CN114074551A - 电动汽车电源档位的备份控制电路、控制系统及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电动汽车电源档位的备份控制电路、控制系统及电动汽车。电动汽车电源档位的备份控制电路包括：信号检测单元、备份电路控制单元和备份电路输出单元；信号检测单元的输出端与备份电路控制单元的第一端电连接，信号检测单元的输入端用于与主控制电路、继电器单元分别电连接；备份电路控制单元的第二端与备份电路输出单元的输入端电连接，备份电路输出单元的输出端用于与继电器驱动单元电连接。本申请成本更低、可靠性更高，在主控制电路发生故障时可无延迟切换。

Description

电动汽车电源档位的备份控制电路、控制系统及电动汽车

技术领域

本申请涉及车辆控制技术领域，具体而言，本申请涉及一种电动汽车电源档位的备份控制电路、控制系统及电动汽车。

背景技术

电动汽车一般有两种电源档位：OFF档和ON档。电源档位为OFF档时，动力系统不可工作，电动汽车静止；电源档位为ON档时，动力系统才可以工作，电动汽车处于行驶或者即将行驶状态。

目前，OFF档和ON档之间的切换，通过继电器的通断来实现，通过可编程芯片通过控制继电器驱动电路向继电器的输出来驱动继电器使其实现通断。如果在电动汽车行驶过程中，继电器和继电器的驱动电路出现故障或者可编程芯片出现软硬件故障，会导致控制电源档位从ON档跳转到OFF档，此时电动汽车会失去动力，存在很高的安全风险。

为了确保设计的系统安全可靠，一般对整个系统采用双冗余备份，也就是使用两个继电器并联，使用独立的驱动电路来驱动继电器。对于继电器驱动电路的控制，目前行业内主要使用两颗可编程芯片来控制，这种方案成本较高，设计复杂，两颗芯片都需要编写软件代码，可靠性低，切换存在时间延迟。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种电动汽车电源档位的备份控制电路、控制系统及电动汽车，用以解决现有的电源档位备份控制电路设计复杂、可靠性低的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种电动汽车电源档位的备份控制电路，包括：信号检测单元、备份电路控制单元和备份电路输出单元；

信号检测单元的输出端与备份电路控制单元的第一端电连接，信号检测单元的输入端用于与主控制电路、继电器单元分别电连接；

备份电路控制单元的第二端与备份电路输出单元的输入端电连接，备份电路输出单元的输出端用于与继电器驱动单元电连接；

信号检测单元用于：获取主控制电路的状态信号和继电器的反馈信号，响应于状态信号和反馈信号输出第一控制信号，使备份电路控制单元保持关闭状态或进入工作状态；

备份电路控制单元用于：在工作状态时向备份电路输出单元发送第二控制信号；

备份电路输出单元用于根据第二控制信号输出备份控制信号，使继电器驱动单元保持输出。

第二方面，本申请实施例提供了一种电动汽车电源档位的控制系统，包括：主控制电路、第二逻辑电路、继电器驱动单元、以及本申请实施例第一方面提供的备份控制电路；

备份控制电路和主控制电路，均通过第二逻辑电路与继电器驱动单元的输入端电连接；

主控制电路的输入端接入档位切换开关信号；

继电器驱动单元的输出端用于与继电器单元电连接。

第三方面，本申请实施例提供了一种电动汽车，包括：继电器单元、第三逻辑电路动力电池单元、以及本申请实施例第二方面提供的控制系统；

继电器单元的第一端与控制系统中的继电器驱动单元的输出端电连接，第二端与第三逻辑电路的第一端电连接；

第三逻辑电路的第二端与动力电池单元电连接。

本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下有益效果：

本申请实施例的技术方案可通过不包含可编程芯片的备份控制电路来实现对电动汽车电源档位的控制，使车辆在处于ON档时，即使主控制电路出现软件或者硬件故障，在备份控制电路控制下仍能维持ON档，而不会突然跳转到OFF档使车辆失去动力，提高了车辆的安全性；相比传统的双可编程芯片的控制方案，本申请实施例的技术方案的成本更低、可靠性更高，在主控制电路发生故障时可无延迟切换至由备份控制电路进行控制。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种电动汽车电源档位的备份控制电路的结构示意图；

