CN115848151A - 一种继电器控制电路系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了继电器控制电路系统，包括控制模块，输出继电器控制信号的第一输入信号至第一芯片模块和第二芯片模块；第一芯片模块，包括时钟单元，所述时钟单元分别生成第一时钟信号和第二时钟信号；第二芯片模块，接收第一时钟信号，并将所述第一输入信号传输至门电路的第一输入端；触发模块，接收所述第二时钟信号和所述第一输入信号，输出第二输入信号至门电路的第二输入端；门电路，输出继电器控制信号；继电器接收所述继电器控制信号转换操作状态。还提供了继电器控制电路系统的控制方法。继电器控制电路系统设置两个芯片模块，芯片模块冗余性的设计增加了系统的可靠性。

Description

一种继电器控制电路系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电动车辆技术领域，具体涉及一种继电器控制电路系统及其控制方法。

背景技术

随着节能减排，以及控制大气污染的需求，新能源汽车逐渐在市场商用，而电动汽车更是新能源汽车的主力军。电动汽车的动力来源完全来自动力电池组，动力电池组电压通常都在几百伏以上，为了防止整车高压部件直接与动力电池组的正负极相连，所有的动力电池组都会在正负极前安装高压继电器。动力电池组通过继电器与电动汽车的电动机连接，继电器由线圈和触点组两部分组成，实际使用时，触点组和电动机连接，线圈在通电情况下触点组导通动力电池组向电动机供电，其中，线圈的通电与否由电池管理系统(BMS)控制。

电池管理系统包括控制单元，时钟信号生成单元以及触发器，控制单元根据车载系统发出继电器输入信号，时钟信号生成单元发送通信信号和从控制单元接收通信信号，并生成用于输出继电器控制信号的时钟信号，触发器接收时钟信号和继电器输入信号，并基于接收到的时钟信号和继电器输入信号输出继电器控制信号，继电器根据继电器控制信号转换操作状态，例如继电器输入信号为碰撞信号，触发器通过芯片处理碰撞信号输出相应的继电器控制信号，使继电器断开，切断电源，车辆立即停止工作。然而如果接收碰撞信号的芯片出现故障，在车辆发生碰撞时，无法获取碰撞信号对应的继电器控制信号，导致继电器不能断开，增加了车辆行驶风险。

发明内容

本发明提供了一种继电器控制电路系统及其控制方法，以解决现有由单个芯片控制继电器操作状态安全系数较低的问题。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种继电器控制电路系统，包括：

控制模块，输出继电器控制信号的第一输入信号至所述第一芯片模块和所述第二芯片模块；

第一芯片模块，包括时钟单元，所述时钟单元分别生成用于检测所述时钟单元是否异常的第一时钟信号和用于输出继电器控制信号的第二时钟信号；

第二芯片模块，接收所述第一时钟信号，并将所述第一输入信号传输至门电路的第一输入端；

触发模块，接收所述第二时钟信号和所述第一输入信号，并基于所述第二时钟信号和所述第一输入信号，输出继电器控制信号的第二输入信号至门电路的第二输入端；

门电路，根据所述第一输入信号和所述第二输入信号输出继电器控制信号；

继电器，接收所述继电器控制信号转换操作状态。

进一步地，在继电器控制电路系统中，所述控制模块包括碰撞检测电路，所述门电路为与门电路，所述第一输入信号为碰撞信号，当所述第一芯片模块和所述第二芯片模块均接收到所述碰撞信号时，第二芯片模块输出低电平至所述与门电路的第一输入端，所述触发模块输出低电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出低电平至所述继电器，所述继电器由闭合切换为断开。

进一步地，在继电器控制电路系统中，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第一时钟信号异常，所述第二芯片模块延时输出低电平至所述与门电路的第一输入端，所述继电器由闭合切换为断开。

进一步地，在继电器控制电路系统中，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第二芯片模块输出高电平至所述与门电路的第一输入端，所述第一时钟信号正常，所述触发模块基于第二时钟信号和所述第一输入信号输出高电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出高电平，所述继电器维持闭合状态。

进一步地，在继电器控制电路系统中，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第二芯片模块输出高电平至所述与门电路的第一输入端，所述第一时钟信号正常，所述触发模块中的触发信号断开，所述触发模块输出低电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出低电平，所述继电器由闭合切换为断开。

