸，并依据控制信号使正极直流继电器合闸/分闸。

步骤S103的具体过程与步骤S102具体过程相似；具体的，无论BMS的控制信号对负极直流继电器的控制为合闸控制还是分闸控制，负极直流继电器均保持合闸，即此时负极直流继电器不受BMS控制；另外，若BMS的控制信号对正极直流继电器的控制为分闸控制，则正极直流继电器分闸，若BMS的控制信号对正极直流继电器的控制为合闸控制，则正极直流继电器合闸，即此时正极直流继电器受BMS控制。

在本实施例中，在正负极直流继电器分闸之前，需对电流方向进行判断，以使BMS对极性与电流方向不一致的直流继电器无法实现有效驱动，仅对极性与电流方向一致的直流继电器实现有效驱动，确保正负极直流继电器在允许分闸情况下分闸，即确保了有极性继电器的正确分闸，实现了正负极直流继电器的正确分闸的可靠性高，从而提高了正负极直流继电器的性能和寿命，以及提高电路的安全性。

可选的，在步骤S101之后，同样参见图6，若电池状态为充电/放电过流，则还可以包括：

S104、控制正极直流继电器和负极直流继电器均保持合闸。

需要说明的是，若电池状态为充电/放电过流，则说明电池电流过大，若在此情况下将正极直流继电器和负极直流继电器分闸，则影响正极直流继电器和负极直流继电器的寿命，因此，需控制正极直流继电器和负极直流继电器均保持合闸，通过储能系统中的熔断器熔断，进而将电池的充放电回路断开，以避免储能系统中的各个器件过流损坏的问题。

在步骤S101之后，同样参见图6，若电池状态为静止状态或者电流绝对值低于预设值，则还可以包括：

S105、维持控制信号的控制作用。

需要说明的是，若电池状态为静止状态或者电流绝对值低于预设值，则说明在这两种情况下将正极直流继电器和负极直流继电器分闸，均不会影响正极直流继电器和负极直流继电器的寿命，因此，维持BMS的控制信号的控制作用，正极直流继电器和负极直流继电器既可以分闸，也可以合闸。

在实际应用中，上述步骤104和上述步骤S105可以单独使用，也可以结合使用，在此不作具体限定，均在本申请的保护范围内。

实际应用中，通过软件的方式或者硬件的方式，均可以实现上述方法，但是鉴于现有技术中对BMS及其MCU芯片的可靠性有很强的依赖性，本发明实施例还提供了一种继电器的驱动电路，应用于储能系统，参见图2，包括：电流检测回路101和硬件逻辑电路102。

电流检测回路101的输入端与储能系统中电流采集单元103的输出端相连；电流检测回路101的输出端分别与硬件逻辑电路102的第一输入端以及储能系统中BMS的第一输入端相连；硬件逻辑电路102还存在多个端口与BMS的对应端口相连；硬件逻辑电路102的第一输出端与储能系统中正极直流继电器的控制端相连，硬件逻辑电路102的第二输出端与储能系统中负极直流继电器的控制端相连。

电池104的正极通过正极熔断器S1与正极直流继电器K1的正极相连；电池104的负极依次通过电流采集单元103和负极熔断器S2，与负极直流继电器K2的正极相连；PCS(Power Control System，储能变流器)的电池侧正极与正极直流继电器K1的负极相连，PCS的电池侧负极与负极直流继电器K2的负极相连。

电流检测回路101，用于接收电流采集单元103输出的电池电流采样信号，并将电池电流采样信号转换为相应的电压信号，以作为储能系统中的电池电流检测信息，然后分别输出至硬件逻辑电路102和BMS。

硬件逻辑电路102，用于接收电压信号和BMS的控制信号(如图2所示的DO1，或者图3所示的DO1和DO2)，并执行上述实施例提供的继电器的驱动方法；具体的，在电压信号表征电池状态为正常充电时，通过输出第一锁定信号(如图2和图3所示的L12)，来控制正极直流继电器K1保持合闸，同时依据控制信号使负极直流继电器K2合闸/分闸；在电压信号表征电池状态为正常放电时，通过输出第二锁定信号(如图2和图3所示的L22)，来控制负极直流继电器K2保持合闸，同时依据控制信号使正极直流继电器K1合闸/分闸。

具体的，以充电电流为正，放电电流为负为例对正负极直流继电器的合闸/分闸进行说明，如下：

在I1≤I≤I2时，电压信号将表征电池状态为正常充电，正极直流继电器K1被该硬件逻辑电路102锁定，正极直流继电器K1保持合闸；负极直流继电器K2受BMS的控制信号控制，负极直流继电器K2合闸/分闸。在-I2≤I≤-I1时，电压信号将表征电池状态为正常放电，负极直流继电器K2被该硬件逻辑电路102锁定，负极直流继电器K2保持合闸；正极直流继电器K1受BMS的控制信号控制，正极直流继电器K1合闸/分闸。其中，I为电池104的电流检测值即电池电流采样信号，I1为继电器允许的分闸的反向电流值，I2为继电器允许分闸的正向极限电流值，一般继电器带载分闸的性能决定I2＞I1＞0。

值得说明的是，如图1所示的现有技术中，由储能系统中的BMS，通过电流采集单元获取电池的电流信号并判断电池所处的状态；当电池处于放电状态时，先断开正极直流继电器K1，形成开路后，电流降为零，再断开负极直流继电器K2；而当电池处于充电状态时，先断开负极直流继电器K2，电流降为零后，再断开正极直流继电器K1；进而能够实现正负极直流继电器的正向分闸，但是该方案对BMS及其MCU芯片的可靠性有很强的依赖性，若BMS电流检测、软件控制逻辑或MCU芯片异常，出现两路继电器线包同时失电，或误判电流方向，均会造成有极性直流继电器在不正确的电流方向下带载分闸，比如充电时正极直流继电器K1先带载分闸，或放电时负极直流继电器K2先带载分闸，从而影响了正负极直流继电器的性能和寿命，严重时可能导致安全事故。