图2为本申请实施例中第一逻辑电路的一种结构框架示意图；

图3为本申请实施例中备份电路控制单元的一种结构示意图；

图4为本申请实施例中备份电路输出单元的一种结构示意图；

图5为本申请实施例中信号比较单元的一种结构示意图；

图6为本申请实施例中锁存单元的一种结构示意图；

图7为本申请实施例中信号缓冲单元的一种结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种电动汽车的部分结构框架示意图；

图9为本申请实施例中第二逻辑电路的一种结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种电动汽车电源档位的备份控制电路，如图1所示，该备份控制电路包括：信号检测单元100、备份电路控制单元200和备份电路输出模块单元300；信号检测单元100、备份电路控制单元200和备份电路输出模块单元300均不包括可编程芯片。

信号检测单元100的输出端与备份电路控制单元的第一端电连接，信号检测单元100的输入端用于与主控制电路、继电器单元分别电连接；备份电路控制单元200的第二端与备份电路输出单元300的输入端电连接，备份电路输出单元300的输出端用于与继电器驱动单元电连接。

信号检测单元100用于：获取主控制电路的状态信号和继电器的反馈信号，响应于状态信号和反馈信号输出第一控制信号，使备份电路控制单元200保持关闭状态或进入工作状态；备份电路控制单元200用于：在工作状态时向备份电路输出单元300发送第二控制信号；备份电路输出单元300用于根据第二控制信号输出备份控制信号，使继电器驱动单元保持输出。

可选地，本申请实施例中的信号检测单元100包括第一逻辑电路。

第一逻辑电路用于：在状态信号为第一电平时输出第一电平的第一控制信号，使备份电路控制单元200保持关闭状态；在状态信号和反馈信号均为第二电平时输出第二电平的第一控制信号，使备份电路控制单元200由关闭状态转为工作状态。

第一电平可以是高电平或低电平，第二电平可以是与第一电平相对的低电平或高电平。

在一个可选的实施方式中，第一逻辑电路可以是如图2所示的与逻辑电路，包括：第一反馈信号输入子单元101、第二反馈信号输入子单元102、第一控制信号输出子单元103和第一上拉子单元104。

如图2所示，第一反馈信号输入子单元101和第二反馈信号输入子单元102均包括第一电阻(如图2中的R103和R107)、第二电阻(如图2中的R104和R109)、第一电容(如图2中的C82和C85)和开关管(如图2中的Q6和Q8)。第一电阻的第一端用于与一个继电器电连接，以接入该继电器的反馈信号Relay FB(如图2中的Relay FB1或Relay FB2)，并与第一电容的第一端电连接；第一电阻的第二端分别与第二电阻的第一端、开关管的第一端电连接；第二电阻的第二端、第一电容的第二端和第一开关管的第二端均接地(如图2中的SGND端)；开关管的第三端与第一控制信号输出子单元103电连接。

第一反馈信号输入子单元101和第二反馈信号输入子单元102中的开关管可以是如图2所示的三极管，也可以是MOS(Metal Oxid Semiconductor，金属-氧化物-半导体)管。

在一个可选的实施方式中，在图2所示的电路结构中可以省略第一电容。

如图2所示，第一控制信号输出子单元103包括二极管组D16，该二极管组D16中的三个二极管的负极均与备份电路控制单元200的第一端电连接(用于向备份电路控制单元200输出第一控制信号Backup Ctrl)，并与第二电容C83的一端电连接，第二电容C83的另一端接地；第一个二极管的正极接入主控制电路的状态信号(如图2中的看门狗信号watchdogoutput)，第二个二极管的正极与第一反馈信号输入子单元101中开关管Q6的第三端电连接，第三个二极管与第二反馈信号输入子单元102中开关管Q8的第三端电连接。

如图2所示，第一上拉子单元104包括电阻R98、电阻R99和电阻R100。电阻R98的第一端、电阻R99的第一端和电阻R100的第一端均与电源端VBAT电连接；电阻R98的第二端、电阻R99的第二端、电阻R100的第二端分别与第一控制信号输出子单元103中三个二极管的正极电连接。