另一方面，本发明还提供一种继电器控制电路系统的控制方法，包括：

控制模块输出继电器控制信号的第一输入信号至第一芯片模块和第二芯片模块；

第一芯片模块包括的时钟单元分别生成用于检测所述时钟单元是否异常的第一时钟信号和用于输出继电器控制信号的第二时钟信号；

第二芯片模块接收所述第一时钟信号，并将所述第一输入信号传输至门电路的第一输入端；

触发模块接收所述第二时钟信号和所述第一输入信号，并基于所述第二时钟信号和所述第一输入信号，输出继电器控制信号的第二输入信号至门电路的第二输入端；

门电路根据所述第一输入信号和所述第二输入信号输出继电器控制信号；继电器接收所述继电器控制信号转换操作状态。

进一步地，在继电器控制电路系统的控制方法中，所述控制模块包括碰撞检测电路，所述门电路为与门电路，所述第一输入信号为碰撞信号，当所述第一芯片模块和所述第二芯片模块均接收到所述碰撞信号时，第二芯片模块输出低电平至所述与门电路的第一输入端，所述触发模块输出低电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出低电平至所述继电器，所述继电器由闭合切换为断开。

进一步地，在继电器控制电路系统的控制方法中，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第一时钟信号异常，所述第二芯片模块延时输出低电平至所述与门电路的第一输入端，所述继电器由闭合切换为断开。

进一步地，在继电器控制电路系统的控制方法中，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第二芯片模块输出高电平至所述与门电路的第一输入端，所述第一时钟信号正常，所述触发模块基于第二时钟信号和所述第一输入信号输出高电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出高电平，所述继电器维持闭合状态。

进一步地，在继电器控制电路系统的控制方法中，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第二芯片模块输出高电平至所述与门电路的第一输入端，所述第一时钟信号正常，所述触发模块中的触发信号断开，所述触发模块输出低电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出低电平，所述继电器由闭合切换为断开。

此外，本发明还提供一种电池管理系统，包括：控制模块，输出继电器控制信号的第一输入信号至所述第一芯片模块和所述第二芯片模块；

第一芯片模块，包括时钟单元，所述时钟单元分别生成用于检测所述时钟单元是否异常的第一时钟信号和用于输出继电器控制信号的第二时钟信号；

第二芯片模块，接收所述第一时钟信号，并将所述第一输入信号传输至门电路的第一输入端；

触发模块，接收所述第二时钟信号和所述第一输入信号，并基于所述第二时钟信号和所述第一输入信号，输出继电器控制信号的第二输入信号至门电路的第二输入端；

门电路，根据所述第一输入信号和所述第二输入信号输出继电器控制信号。

最后，本发明还提供一种车辆，包括以上的继电器控制电路系统。

本发明技术方案，至少包括如下优点：本发明提供的继电器控制电路系统额外设置了第二芯片模块，当第一芯片模块在出现故障，不能及时检测到继电器控制信号的第一输入信号时，第二芯片模块能检测到继电器控制信号的第一输入信号，输出继电器控制信号，使继电器的操作状态发生改变，即能够及时让继电器由闭合的状态转到断开状态，保证车辆安全，继电器控制电路系统设置两个芯片模块，芯片模块冗余性的设计增加了系统的可靠性；此外，第二芯片模块还能检测第一芯片模块的时钟单元是否异常，如果第一芯片模块的时钟单元发生异常，第二芯片模块能够根据实际车况延长一段时间后，使继电器断开，保证了车辆行驶安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的第一输入信号为碰撞信号的继电器控制电路系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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不做出创造性劳动的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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明提供了一种继电器控制电路系统，包括：

控制模块，输出继电器控制信号的第一输入信号至所述第一芯片模块和所述第二芯片模块；

第一芯片模块，包括时钟单元，所述时钟单元分别生成用于检测所述时钟单元是否异常的第一时钟信号和用于输出继电器控制信号的第二时钟信号；

第二芯片模块，接收所述第一时钟信号，并将所述第一输入信号传输至门电路的第一输入端；

触发模块，接收所述第二时钟信号和所述第一输入信号，并基于所述第二时钟信号和所述第一输入信号，输出继电器控制信号的第二输入信号至门电路的第二输入端；

门电路，根据所述第一输入信号和所述第二输入信号输出继电器控制信号；

继电器，接收所述继电器控制信号转换操作状态。

图1为本发明实施例提供的第一输入信号为碰撞信号的继电器控制电路系统的结构示意图。参照图1，控制模块包括碰撞检测电路11，在本发明实施例中，门电路为与门电路12，碰撞检测电路11检测到碰撞信号后，将碰撞信号输入至第一芯片模块13和第二芯片模块14，第二芯片模块14输出低电平至所述与门电路12的第一输入端，触发模块15输出低电平至所述与门电路12的第二输入端，所述与门电路12输出低电平至所述继电器16，所述继电器16由闭合切换为断开。表1为本发明继电器控制电路系统中继电器状态真值表。