而在本实施例中，通过硬件的电流检测回路101引入电流方向信号，避免BMS电流采样处理时间较长、采样精度低的问题；并通过硬件逻辑电路102对电流方向进行判断，以使BMS对极性与电流方向不一致的直流继电器无法实现有效驱动，仅对极性与电流方向一致的直流继电器实现有效驱动，避免软件控制逻辑或MCU芯片异常时导致正负极直流继电器在相反的电流方向下带载分闸的问题，从而提高了正负极直流继电器的性能和寿命，以及提高电路的安全性。

此外，在实际应用中，该硬件逻辑电路102，还用于在电压信号表征电池状态为充电/放电过流时，通过输出第一锁定信号和第二锁定信号，来控制正极直流继电器和负极直流继电器均保持合闸。

具体的，以充电电流为正，放电电流为负为例对正负极直流继电器的合闸/分闸进行说明：在I2≤I时电压信号将表征电池状态为充电过流，在I≤-I2时电压信号将表征电池状态为放电过流，这两种情况下，正极直流继电器K1和负极直流继电器K2均被该硬件逻辑电路102锁定，此时，即便BMS的控制信号表征分闸控制，该正极直流继电器K2和负极直流继电器K1均保持合闸。

在本实施例中，使得在电池流超出继电器允许电流范围内时，BMS的控制信号对正极直流继电器K1和负极直流继电器K2均无法实现有效驱动，进而依靠熔断器分断故障电流，提高了正负极直流继电器的性能和寿命，以及提高电路的安全性。

在实际应用中，该硬件逻辑电路102，还用于在电压信号表征电池处于静止状态或者电流绝对值低于预设值时，维持控制信号的控制作用。

具体的，以充电电流为正，放电电流为负为例对正负极直流继电器的合闸/分闸进行说明：在-I1＜I＜0或0＜I＜I1时电压信号将表征电池状态为电流绝对值低于值，在I＝0时电压信号将表征电池状态为静止状态，在这两种情况下，正极直流继电器K1和负极直流继电器K2均未被该硬件逻辑电路102锁定，此时，BMS的控制信号对正极直流继电器K1和负极直流继电器K2均能够实现有效驱动。

在实际应用中，在BMS采用集中控制时，同样参见图2，硬件逻辑电路102采用一个端口接收控制信号，接收到的控制信号(如图2所示的DO1)对于正极直流继电器K1和负极直流继电器K2的控制一致，即该控制信号控制正极直流继电器K2和负极直流继电器K1均合闸，或者，控制正极直流继电器K1和负极直流继电器K2均分闸。相应的，在该硬件逻辑电路102均未输出第一锁定信号和第二锁定信号时，正极直流继电器K1和负极直流继电器K2同合同分。具体的，该硬件逻辑电路102通过自身的第四输入端接收控制信号。

在BMS采用集中控制时，各个信号以及正负极直流继电器的状态如表1所示，如下：

表1各个信号与正负极直流继电器的状态关系

依据表1可知，静止状态下正负极直流继电器同时合闸，电流绝对值低于预设值时正负极直流继电器均分闸。而在其他情况下，根据电池电流采样信号的方向，硬件逻辑电路102判断电池电流的大小及方向，将通过正向电流的直流继电器分闸，如电池正常放电时将负极直流继电器K2分闸，电池正常充电时将正极直流继电器K1分闸。当电池电流发生过流时，硬件逻辑电路102判断出电池电流的绝对大于等于预设值，将正负极直流继电器均锁住，使BMS下发的控制信号失效，保障正负极直流继电器安全性，以正负极熔断器动作实现保护。

在BMS采用独立控制时，参见图3，硬件逻辑电路102采用两个端口分别接收该控制信号中两个子信号，即控制信号中对应正极直流继电器K1的信号(如图3所示的DO1)和控制信号中对应负极直流继电器K2的信号(如图3所示的DO2)，两个端口接收到的子信号可以不一致；该控制信号中对应正极直流继电器K1的信号DO1控制正极直流继电器K1合闸/分闸，该控制信号中对应负极直流继电器K2的信号DO2控制负极直流继电器K2合闸/分闸。相应的，在该硬件逻辑电路102均未输出第一锁定信号和第二锁定信号时，该控制信号控制两个直流继电器均合闸，或两个直流继电器均分闸，又或一个直流继电器合闸，另一个直流继电器分闸。控制信号的具体控制过程在此不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

在BMS采用独立控制时，各个信号以及正负极直流继电器的状态如表2所示，如下：

表2各个信号与正负极直流继电器的状态关系

需要说明的是，BMS采用独立控制的情况下，在I＝0时，电池104处于静止状态，即电池状态为静止状态，BMS的两个端口先后输出对应的信号，如表2所示，先通过自身的一个端口输出DO1，预设时间后，再通过自身的另一个端口输出DO2；当然，也可以是先输出DO2再输出DO1，在此不作具体限定，均在本申请的保护范围内。