图2所示的与逻辑电路中各电阻、电容、二极管和开关管的参数或型号可根据实际需求选择，本申请实施例对此不作限定。

本申请实施例对与逻辑电路的具体结构不作限定，在一些实施例中的，可采用图2以外的其它电路结构，可实现本申请实施例中第一逻辑电路的功能即可。

可选地，如图3所示，备份电路控制单元200包括：第一开关子单元201、第二控制信号输出子单元202、下拉子单元203和电压调整子单元204。

第一开关子单元201的控制端、第一端分别与电源端VBAT(可接入12V的电源电压)、信号检测单元100(例如其中的第一控制信号输出子单元103)电连接；第一开关子单元201的第二端与第二控制信号输出子单元202的第一端电连接；第二控制信号输出子单元202的第二端与备份电路输出单元300的输入端电连接；下拉子单元203的一端与信号检测单元100(例如其中的第一控制信号输出子单元103)电连接，另一端接地；电压调整子单元204的一端与第二控制信号输出子单元202电连接，另一端接地。

如图3所示，第一开关子单元201包括开关管Q3，开关管Q3的控制端与电源端电；第一端与第一控制信号输出子单元103电连接，以接入第一控制信号输出子单元103输出的第一控制信号Backup Ctrl；开关管Q3的第二端与第二控制信号输出子单元202的第一端电连接。

如图3所示，第二控制信号输出子单元202可包括两个输出分支，每个输出分支设置一个分支电阻(如图3中的电阻R94和R95)，每个分支电阻的第一端均与所述第一开关子单元201(例如其中的开关管Q3)的第二端电连接；每个所述分支电阻的第二端均与所述备份电路输出单元300电连接，以向备份电路输出单元300输出第二控制信号VBackup_12V或VBackup_5V。

每个分支电阻的第二端还可用于与信号比较单元400或锁存单元500电连接，以向信号比较单元400或锁存单元500输出第二控制信号VBackup_12V或VBackup_5V。

如图3所示，电压调整子单元204可包括二极管D15和电容C81。

二极管D15的第一端、电容C81的第一端均与电阻R95的第二端电连接；二级管D15的第二端、电容C81的第二端均接地。二极管D15为钳位二极管，电容C81为滤波电容。

在一个可选的实施方式中，可省略图3中的电容C81。

可选地，如图3所示，下拉子单元203包括电阻R105。

可选地，备份电路输出单元300包括：电源输入子单元301、第一控制信号输入子单元302、第二开关子单元303和备份控制信号输出子单元304。

电源输入子单元301的第一端、第二端分别与电源端VBAT、第一控制信号输入子单元302电连接，第三端、第四端分别与第二开关子单元303的第一端、第二端电连接；第一控制信号输入子单元302的第一端、第二端分别于备份电路控制单元200、第二开关子单元303的第一端电连接；第二开关子单元303的第三端与备份控制信号输出子单元304的第一端电连接，备份控制信号输出子单元304的第二端用于与继电器驱动单元电连接。

如图4所示，电源输入子单元301可包括：电阻R101、电阻R96、电阻R97、电阻R102和开关管Q4。

电阻R101的第一端、电阻R96的第一端、电阻R97的第一端、开关管Q4的第二端(如图4中的发射极)均与电源端VBAT电连接；电阻R101的第二端、开关管Q4的第三端(如图4中的集电极)均分别与第一控制信号输入子单元302和第二开关子单元303电连接；电阻R96的第二端、电阻R97的第二端均与开关管Q4的第一端(如图4中的基极)电连接。

如图4所示，第一控制信号输入子单元302可包括：电阻R106、电阻R108、电容C84(可省略)和开关管Q7。

电阻R106的第一端、电容C84的第一端均与备份电路控制单元200的第二端(如图3所示的电阻R95的第二端)电连接，用于接收第二控制信号VBackup_5V；电阻R106的第二端、电阻R108的第一端均与开关管Q7的第一端(如图4中的基极)电连接；电容C84的第二端、电阻R108的第二端、开关管Q7的第二端(如图4中的发射极)均接地；开关管Q7的第三端(如图4中的集电极)与电阻R102的第一端电连接，电阻R102的第二端分别与电源输入子单元301和第二开关子单元303电连接。

如图4所示，第二开关子单元303包括：开关管Q5。该开关管Q5的第一端(如图4中的基极)分别与电源输入子单元301中的电阻R101、开关管Q4的第三端以及第一控制信号输入子单元302中的电阻R102电连接；开关管Q5的第二端(如图4中的发射极)分别与电源输入子单元301中的电阻R96和电阻R97电连接；开关管Q5的第三端(如图4中的集电极)与备份控制信号输出子单元304电连接。