参照表1，当碰撞检测电路11检测到碰撞信号后，碰撞信号(真值为1)输入至第二芯片模块14，使得第二芯片模块14的使能端En输出为低电平(真值为0)，该使能端En的真值0作为与门电路12的输入端，使得与与门电路12另一输入端对应的第一芯片模块13无论输入信号是什么状态或者第一芯片模块13本身是否存在故障，都对与门电路12的输出结果为低电平(真值为0)没有任何影响，最终与门电路12输出的低电平使得继电器16由闭合切换为断开，使车辆断开电源动力电池组，保证车辆安全。同样地，碰撞信号(真值为1)输入第一芯片模块14后，也仅凭第一芯片模块14输出的低电平(真值为0)就能决定继电器16由闭合切换为断开。因此，设置两个芯片模块，在其中一个芯片模块异常时，可以通过另一个芯片模块对碰撞模块做出判断并结合与门电路最终使继电器断开，芯片模块冗余性的设计增加了系统的可靠性。

在表1中，第一芯片模块13中时钟单元生成的第一时钟信号Clock1和传递到触发模块15的第一输入信号D1均未显示，表示这两个参数对继电器状态没有影响。

当碰撞检测电路未检测到碰撞信号(真值为0)，第二芯片模块14接收到第一芯片模块13的第一时钟信号异常时，第一输入信号D1不能正常传递到触发模块15，在表1中，D1未显示，第一芯片模块13处于异常工作状态，此时第二芯片模块14根据实际车况设置延时T秒后，由第二芯片模块使能端输出低电平(真值为0)至与门电路的第一输入端，继电器由闭合切换为断开。例如，在车辆进行爬坡过程中，出现第一芯片模块13处于异常工作状态，第二芯片模块14设置延时10分钟，等车辆行驶至平坦路段后，由第二芯片模块使能端输出低电平使继电器断开。在继电器控制系统中设置第二芯片模块14，使得当第一芯片模块13出现异常时，根据当时车况进行延时后断开继电器，进一步保证了车辆行驶安全。

当所述碰撞检测电路未检测到碰撞信号，所述第二芯片模块输出高电平至所述与门电路的第一输入端，所述第一时钟信号正常，所述触发模块基于第二时钟信号和所述第一输入信号输出高电平至所述与门电路的第二输入端，即触发模块接收的第一输入信号D1为高电平(真值为1)，触发模块输出的第二输入信号D2为高电平(真值为1)，所述与门电路的两个输入端均为高电平(真值为1)，输出的继电器控制信号也为高电平(真值为1)，继电器维持闭合状态。

当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第二芯片模块输出高电平至所述与门电路的第一输入端，所述第一时钟信号正常，所述触发模块中的触发信号断开，在本发明实施例中，触发模块断电，第一输入信号D1为低电平(真值为0)，所述触发模块输出低电平(真值为0)至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出低电平，所述继电器由闭合切换为断开。

表1

本发明的实施例还提供一种继电器控制电路系统的控制方法，包括：控制模块输出继电器控制信号的第一输入信号至第一芯片模块和第二芯片模块；第一芯片模块包括的时钟单元分别生成用于检测所述时钟单元是否异常的第一时钟信号和用于输出继电器控制信号的第二时钟信号；第二芯片模块接收所述第一时钟信号，并将所述第一输入信号传输至门电路的第一输入端；触发模块接收所述第二时钟信号和所述第一输入信号，并基于所述第二时钟信号和所述第一输入信号，输出继电器控制信号的第二输入信号至门电路的第二输入端；门电路根据所述第一输入信号和所述第二输入信号输出继电器控制信号；继电器接收所述继电器控制信号转换操作状态。

本发明还提供一种电池管理系统，包括：控制模块，输出继电器控制信号的第一输入信号至所述第一芯片模块和所述第二芯片模块；

第一芯片模块，包括时钟单元，所述时钟单元分别生成用于检测所述时钟单元是否异常的第一时钟信号和用于输出继电器控制信号的第二时钟信号；

第二芯片模块，接收所述第一时钟信号，并将所述第一输入信号传输至门电路的第一输入端；

触发模块，接收所述第二时钟信号和所述第一输入信号，并基于所述第二时钟信号和所述第一输入信号，输出继电器控制信号的第二输入信号至门电路的第二输入端；门电路，根据所述第一输入信号和所述第二输入信号输出继电器控制信号。

本发明实施例还提供一种车辆，包括上述的继电器控制电路系统。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种继电器控制电路系统，其特征在于，包括：