依据表2可知，为减小对供电电源的瞬时冲击，因此，两路直流继电器通常为分时合闸，以及，在-I1＜I＜I1时根据BMS的控制信号分闸，此时，即便BMS的软件控制逻辑失控，较小的电流也不会影响正负极直流继电器的寿命；在I1≤I＜I2，-I2＜I≤-I1这两种情况下，以电流检测回路101和硬件逻辑电路102构成的硬件电路的控制为主，BMS的控制为辅，即以电流检测回路101和硬件逻辑电路102构成的硬件电路根据检测到电池电流方向和大小，通过硬件逻辑电路102判断电池电流的大小及方向，并将通过正向电流的直流继电器分闸，此时，此时即便BMS的软件控制逻辑失控，也不会在此情况下将流过反向电流的直流继电器分闸，进而避免影响正负极直流继电器的寿命；另外，在I≥I2或I≤-I2这两种情况下，电流检测回路101和硬件逻辑电路102构成的硬件电路的对正负极直流继电器进行控制，即硬件逻辑电路102判断出电池电流过大时将正负极直流继电器均锁住，使BMS下发的控制信号失效，保障正负极直流继电器安全性，以正负极熔断器动作实现保护。

BMS采用何种控制方式在此不作具体限定，均在本申请的保护范围内。相应的，硬件逻辑电路102采用几个端口接收BMS的控制信号在此不作具体限定，均在本申请的保护范围内。

可选的，在本发明实施例图2和图3中所涉及的硬件逻辑电路102，参见图4和图5，包括：第一电压比较单元1021、第二电压比较单元1022、第三电压比较单元1023、第四电压比较单元1024、第一驱动单元1025和第二驱动单元1026；其中：

第一电压比较单元1021的输入端、第二电压比较单元1022的输入端、第三电压比较单元1023的输入端和第四电压比较单元1024的输入端均用于接收电压信号(如图4和图5所示的Ui)；第一电压比较单元1021的第二输出端、第二电压比较单元1022的第二输出端以及第四电压比较单元1024的第三输出端均与第一驱动单元1025的输入端相连，第一电压比较单元1021的第三输出端、第三电压比较单元1023的第二输出端和第四电压比较单元1024的第二输出端均与第二驱动单元1026的输入端相连。

第一电压比较单元1021，用于在电压信号表征电池状态为充电过流时，即将电压信号(如图4和图5所示的Ui)与继电器允许分闸的正向极限电压值(如图4和图5所示的Ui2)进行比较，并在电压信号表征电池充电且电压信号的绝对值大于继电器允许分闸的正向极限电压值的绝对值时，通过自身的第三输出端将第一信号(如图4和图5所示的L1)输出至第二驱动单元1026，以及，通过自身的第一输出端将正极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K1锁定信号1)输出至BMS。

在实际应用中，该第一电压比较单元1021包括：第一电压基准单元(如图4和图5所示的I2电压基准电路)、第一比较器(如图4和图5所示的比较器U2A)、第一锁定信号单元11、两个第一开关单元(如图4和图5所示的21和31)和第一反馈单元(如图4和图5所示的D12)。

第一比较器的反向输入端与第一电压基准单元相连、接收继电器允许分闸的正向极限电压值(如图4和图5所示的Ui2)；第一比较器的正向输入端作为第一电压比较单元1021的输入端、接收电压信号(如图4和图5所示的Ui)，并与第一反馈单元的输出端如二极管D12的阴极相连，第一比较器的输出端分别与第一锁定信号单元11的输入端和第一反馈单元的输入端如二极管D12的阳极相连；第一锁定信号单元11的第一输出端作为第一电压比较单元1021的第一输出端、输出正极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K1锁定信号1)，第一锁定信号单元11的第二输出端分别与两个第一开关单元(如图4和图5所示的21和31)的输入端相连；第一开关单元21的输出端作为第一电压比较单元1021的第二输出端，第一开关单元31的输出端作为第一电压比较单元1021的第三输出端、输出第一信号(如图4和图5所示的L1)。

在实际应用中，第一锁定信号单元11包括：第一电阻R11、第二电阻R12和第一二极管D11；第一开关单元21包括：第三电阻R13和第一开关管Q1；第一开关单元31括：第三电阻R15和第一开关管Q8。

第一二极管D11的阳极分别与第一电阻R11的一端和第二电阻R12的一端相连，连接点作为第一锁定信号单元11的输入端；第一电阻R11的另一端与电源Vdd1相连；第二电阻R12的另一端作为第一锁定信号单元11的第二输出端，并分别与第一开关管Q1的控制端和第一开关管Q8的控制端相连；第一二极管D11的阴极作为第一锁定信号单元11的第一输出端、输出正极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K1锁定信号1)。

第一开关管Q1的输入端与第三电阻R13的一端相连，连接点作为第一开关单元21的输出端，并与第一驱动单元1025的第一输入端相连；第三电阻R13的另一端与电源Vdd1相连，第一开关管Q1的输出端接地AGND。

第一开关管Q8的输入端与第三电阻R15的一端相连，连接点作为第一开关单元31的输出端，并将第一信号(如图4和图5所示的l1)输出至第二驱动单元1026的输入端；第三电阻R15的另一端与电源Vdd1相连，第一开关管Q8的输出端接地AGND。

第二电压比较单元1022，用于在电压信号表征电池状态为正常充电或充电过流时，即将电压信号(如图4和图5所示的Ui)与继电器允许分闸的反向极限电压值(如图4和图5所示的Ui1)进行比较，并在电压信号表征电池充电且电压信号的绝对值大于继电器允许分闸的反向极限电压值的绝对值时，通过自身的第一输出端将正极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K1锁定信号2)输出至BMS。

在实际应用中，第二电压比较单元1022包括：第二电压基准单元(如图4和图5所示的I1电压基准电路)、第二比较器(如图4和图5所示的比较器U2B)、第二锁定信号单元12和第二开关单元22。