如图4所示，备份控制信号输出子单元304包括：二极管D18和二极管D19。每个二极管的第一端与均开关管Q5的第三端电连接，另一端与一个第二逻辑电路电连接，通过该第二逻辑电路与一个继电器驱动单元电连接，从而通过第二逻辑电路向继电器驱动单元输出备份控制信号(如图4中的Backup_OUT01或Backup_OUT02)。

可选地，本申请实施例提供的备份控制电路，还包括：信号比较单元400和锁存单元500。

信号比较单元400的输入端接入档位切换开关信号和备份电路控制单元200输出的第二控制信号(信号比较单元400和备份电路控制单元200的连接关系在图1中未示出)，输出端与锁存单元500电连接；锁存单元500还与备份电路输出单元300的输入端电连接。

信号比较单元400用于：比较不同时刻接收到的档位切换开关信号，在档位开关信号发生变化时，向锁存单元500输出档位切换开关信号；锁存单元500用于：在备份电路控制单元200的输出状态不变时，响应于档位切换开关信号，调整备份电路输出单元300接入的第二控制信号，使备份电路输出单元300停止输出备份控制信号。

可选地，如图5所示，信号比较单元400包括：第一比较信号输入子单元401、第二比较信号输入子单元402、比较器403和第二上拉子单元404。

如图5所示，第一比较信号输入子单元401包括：二极管组D22和电容C87。二极管组D22的第一端和第二端(如图4中的第1端和第2端)均与比较器403的第一输入端INV电连接；二极管组D22的第五端和第六端(如图4中的第5端和第6端)分别接入档位切换开关信号IAN02和IAN03；电容C87的一端与比较器403的第一输入端INV电连接，另一端接地。

如图5所示，第二比较信号输入子单元402元可包括：电阻R114和电阻R117。电阻R114的第一端接入第二控制信号Vbackup_5V，电阻R114的第二端、电阻R117的第一端均与比较器403的第二输入端NINV电连接，电阻R117的第二端接地。

如图5所示，第二上拉子单元404包括电阻R112、电阻R113、电容C86和二极管D20。电阻R112的两端分别与比较器403的第一输入端、二极管D20的负极电连接；电阻R113的两端分别与比较器403的输出端OUTPUT、二极管D20的负极电连接；电容C86的一端与二极管D20的负极电连接，另一端接地。

如图5所示，比较器403的第一电源端(如图5中的第8端)与二极管D20的负极电连接，第二电源端(如图5中的第4端)接地。比较器403可将第一输入端接收到的档位切换开关信号IAN02和IAN03分别与第二输入端接收到的第二控制信号Vbackup_5V进行比较，以第二控制信号Vbackup_5V为基准判断档位切换开关信号IAN02和IAN03是否发生变化。

可选地，如图6所示，锁存单元500包括：电阻R116、电阻R110、二极管D23、开关管Q11和开关管Q12。

电阻R116的第一端、二极管D23的负极、开关管Q12的控制端均与信号比较单元400的输出端电连接；电阻R116的第二端、开关管Q12的第一端接地，二极管D23的正极与开关管Q11的第一端电连接；开关管Q11的第二端和开关管Q12的第二端均与备份电路输出单元300的输入端连接，以实现调整备份电路输出单元300接入的第二控制信号Vbackup_12V的目的；开关管Q11的第二端与备份电路输出单元300的输入端(此时也同时与备份电路输出单元300的输入端)连接，以实现调整备份电路输出单元300接入的第二控制信号Vbackup_5V的目的。

可选地，本申请实施例提供的备份控制电路，还包括：信号缓冲单元600。

信号缓冲单元600的第一端、第二端分别与信号比较单元400的输出端、锁存单元500的第一端电连接，第三端接地；信号缓冲单元600用于：对信号比较单元400输出的档位切换开关信号进行缓冲，并向锁存单元500输出缓冲后的档位切换开关信号。

在一个可选的实施方式中，如图1所示，信号缓冲单元包括：缓冲电阻R和缓冲电容C。

缓冲电阻R的两端分别与信号比较单元400的输出端、缓冲电容C的第一端电连接，缓冲电阻R的第二端和缓冲电容C的第一端均与锁存单元500的第一端电连接；缓冲电容C的第二端接地。

在另一个可选的实施方式中，如图7所示，信号缓冲单元600包括：缓冲电阻R115、缓冲电容C90、缓冲电容C91和二极管D25。

缓冲电阻R115的第一端作为信号缓冲单元600的第一端，与信号比较单元400的输出端(如图5中的比较器403的输出端)电连接，第二端二极管D25的正极电连接；二极管D25的负极、缓冲电容C90的第一端、缓冲电容C91的第一端均与锁存单元500的第一端电连接；缓冲电容C90的第二端、缓冲电容C91的第二端均接地。