控制模块，输出继电器控制信号的第一输入信号至所述第一芯片模块和所述第二芯片模块；

第一芯片模块，包括时钟单元，所述时钟单元分别生成用于检测所述时钟单元是否异常的第一时钟信号和用于输出继电器控制信号的第二时钟信号；

第二芯片模块，接收所述第一时钟信号，并将所述第一输入信号传输至门电路的第一输入端；

触发模块，接收所述第二时钟信号和所述第一输入信号，并基于所述第二时钟信号和所述第一输入信号，输出继电器控制信号的第二输入信号至门电路的第二输入端；

门电路，根据所述第一输入信号和所述第二输入信号输出继电器控制信号；

继电器，接收所述继电器控制信号转换操作状态。

2.根据权利要求1所述的继电器控制电路系统，其特征在于，所述控制模块包括碰撞检测电路，所述门电路为与门电路，所述第一输入信号为碰撞信号，当所述第一芯片模块和所述第二芯片模块均接收到所述碰撞信号时，第二芯片模块输出低电平至所述与门电路的第一输入端，所述触发模块输出低电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出低电平至所述继电器，所述继电器由闭合切换为断开。

3.根据权利要求2所述的继电器控制电路系统，其特征在于，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第一时钟信号异常，所述第二芯片模块延时输出低电平至所述与门电路的第一输入端，所述继电器由闭合切换为断开。

4.根据权利要求2所述的继电器控制电路系统，其特征在于，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第二芯片模块输出高电平至所述与门电路的第一输入端，所述第一时钟信号正常，所述触发模块基于第二时钟信号和所述第一输入信号输出高电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出高电平，所述继电器维持闭合状态。

5.根据权利要求2所述的继电器控制电路系统，其特征在于，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第二芯片模块输出高电平至所述与门电路的第一输入端，所述第一时钟信号正常，所述触发模块中的触发信号断开，所述触发模块输出低电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出低电平，所述继电器由闭合切换为断开。

6.一种继电器控制电路系统的控制方法，其特征在于，包括：

控制模块输出继电器控制信号的第一输入信号至第一芯片模块和第二芯片模块；

第一芯片模块包括的时钟单元分别生成用于检测所述时钟单元是否异常的第一时钟信号和用于输出继电器控制信号的第二时钟信号；

第二芯片模块接收所述第一时钟信号，并将所述第一输入信号传输至门电路的第一输入端；

触发模块接收所述第二时钟信号和所述第一输入信号，并基于所述第二时钟信号和所述第一输入信号，输出继电器控制信号的第二输入信号至门电路的第二输入端；

门电路根据所述第一输入信号和所述第二输入信号输出继电器控制信号；

继电器接收所述继电器控制信号转换操作状态。

7.根据权利要求6所述的继电器控制电路系统的控制方法，其特征在于，所述控制模块包括碰撞检测电路，所述门电路为与门电路，所述第一输入信号为碰撞信号，当所述第一芯片模块和所述第二芯片模块均接收到所述碰撞信号时，第二芯片模块输出低电平至所述与门电路的第一输入端，所述触发模块输出低电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出低电平至所述继电器，所述继电器由闭合切换为断开。

8.根据权利要求7所述的继电器控制电路系统的控制方法，其特征在于，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第一时钟信号异常，所述第二芯片模块延时输出低电平至所述与门电路的第一输入端，所述继电器由闭合切换为断开。

9.根据权利要求7所述的继电器控制电路系统的控制方法，其特征在于，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第二芯片模块输出高电平至所述与门电路的第一输入端，所述第一时钟信号正常，所述触发模块基于第二时钟信号和所述第一输入信号输出高电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出高电平，所述继电器维持闭合状态。

10.根据权利要求7所述的继电器控制电路系统的控制方法，其特征在于，当所述碰撞检测电路未检测到所述碰撞信号，所述第二芯片模块输出高电平至所述与门电路的第一输入端，所述第一时钟信号正常，所述触发模块中的触发信号断开，所述触发模块输出低电平至所述与门电路的第二输入端，所述与门电路输出低电平，所述继电器由闭合切换为断开。

11.一种电池管理系统，其特征在于，包括：

控制模块，输出继电器控制信号的第一输入信号至所述第一芯片模块和所述第二芯片模块；

第一芯片模块，包括时钟单元，所述时钟单元分别生成用于检测所述时钟单元是否异常的第一时钟信号和用于输出继电器控制信号的第二时钟信号；

第二芯片模块，接收所述第一时钟信号，并将所述第一输入信号传输至门电路的第一输入端；

触发模块，接收所述第二时钟信号和所述第一输入信号，并基于所述第二时钟信号和所述第一输入信号，输出继电器控制信号的第二输入信号至门电路的第二输入端；

门电路，根据所述第一输入信号和所述第二输入信号输出继电器控制信号。

12.一种车辆，包括如权利要求1-5中任一所述的继电器控制电路系统。

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