第二比较器的反向输入端与第二电压基准单元相连、接收继电器允许分闸的反向极限电压值(如图4和图5所示的Ui1)，第二比较器的正向输入端作为第二电压比较单元1022的输入端、接收电压信号(如图4和图5所示的Ui)，第二比较器的输出端与第二锁定信号单元12的输入端相连；第二锁定信号单元12的第一输出端作为第二电压比较单元1022的第一输出端、输出正极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K1锁定信号2)，第二锁定信号单元12的第二输出端与第二开关单元22的输入端相连；第二开关单元22的输出端作为第二电压比较单元1022的第二输出端。

第二锁定信号单元12包括：第一电阻R21、第二电阻R22和第一二极管D21；第二开关单元22括：第三电阻R23和第一开关管Q2。

第一二极管D21的阳极分别与第一电阻R21的一端和第二电阻R22的一端相连，连接点作为第二锁定信号单元12的输入端；第一电阻R21的另一端与电源Vdd1相连；第二电阻R22的另一端作为第二锁定信号单元12的第二输出端，并与第一开关管Q2的控制端相连；第一二极管D21的阴极作为第二锁定信号单元12的第一输出端、输出正极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K1锁定信号2)。

第一开关管Q2的输入端与第三电阻R23的一端相连，连接点作为第二开关单元22的输出端，并与第一驱动单元1025的第一输入端相连；第三电阻R23的另一端与电源Vdd1相连，第一开关管Q2的输出端接地AGND。

第三电压比较单元1023，用于在电压信号表征电池状态为正常放电或放电过流时，即将电压信号(如图4和图5所示的Ui)与继电器允许分闸的反向极限电压值的相反电压值(如图4和图5所示的Ui1-)进行比较，并在电压信号表征放电且电压信号的绝对值大于继电器允许分闸的反向极限电压值的绝对值时，通过自身的第一输出端将负极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K2锁定信号1)输出至BMS。

在实际应用中，第三电压比较单元1023包括：第三电压基准单元(如图4和图5所示的I1-电压基准电路)、第三比较器(如图4和图5所示的比较器U2C)、第三锁定信号单元13和第三开关单元23。

第三比较器的正向输入端与第三电压基准单元相连、接收继电器允许分闸的反向极限电压值的相反电压值(如图4和图5所示的Ui1-)，第三比较器的反向输入端作为第三电压比较单元1023的输入端、接收电压信号(如图4和图5所示的Ui)，第三比较器的输出端分别与第三锁定信号单元13的输入端相连；第三锁定信号单元13的第一输出端作为第三电压比较单元1023的第一输出端、输出负极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K2锁定信号1)，第三锁定信号单元13的第二输出端与第三开关单元23的输入端相连；第三开关单元23的输出端作为第三电压比较单元1023的第二输出端。

第三锁定信号单元13包括：第一电阻R31、第二电阻R32和第一二极管D31；第三开关单元23括：第三电阻R33和第一开关管Q3。

第一二极管D31的阳极分别与第一电阻R31的一端和第二电阻R32的一端相连，连接点作为第三锁定信号单元13的输入端；第一电阻R31的另一端与电源Vdd1相连；第二电阻R32的另一端作为第三锁定信号单元13的第二输出端，并与第一开关管Q3的控制端相连；第一二极管D31的阴极作为第三锁定信号单元13的第一输出端、输出负极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K2锁定信号1)。

第一开关管Q3的输入端与第三电阻R33的一端相连，连接点作为第三开关单元23的输出端，并与第一驱动单元1025的第一输入端相连；第三电阻R33的另一端与电源Vdd1相连，第一开关管Q3的输出端接地AGND。

第四电压比较单元1024，用于在电压信号表征电池状态为放电过流时，即将电压信号(如图4和图5所示的Ui)与继电器允许分闸的正向极限电压值的相反电压值(如图4和图5所示的Ui2-)进行比较，并电压信号表征电池放电且电压信号的绝对值大于继电器允许分闸的正向极限电压值的绝对值时，通过自身的第三输出端将第二信号(如图4和图5所示的L2)输出至第一驱动单元1025，以及，通过自身的第一输出端将负极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K2锁定信号2)输出至BMS。

在实际应用中，该第四电压比较单元1024包括：第四电压基准单元(如图4和图5所示的I2-电压基准电路)、第四比较器(如图4和图5所示的比较器U2D)、第四锁定信号单元14、两个第四开关单元(如图4和图5所示24和32)和第四反馈单元(如图4和图5所示的D42)。

第四比较器的正向输入端与第四电压基准单元相连、接收继电器允许分闸的正向极限电压值的相反电压值(如图4和图5所示的Ui2-)，并与第四反馈单元的输出端如二极管D42的阴极相连；第四比较器的反向输入端作为第四电压比较单元1024的输入端、接收电压信号(如图4和图5所示的Ui)，第四比较器的输出端分别与第四锁定信号单元14的输入端和第四反馈单元的输入端如二极管D42的阳极相连；第四锁定信号单元14的第一输出端作为第四电压比较单元1024的第一输出端、输出负极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K2锁定信号2)，第四锁定信号单元14的第二输出端分别与两个第四开关单元的输入端相连；第四开关单元24的输出端作为第四电压比较单元1024的第二输出端，第四开关单元32的输出端作为第四电压比较单元1024的第三输出端、输出第二信号(如图4和图5所示的L2)。

在实际应用中，第四锁定信号单元14包括：第一电阻R41、第二电阻R42和第一二极管D41；第四开关单元24包括：第三电阻R43和第四开关管Q4；第四开关单元32包括：第三电阻R25和第一开关管Q9。

第一二极管D41的阳极分别与第一电阻R41的一端和第二电阻R42的一端相连，连接点作为第四锁定信号单元14的输入端；第一电阻R41的另一端与电源Vdd1相连；第二电阻R42的另一端作为第四锁定信号单元14的第二输出端，并分别与第一开关管Q4的控制端和第一开关管Q9的控制端相连；第一二极管D41的阴极作为第四锁定信号单元14的第一输出端、输出负极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K2锁定信号2)。