图7中所示的二极管D25可由其单向导通功能对电路起到保护作用，根据实际需求，在一个可选的实施方式中，图7中的二极管D25可以省略，缓冲电阻R115直接与缓冲电容C90、缓冲电容C91电连接；在另一个可选的实施方式中，图7中的二极管D25的连接方式可以改为，二极管D25的正极分别与缓冲电容C90的第一端、缓冲电容C91的第一端电连接，负极与锁存单元500的第一端电连接，且电阻R115直接与缓冲电容C90、缓冲电容C91电连接。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种电动汽车电源档位的控制系统，如图8所示，包括：主控制电路801、第二逻辑电路802、继电器驱动单元803、以及本申请实施例提供的电动汽车电源档位的备份控制电路804(备份控制电路804的结构可参照前述实施例内容及各附图)。

备份控制电路804和主控制电路801，均通过第二逻辑电路802与继电器驱动单元803的输入端电连接；主控制电路801的输入端接入档位切换开关信号；继电器驱动单元803的输出端用于与继电器单元电连接。

主控制电路801可包括如图8所示的可编程芯片和看门狗电路，可编程芯片接入档位切换开关信号，看门狗电路分别与可编程芯片、备份控制电路804中的信号检测单元100电连接。

主控制电路801中的可编程芯片为现有技术中常用的用于实现电源档位控制的芯片，常用的可编程芯片为MCU(Micro Control Unit，微控制单元)与检测可编程芯片的状态，向备份控制电路804中的信号检测单元100输出可编程芯片的状态信号(即为主控制电路801的状态信号)。可编程芯片因包含软件程序，故障概率很高。

可选地，第二逻辑电路802为或逻辑电路，该或逻辑电路用于：在主控制电路801输出的主控信号和备份控制电路804输出的备份控制信号中任意一个控制信号有效时，向继电器单元发送有效的控制信号。

可选地，如图9所示，或逻辑电路可包括二极管组U85，该二极管组U85中的一个二极管的正极与如图8所示的可编程芯片电连接，以接入可编程芯片输出的主控信号MCU_OUT01；该二极管组中的另一个二极管的正极与本申请实施例提供的备份控制电路804中的备份电路输出单元300电连接，以接入备份电路输出单元300输出的备份控制信号(如Backup_OUT01)；两个二极管的负极均与继电器驱动单元803中的一个继电器驱动电路电连接，以向该继电器驱动电路输出控制信号Relay Ctrl，控制信号Relay Ctrl用于控制该继电器驱动电路保持输出。

在一个可选的实施方式中，本申请实施例中的第二逻辑电路802可省略，主控制电路801、备份控制电路804均可直接与继电器驱动单元803电连接，以实现对继电器驱动单元803的控制。

主控制电路801正常运行时，备份控制电路804处于待机状态，不参与对继电器驱动单元803的控制；当主控制电路801出现软件或硬件的故障、且车辆正处于ON档时，备份控制电路804开始运行，替代主控制电路801完成对继器驱动单元803的控制，从而替代主控制电路801完成电源档位控制的工作。

本申请实施例提供的控制系统可集成于BCM(Body Control Module，车身控制模块)中。BCM由以下方式形成：半导体元器件贴在PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)上，再烧录特定的软件程序来实现定义的功能；BCM的主要功能为控制车灯、雨刮、门锁、车窗以及电源档位。

本申请实施例提供的控制系统还可集成于其它控制器中，如(Vehicle ControlUnit，车辆控制器)。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种电动汽车，如图8所示，包括：继电器单元805、第三逻辑电路806、动力电池单元807、以及本申请实施例提供的电动汽车电源档位的控制系统。

继电器单元805的第一端与控制系统中的继电器驱动单元803的输出端电连接，第二端与第三逻辑电路806的第一端电连接；第三逻辑电路806的第二端与动力电池单元807电连接。

可选地，在如图8所示的示例中，继电器单元805包括两个继电器，每个继电器与继电器驱动单元803中的一个继电器驱动电路电连接，接受继电器驱动电路的驱动。

本申请实施例中的主控制电路801和备份控制电路804对所属的电动汽车的电源档位的控制最终通过继电器单元805来实现，当继电器单元805中的任意一个继电器在继电器驱动电路的驱动下吸合时，动力电池单元807中的动力电池接通，电源档位为ON档；当继电器单元805中的两个继电器都断开时，动力电池单元807中的动力电池断开，电源档位为OFF档。