第一开关管Q4的输入端与第三电阻R43的一端相连，连接点作为第四开关单元24的输出端，并与第二驱动单元1026的第一输入端相连；第三电阻R43的另一端与电源Vdd1相连，第一开关管Q4的输出端接地AGND。

第一开关管Q9的输入端与第三电阻R25的一端相连，连接点作为第四开关单元32的输出端，将第二信号输出值第一驱动单元1025的输入端；第三电阻R25的另一端与电源Vdd1相连，第一开关管Q9的输出端接地AGND。

需要说明的是，第一电压比较单元输出的正极继电器锁定信号(如图4和图5所示的K1锁定信号1)和第二电压比较单元输出的正极继电器锁定信号(如图4和图5所示的K1锁定信号2)可以相同，也可以不相同，在此不作具体限定，均在本申请的保护范围内。同理，第三电压比较单元输出的负极继电器锁定信号(如图4和图5所示的K2锁定信号1)和第四电压比较单元输出的负极继电器锁定信号(如图4和图5所示的K2锁定信号2)可以相同，也可以不相同，在此不作具体限定，均在本申请的保护范围内。

继电器允许分闸的正向极限电压值的相反电压值的绝对值，与继电器允许分闸的正向极限电压值的绝对值相等；同理继电器允许分闸的反向极限电压值的相反电压值的绝对值，与继电器允许分闸的反向极限电压值的绝对值相等。

第一驱动单元1025的输出端作为硬件逻辑电路102的第一输出端，与正极直流继电器K1的控制端相连；第二驱动单元1026的输出端作为硬件逻辑电路102的第二输出端，与负极直流继电器K2的控制端相连。

第一驱动单元1025，用于在接收到的信号中包括第二信号(如图4和图5所示的L2)时，通过输出第一锁定信号，来控制正极直流继电器K1合闸，以及，在仅接收BMS的控制信号时，使正极直流继电器K1根据BMS的控制信号合闸/分闸。

该第一驱动单元1025，包括：光耦隔离驱动模块41、第四电阻R14和第二开关管Q5；光耦隔离驱动模块41的输入端分别与第四电阻R14的一端和第二开关管Q5的输入端相连，连接点作为第一驱动单元1025的输入端，光耦隔离驱动模块41的输出端与正极直流继电器K1的线圈供电端相连。第四电阻R14的另一端与电源相连，第二开关管Q5的输出端接地。

第二驱动单元1026，用于在接收到的信号中包括第一信号(如图4和图5所示的L1)时，通过输出第二锁定信号，来控制负极直流继电器K2合闸，以及，在仅接收BMS的控制信号时，使负极直流继电器K2根据BMS的控制信号合闸/分闸。

其中，第一信号和第二信号的优先级比控制信号的优先级高；即在第一驱动单元1025同时接收到第二信号和控制信号时，第一驱动单元1025以第二信号为主导，使正极直流继电器K1保持合闸；在第二驱动单元1026同时接收到第一信号和控制信号时，第二驱动单元1026以第一信号为主导，使负极直流继电器K2保持合闸。0<I1<I2，I1为继电器允许分闸的反向极限电压值的绝对值，I2为继电器允许分闸的正向极限电压值的绝对值。

该第二驱动单元1026包括：光耦隔离驱动模块42、第四电阻R24和第二开关管Q6；光耦隔离驱动模块42的输入端分别与第四电阻R24的一端和第二开关管Q6的输入端相连，连接点作为第二驱动单元1026的输入端，光耦隔离驱动模块42的输出端与负极直流继电器K2的线圈供电端相连；第四电阻R24的另一端与电源相连；第二开关管Q6的输出端接地。

需要说明的是，在BMS采用不同的控制方式时，第二开关管Q6和第二开关管Q5的控制端的连接关系不同，为了便于说明，若BMS采用独立控制，则将硬件逻辑电路102中用于接收控制信号中对应正极直流继电器的信号的端口命名为第二输入端，将硬件逻辑电路102中用于接收控制信号中对应负极直流继电器的信号的端口命名为第三输入端；在BMS采用集中控制，则将硬件逻辑电路102中用于接收控制信号的端口命名为第四输入端。

在实际应用中，在BMS采用集中控制时，参见图4，第一驱动单元1025的第二开关管Q5的控制端和第二驱动单元1026的第二开关管Q6的控制相连，连接点作为硬件逻辑电路102的第四输入端，并与BMS的第四输出端相连、接收控制信号DO1。

在BMS采用独立控制时，参见图5，第一驱动单元1025的第二开关管Q5的控制端作为硬件逻辑电路102的第二输入端，并与BMS的第一输出端相连、接收控制信号中对应正极直流继电器K1的信号DO1；第二驱动单元1026的第二开关管Q6的控制端作为硬件逻辑电路102的第三输入端，并与BMS的第二输出端相连、接收控制信号中对应负极直流继电器K2的信号DO2。

如图4和图5所示，BMS的第一输入端与电流检测回路101相连、接收电池电流采样信号，BMS的第二输入端与第一电压比较单元1021的第一输出端相连、接收正极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K1锁定信号1)，BMS的第三输入端与第二电压比较单元1022的第一输出端相连、接收正极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K1锁定信号2)，BMS的第四输入端与第三电压比较单元1023的第一输出端相连、接收负极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K2锁定信号1)，BMS的第五输入端与第四电压比较单元1024的第一输出端相连、接收负极直流继电器锁定信号(如图4和图5所示的K2锁定信号2)；BMS的第三输出端将解锁信号输出至信号清零单元1027。

可选的，在上述实施例中，硬件逻辑电路102还包括：信号清零单元1027和N个放大器，N为正整数。

N个放大器的正向输入端均作为硬件逻辑电路102的第一输入端，与电流检测回路101的输出端相连；N个放大器的反向输出入端均与各自的输出端相连；N个放大器的输出端分别与对应的电压比较单元的输入端相连。

在实际应用中，在N＝1时，N个放大器的输出端分别与各个电压比较单元的输入端相连；在N＝2时，一个放大器的输出端分别与硬件逻辑电路102中M个电压比较单元的输入端相连，如M＝2时，参见图4和图5，放大器U1A的输出端分别与第一电压比较单元1021的输入端和第二电压比较单元1022的输入端相连；另一个放大器的输出端分别与另外4-M个电压比较单元的输入端相连，M为正整数。如M＝2时参见图4和图5，放大器U1B的输出端分别与第二电压比较单元1022的输入端和第三电压比较单元1023的输入端相连。需要说明的是，N＝2，M＝2时，各个放大器的其他连接关系在此不再一一赘述，也在本申请的保护范围内。当然，N、M也均可以取其他值，各个放大器的具体连接关系在此也不再一一赘述，也在本申请的保护范围内。

信号清零单元1027的第一输入端与第一电压比较单元1021中第一比较器的正向输入端相连，信号清零单元1027的第二输入端与第四电压比较单元1024中第四比较器的正向输入端相连；信号清零单元1027用于在自身的第三输入端接收到BMS的解锁信号后，将第一比较器的正向输入端电位和第四比较器的正向输入端电位下拉到地，以使第一信号和第二信号清零。

在实际应用中，该信号清零单元1027包括：第三二极管D23、第四二极管D13和第三开关管Q7；其中：

第四二极管D13的阳极作为信号清零单元1027的第一输入端，与比较器U2A的正向输入端相连；第三二极管D23的阳极作为信号清零单元1027的第二输入端，与比较器U2D的正向输出端；第三开关管Q7的控制端作为信号清零单元1027的第三输入端、接收BMS的解锁信号；第三开关管Q7的输入端分别与第四二极管D13的阴极和第三二极管D23的阴极相连；第三开关Q7管的输出端接地。

具体的，以充电电流为正，放电流为负为例，对图4所示的驱动电路的工作过程进行说明，如下：

I1电压基准电路根据I1设置参考电压为Ui1，并将Ui1输出至比较器U2B的反相输入端；电流检测回路101将I经过转换偏置为Ui，并经过放大器U1B跟随，输出至比较器U2B的同相输入端。当I1≤I时，比较器U2B输出高电平，第一开关管Q2导通，输出K1锁定信号1，正极直流继电器K1持续保持合闸状态，BMS可以正常对负极直流继电器K2分闸后，正负极直流继电器的电流回路中的实际电流I＝0时，K1锁定信号1自动清除，正极直流继电器K1正常响应BMS分闸指令。

I2电压基准电路依据I2设置参考电压为Ui2，并将Ui1输出至比较器U2A反相输入端。电流检测回路101将I经过转换偏置为Ui，并经过放大器U1B跟随，输出至比较器U2A的同相输入端。当I≥I2时，比较器U2A输出高电平，第一开关管Q1、第一开关管Q8均导通，输出K1锁定信号2和第一信号L1，正极直流继电器K1和负极直流继电器K2均持续保持合闸状态，当正负极熔断器熔断后，正负极直流继电器的电流回路中的实际电流I＝0时，K1锁定信号2、第一信号L1自动清除，正极直流继电器K1、负极直流继电器K2均正常响应BMS分闸指令。

I1-电压基准电路依据-I1设置参考电压为Ui1-，并将Ui1输出至比较器U2C同相输入端，电流检测回路101将I经过转换偏置为Ui，并经过放大器U1B跟随，输出至比较器U2A的反相输入端。当I≤-I1时，比较器U2C输出高电平，第一开关管Q3导通，输出K2锁定信号1，负极直流继电器K2持续保持合闸状态，BMS可以正常对正极直流继电器K1分闸后，正负极直流继电器的电流回路中的实际电流I＝0时，K2的上锁信号1自动清除，负极直流继电器K2正常响应BMS分闸指令。

I2-电压基准电路依据-I2设置参考电压为Ui2-，并将Ui1输出至比较器U2D同相输入端，电流检测回路101将I经过转换偏置为Ui，并经过放大器U1A跟随，输出至比较器U2D反相输入端。当I≤-I2时，比较器U2D输出高电平，第一开关管Q4、第一开关管Q9均导通，输出K2锁定信号2和第二信号L2，正极直流继电器K1、负极直流继电器K2均持续保持合闸状态，当正负极熔断器熔断后，正负极直流继电器的电流回路中的实际电流I＝0，K2锁定信号2和第二信号L2自动清除，正极直流继电器K1、负极直流继电器K2均正常响应BMS分闸指令。

其中I为电池电流采样值，I1为继电器允许分闸的反向极限电压值，I2为继电器允许分闸的正向极限电压值。

需要说明的是，如图5所示的驱动电路与图4所示的驱动电路的工作原理相似，在此不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

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，对于系统或系统实施例而言，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。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述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。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种继电器的驱动方法，其特征在于，应用于储能系统，所述继电器的驱动方法包括：

根据所述储能系统中的电池电流检测信息，确定所述储能系统中的电池状态；

若所述电池状态为正常充电，则控制所述储能系统中的正极直流继电器保持合闸，并依据所述储能系统中电池管理系统BMS的控制信号使所述储能系统中的负极直流继电器合闸/分闸；