第三逻辑电路806为与逻辑电路，本申请实施例对第三逻辑电路806中与逻辑电路不作限定，可采用类似图2所示的结构或其它电路结构，可实现本申请实施例第三逻辑电路806的冗余控制功能即可。

下面结合图1和图8所示的示例，对本申请实施例中对电源档位的备份控制原理进行介绍：

当车辆处于ON档且控制系统正常工作时，继电器单元805中两个继电器的反馈信号为高电平，看门狗电路输出的看门狗信号(即主控制电路801的状态信号)低电平，备份控制电路804中的信号检测单元100输出低电平的第一控制信号，使备份电路控制单元200关闭。

当车辆处于OFF档，继电器单元805中两个继电器的反馈信号为低电平，看门狗信号为低电平，信号检测单元100仍然输出低电平的第一控制信号，备份电路控制单元200仍然保持关闭。

当车辆处于ON档但可编程芯片发生故障时，看门狗信号从低电平反转为高电平，继电器单元805中两个继电器的反馈信号也为高电平，因此信号检测单元100输出高电平的第一控制信号，使备份电路控制单元200开始工作并输出第二控制信号，第二控制信号驱动备份电路输出单元300输出备份控制信号，备份控制信号可通过两个第二逻辑电路802传输至继电器驱动单元803，使继电器驱动单元803中的两个继电器驱动电路保持输出，继电器单元805中的两个继电器保持闭合状态(即导通状态)，车辆保持ON档状态，不会因为可编程芯片的故障突然从ON档跳转到OFF档，从而失去动力电池危及安全。

备份控制电路804中的信号比较单元400、信号缓冲单元600和锁存单元500，用于在备份控制电路804接管可编程芯片以后，使电源档位从ON档切换到OFF。

正常情况下，车辆上的档位切换开关信号，也是由可编程芯片来采集判断，然后根据判断进村控制电源档位切换。当可编程芯片故障时，信号比较单元400可以判断档位切换开关信号变化，然后输出到锁存单元500，在备份电路控制单元200输出状态不变的情况下，锁存单元500可以改变备份电路输出单元300输出的备份控制信号，使备份控制信号控制继电器驱动电路停止输出，进而使继电器断开，从而实现电源档位从ON到OFF的切换。

信号缓冲单元600的功能是档位切换开关信号的缓冲，防止轻触开关误触发，导致非预期的电源档位从ON切换到OFF；通过信号缓冲单元600中调整电阻R阻值和电容C容值的大小，可以实现档位切换按键所需时间的控制；比如需要长按1秒或者3秒，档位才会从ON切换到OFF。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

1)本申请实施例的技术方案可通过不包含可编程芯片的信号检测单元、备份电路控制单元和备份电路输出单元来实现对电动汽车电源档位的控制，使车辆在处于ON档时，即使主控制电路出现软件或者硬件故障，仍能维持ON档，而不会突然跳转到OFF档使车辆失去动力，提高了车辆的安全性；相比传统的双可编程芯片的控制方案，本申请实施例的技术方案的成本更低、可靠性更高，在主控制电路发生故障时可无延迟切换。

2)本申请实施例的技术方案可通过信号比较单元、信号缓冲单元和锁存单元来实现对电动汽车电源档位的进一步控制，使车辆在需要时可由ON档切换为OFF档，从而实现电源档位的全面控制，满足用户的需求。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车电源档位的备份控制电路，其特征在于，包括：信号检测单元、备份电路控制单元和备份电路输出单元；所述信号检测单元、所述备份电路控制单元和所述备份电路输出单元均不包括可编程芯片；

所述信号检测单元的输出端与所述备份电路控制单元的第一端电连接，所述信号检测单元的输入端用于与主控制电路、继电器单元分别电连接；

所述备份电路控制单元的第二端与所述备份电路输出单元的输入端电连接，所述备份电路输出单元的输出端用于与所述继电器驱动单元电连接；

所述信号检测单元用于：获取所述主控制电路的状态信号和所述继电器的反馈信号，响应于所述状态信号和所述反馈信号输出第一控制信号，使所述备份电路控制单元保持关闭状态或进入工作状态；