若所述电池状态为正常放电，则控制所述负极直流继电器保持合闸，并依据所述控制信号使所述正极直流继电器合闸/分闸。

2.根据权利要求1所述的继电器的驱动方法，其特征在于，在根据所述储能系统中的电池电流检测信息，确定所述储能系统中的电池状态之后，还包括：

若所述电池状态为充电/放电过流，则控制所述正极直流继电器和所述负极直流继电器均保持合闸。

3.根据权利要求1或2所述的继电器的驱动方法，其特征在于，在根据所述储能系统中的电池电流检测信息，确定所述储能系统中的电池状态之后，还包括：

若所述电池状态为静止状态或者电流绝对值低于预设值，则维持所述控制信号的控制作用。

4.一种继电器的驱动电路，其特征在于，应用于储能系统，所述继电器的驱动电路包括：电流检测回路和硬件逻辑电路；

所述电流检测回路的输入端与所述储能系统中电流采集单元的输出端相连；

所述电流检测回路的输出端分别与所述硬件逻辑电路的第一输入端以及所述储能系统中BMS的第一输入端相连；

所述硬件逻辑电路还存在多个端口与所述BMS的对应端口相连；

所述硬件逻辑电路的第一输出端与所述储能系统中正极直流继电器的控制端相连，所述硬件逻辑电路的第二输出端与所述储能系统中负极直流继电器的控制端相连；

所述电流检测回路，用于接收所述电流采集单元输出的电池电流采样信号，并将所述电池电流采样信号转换为相应的电压信号，以作为所述储能系统中的电池电流检测信息；

所述硬件逻辑电路，用于接收所述电压信号和所述BMS的控制信号，并执行如权利要求1-3任一所述的继电器的驱动方法。

5.根据权利要求4所述的继电器的驱动电路，其特征在于，若所述BMS采用独立控制，则所述硬件逻辑电路通过自身的第二输入端接收所述控制信号中对应所述正极直流继电器的信号，且通过自身的第三输入端接收所述控制信号中对应所述负极直流继电器的信号；

若所述BMS采用集中控制，则所述硬件逻辑电路通过自身的第四输入端接收所述控制信号。

6.根据权利要求5所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述硬件逻辑电路包括：第一电压比较单元、第二电压比较单元、第三电压比较单元、第四电压比较单元、第一驱动单元和第二驱动单元；

所述第一电压比较单元的输入端、所述第二电压比较单元的输入端、所述第三电压比较单元的输入端和所述第四电压比较单元的输入端均用于接收所述电压信号；所述第一电压比较单元的第二输出端、所述第二电压比较单元的第二输出端以及所述第四电压比较单元的第三输出端均与所述第一驱动单元的输入端相连，所述第一电压比较单元的第三输出端、所述第三电压比较单元的第二输出端和所述第四电压比较单元的第二输出端均与所述第二驱动单元的输入端相连；

所述第一电压比较单元，用于在所述电压信号表征所述电池状态为充电过流时，通过自身的第三输出端将第一信号输出至所述第二驱动单元，以及，通过自身的第一输出端将正极直流继电器锁定信号输出至所述BMS；

所述第二电压比较单元，用于在所述电压信号表征所述电池状态为正常充电或所述充电过流时，通过自身的第一输出端将所述正极直流继电器锁定信号输出至所述BMS；

所述第三电压比较单元，用于在所述电压信号表征所述电池状态为正常放电或放电过流时，通过自身的第一输出端将负极直流继电器锁定信号输出至所述BMS；

所述第四电压比较单元，用于在所述电压信号表征所述电池状态为所述放电过流时，通过自身的第三输出端将第二信号输出至所述第一驱动单元，以及，通过自身的第一输出端将所述负极直流继电器锁定信号输出至所述BMS；

所述第一驱动单元的输出端作为所述硬件逻辑电路的第一输出端；所述第二驱动单元的输出端作为所述硬件逻辑电路的第二输出端；

所述第一驱动单元，用于在接收到的信号中包括所述第二信号时，使所述正极直流继电器合闸，以及，在仅接收所述BMS的控制信号时，使所述正极直流继电器根据所述BMS的控制信号合闸/分闸；

所述第二驱动单元，用于在所述接收到的信号中包括第一信号时，使所述负极直流继电器合闸，以及，在仅接收所述BMS的控制信号时，使所述负极直流继电器根据所述BMS的控制信号合闸/分闸；

其中，0<I1<I2，I1为所述继电器允许分闸的反向极限电压值的绝对值，I2为所述继电器允许分闸的正向极限电压值的绝对值。

7.根据权利要求6所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述硬件逻辑电路还包括：信号清零单元和N个放大器，N为正整数；

N个所述放大器的正向输入端均作为所述硬件逻辑电路的第一输入端，与所述电流检测回路的输出端相连；N个所述放大器的反向输出入端均与各自的输出端相连；N个所述放大器的输出端分别与对应的电压比较单元的输入端相连；

所述信号清零单元的第一输入端与所述第一电压比较单元中第一比较器的正向输入端相连，所述信号清零单元的第二输入端与所述第四电压比较单元中第四比较器的正向输入端相连；所述信号清零单元用于在自身的第三输入端接收到所述BMS的解锁信号后，将所述第一比较器的正向输入端电位和所述第四比较器的正向输入端电位下拉到地，以使所述第一信号和所述第二信号清零。

8.根据权利要求7所述的继电器的驱动电路，其特征在于，在N＝1时，N个所述放大器的输出端分别与各个电压比较单元的输入端相连；

在N＝2时，一个所述放大器的输出端分别与所述硬件逻辑电路中M个电压比较单元的输入端相连；另一个所述放大器的输出端分别与另外4-M个电压比较单元的输入端相连，M为正整数。

9.根据权利要求7所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述信号清零单元包括：第三二极管、第四二极管和第三开关管；其中：

所述第四二极管的阳极作为所述信号清零单元的第一输入端；

所述第三二极管的阳极作为所述信号清零单元的第二输入端；

所述第三开关管的控制端作为所述信号清零单元的第三输入端、接收所述BMS的解锁信号；所述第三开关管的输入端分别与所述第四二极管的阴极和所述第三二极管的阴极相连；所述第三开关管的输出端接地。

10.根据权利要求6所述的继电器的驱动电路，其特征在于，各个驱动单元均包括：光耦隔离驱动模块、第四电阻和第二开关管；其中：

所述光耦隔离驱动模块的输入端分别与所述第四电阻的一端和所述第二开关管的输入端相连，连接点作为对应驱动单元的输入端，所述光耦隔离驱动模块的输出端与相应的直流继电器的线圈供电端相连；

所述第四电阻的另一端与电源相连；

所述第二开关管的输出端接地；

在所述BMS采用独立控制时，所述第一驱动单元中所述第二开关管的控制端作为所述硬件逻辑电路的第二输入端，所述第二驱动单元中所述第二开关管的控制端作为所述硬件逻辑电路的第三输入端；

在所述BMS采用集中控制时，所述第一驱动单元中所述第二开关管的控制端和所述第二驱动单元中所述第二开关管的控制端相连，连接点作为所述硬件逻辑电路的第四输入端。

11.根据权利要求6-10任一所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述第一电压比较单元包括：第一电压基准单元、第一比较器、第一锁定信号单元、第一反馈单元和两个第一开关单元；所述第一比较器的反向输入端与所述第一电压基准单元相连、接收继电器允许分闸的正向极限电压值；所述第一比较器的正向输入端作为所述第一电压比较单元的输入端、接收所述电压信号，并与所述第一反馈单元的输出端相连，所述第一比较器的输出端分别与所述第一锁定信号单元的输入端和所述第一反馈单元的输入端相连；所述第一锁定信号单元的第一输出端作为所述第一电压比较单元的第一输出端、输出所述正极直流继电器锁定信号，所述第一锁定信号单元的第二输出端分别与两个所述第一开关单元的输入端相连；一个所述第一开关单元的输出端作为所述第一电压比较单元的第二输出端，另一个所述第一开关单元的输出端作为所述第一电压比较单元的第三输出端、输出所述第一信号；

所述第二电压比较单元包括：第二电压基准单元、第二比较器、第二锁定信号单元和第二开关单元；所述第二比较器的反向输入端与所述第二电压基准单元相连、接收继电器允许分闸的反向极限电压值，所述第二比较器的正向输入端作为所述第二电压比较单元的输入端、接收所述电压信号，所述第二比较器的输出端与所述第二锁定信号单元的输入端相连；所述第二锁定信号单元的第一输出端作为所述第二电压比较单元的第一输出端、输出所述正极直流继电器锁定信号，所述第二锁定信号单元的第二输出端与所述第二开关单元的输入端相连；所述第二开关单元的输出端作为所述第二电压比较单元的第二输出端；

所述第三电压比较单元包括：第三电压基准单元、第三比较器、第三锁定信号单元和第三开关单元；所述第三比较器的正向输入端与所述第三电压基准单元相连、接收所述继电器允许分闸的反向极限电压值的相反电压值，所述第三比较器的反向输入端作为所述第三电压比较单元的输入端、接收所述电压信号，所述第三比较器的输出端与所述第三锁定信号单元的输入端相连；所述第三锁定信号单元的第一输出端作为所述第三电压比较单元的第一输出端、输出所述负极直流继电器锁定信号，所述第三锁定信号单元的第二输出端与所述第三开关单元的输入端相连；所述第三开关单元的输出端作为所述第三电压比较单元的第二输出端；

所述第四电压比较单元包括：第四电压基准单元、第四比较器、第四锁定信号单元、第四反馈单元和两个第四开关单元；所述第四比较器的正向输入端与所述第四电压基准单元相连、接收所述继电器允许分闸的正向极限电压值的相反电压值，并与所述第四反馈单元的输出端相连，所述第四比较器的反向输入端作为所述第四电压比较单元的输入端、接收所述电压信号，所述第四比较器的输出端分别与所述第四锁定信号单元的输入端和所述第四反馈单元的输入端相连；所述第四锁定信号单元的第一输出端作为所述第四电压比较单元的第一输出端、输出所述负极直流继电器锁定信号，所述第四锁定信号单元的第二输出端分别与两个所述第四开关单元的输入端相连；一个所述第四开关单元的输出端作为所述第四电压比较单元的第二输出端，另一个所述第四开关单元的输出端作为所述第四电压比较单元的第三输出端、输出所述第二信号。

12.根据权利要求11所述的继电器的驱动电路，其特征在于，各个锁定信号单元均包括：第一电阻、第二电阻和第一二极管；

所述第一二极管的阳极分别与所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端相连，连接点作为对应锁定信号单元的输入端；所述第一电阻的另一端与电源相连；所述第二电阻的另一端作为对应锁定信号单元的第二输出端；所述第一二极管的阴极作为对应锁定信号单元的第一输出端。

13.根据权利要求11所述的继电器的驱动电路，其特征在于，各个开关单元均包括：第三电阻和第一开关管；

所述第一开关管的控制端作为对应开关单元的输入端，所述第一开关管的输入端与所述第三电阻的一端相连，连接点作为对应开关单元的输出端，所述第一开关管的输出端接地，所述第三电阻的另一端与电源相连。

14.根据权利要求11所述的继电器的驱动电路，其特征在于，各个反馈单元均包括：第二二极管；

所述第二二极管的阳极作为对应反馈单元的输入端，所述第二二极管的阴极作为对应反馈单元的输出端。

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