所述备份电路控制单元用于：在工作状态时向所述备份电路输出单元发送第二控制信号；

所述备份电路输出单元用于根据所述第二控制信号输出备份控制信号，使所述继电器驱动单元保持输出。

2.根据权利要求1所述的备份控制电路，其特征在于，所述信号检测单元包括第一逻辑电路；

所述第一逻辑电路用于：在所述状态信号为第一电平时输出第一电平的第一控制信号，使所述备份电路控制单元保持关闭状态；在所述状态信号和所述反馈信号均为第二电平时输出第二电平的第一控制信号，使所述备份电路控制单元由关闭状态转为工作状态。

3.根据权利要求1所述的备份控制电路，其特征在于，所述备份电路控制单元包括：第一开关子单元、第二控制信号输出子单元、下拉子单元和电压调整子单元；

所述第一开关子单元的控制端、第一端分别与电源端、所述信号检测单元电连接，所述第一开关子单元的第二端与所述第二控制信号输出子单元的第一端电连接；

所述第二控制信号输出子单元的第二端与所述备份电路输出单元的输入端电连接；

所述下拉子单元的一端与所述信号检测单元电连接，另一端接地；电压调整子单元的一端与所述第二控制信号输出子单元电连接，另一端接地。

4.根据权利要求3所述的备份控制电路，其特征在于，所述第二控制信号输出子单元包括两个输出分支；

每个所述输出分支设置一个分支电阻，每个所述分支电阻的第一端均与所述第一开关子单元的第二端电连接；每个所述分支电阻的第二端均与所述备份电路输出单元电连接。

5.根据权利要求1所述的备份控制电路，其特征在于，所述备份电路输出单元包括：电源输入子单元、第一控制信号输入子单元、第二开关子单元和备份控制信号输出子单元；

所述电源输入子单元的第一端、第二端分别与电源端、所述第一控制信号输入子单元电连接，第三端、第四端分别与所述第二开关子单元的第一端、第二端电连接；

所述第一控制信号输入子单元的第一端、第二端分别于所述备份电路控制单元的第二端、所述第二开关子单元的第一端电连接；

所述第二开关子单元的第三端与所述备份控制信号输出子单元的第一端电连接，所述备份控制信号输出子单元的第二端用于与所述继电器驱动单元电连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的备份控制电路，其特征在于，还包括：信号比较单元和锁存单元；

所述信号比较单元的输入端接入档位切换开关信号和所述备份电路控制单元输出的第二控制信号，输出端与所述锁存单元电连接；

所述锁存单元还与所述备份电路输出单元的输入端电连接；

所述信号比较单元用于：比较不同时刻接收到的档位切换开关信号，在所述档位开关信号发生变化时，向所述锁存单元输出所述档位切换开关信号；

所述锁存单元用于：在所述备份电路控制单元的输出状态不变时，响应于所述档位切换开关信号，调整所述备份电路输出单元接入的第二控制信号，使所述备份电路输出单元停止输出所述备份控制信号。

7.根据权利要求6所述的备份控制电路，其特征在于，还包括：信号缓冲单元；

所述信号缓冲单元的第一端、第二端分别与所述信号比较单元的输出端、所述锁存单元的第一端电连接，第三端接地；

所述信号缓冲单元用于：对所述信号比较单元输出的所述档位切换开关信号进行缓冲，并向所述锁存单元输出缓冲后的所述档位切换开关信号。

8.一种电动汽车电源档位的控制系统，其特征在于，包括：主控制电路、第二逻辑电路、继电器驱动单元、以及如权利要求1-7中任一项所述的备份控制电路；

所述备份控制电路和所述主控制电路，均通过所述第二逻辑电路与所述继电器驱动单元的输入端电连接；

所述主控制电路的输入端接入档位切换开关信号；

所述继电器驱动单元的输出端用于与继电器单元电连接。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述第一逻辑电路为或逻辑电路；

所述或逻辑电路用于：在所述主控制电路输出的主控信号和所述备份控制电路输出的备份控制信号中任意一个控制信号有效时，向所述继电器单元发送有效的所述控制信号。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括：继电器单元、第三逻辑电路、动力电池单元、以及如权利要求8-9中任一项所述的控制系统；

所述继电器单元的第一端与所述控制系统中的继电器驱动单元的输出端电连接，第二端与所述第三逻辑电路的第一端电连接；

所述第三逻辑电路的第二端与所述动力电池单元电连接。

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