CN211062660U - 一种大功率继电器控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种新型的大功率继电器控制装置，该装置包括大功率继电器、多个控制开关、控制单元和电源；所述大功率继电器、所述多个控制开关与所述电源相串联，所述多个控制开关控制所述大功率继电器的断开与闭合；所述控制单元与外界通讯，所述控制单元与所述多个控制开关连接，向所述多个控制开关发出控制信号并采集所述多个控制开关两端的电压，通过多个开关共同控制该装置中大功率继电器开关，当一个开关失效时，确保大功率继电器正常被断路，提高利用大功率继电器控制高压电源的安全可靠性。

Description

一种大功率继电器控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种装置，更具体的涉及一种车辆中对高压电源工作与否进行控制的大功率继电器控制装置。

背景技术

随着汽车技术的发展，人们对汽车的安全要求越来越高，尤其是新能源电动汽车，其中，当高压电源管理不当时，有可能会直接对驾乘人员造成人身安全隐患。ISO26262对整车的各个关键动力部件提出了功能安全要求，高压动力电源也在其中。对高压动力电源的管理最终都需要执行对其中的大功率继电器的断开使动力电池进入安全状态。目前，绝大部分的继电器控制装置是采用单个开关控制继电器的动作，当此开关失效时系统无法继续断开继电器使电池包进入安全状态，此种控制装置存在较高的安全隐患，甚至可能导致整车出现安全事故。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型公开一种大功率继电器控制装置，能够解决继电器的单个控制开关失效时无法继续断开继电器使电池包进入安全状态的问题，大大提高了用户驾驶时的安全可靠性。

为了达到上述实用新型的目的，本实用新型提供了一种大功率继电器控制装置，所述装置包括：

大功率继电器、多个控制开关、控制单元和电源；

所述大功率继电器、所述多个控制开关与所述电源相串联，所述多个控制开关控制所述大功率继电器的断开与闭合；

所述控制单元与外界通讯，所述控制单元与所述多个控制开关连接，向所述多个控制开关发出控制信号并采集所述多个控制开关的参数。

具体的，所述控制单元包括故障信号端和开闭控制信号端；

所述控制信号包括发出故障信号和开闭控制信号。

具体的，所述多个控制开关包括一个响应于故障信号的控制开关和至少一个响应于开闭控制信号的控制开关；

所述响应于故障信号的控制开关与所述控制单元的故障信号端相连接，所述响应于开闭控制信号的控制开关与所述控制单元的开闭控制信号端相连接。

具体的，所述装置还包括多个采样端，所述采样端连接在所述控制单元与所述控制开关之间，所述控制单元通过多个采样端采集所述多个控制开关的参数。

具体的，所述控制单元还包括使能信号端；

所述控制信号还包括使能信号。

具体的，所述装置还包括：

至少一个开关驱动器，所述开关驱动器用于基于所述使能信号和所述开闭控制信号对所述控制开关进行控制；

所述响应于使能信号的控制开关通过所述开关驱动器与所述控制单元的使能信号端相连接。

具体的，所述多个控制开关至少包括下述之一：MOS管、三极管和继电器。

具体的，所述故障信号可以包括所述大功率继电器控制装置内部的故障信号或者所述控制单元与外界通讯接收到的外界故障信号。

具体的，所述装置还包括多个基础元件，所述多个基础元件串联或并联在所述大功率继电器、所述多个控制开关、所述控制单元和所述电源形成的串联电路中，以满足所述大功率继电器、所述多个控制开关与所述电源连接时的参数要求。

具体的，所述大功率继电器至少包括下述之一：固态继电器、电磁继电器和磁簧继电器。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

利用多个控制开关控制大功率继电器的断开与闭合，当一个控制开关失效时，多个控制开关中其他的任意一个断开，就能使大功率继电器断开，从而使高压电池包进入安全状态，此种控制装置大大减小了系统异常失效的概率，提高了用户使用时的安全可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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附图。

图1为本实用新型的一个实施例提出的装置结构示意图。

图2为本实用新型的另一个实施例提出的装置结构示意图。

图3为本实用新型的另一个实施例提出的装置结构示意图。

其中，图1中附图标记对应为：100-大功率继电器，101-大功率继电器的第一输入端，102-大功率继电器的第二输入端，103-大功率继电器的第一输出端， 104-大功率继电器的第二输出端，200-多个控制开关，201-第一控制开关，202- 第二控制开关，203-第三控制开关，300-控制单元，301-故障信号端，302-第一开闭控制信号端，303-第二开闭控制信号端，400-电源；图2中附图标记为：500- 多个开关驱动器，501-第一开关驱动器，502-第二开关驱动器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了实现本实用新型的技术方案，让更多的工程技术工作者容易了解和应用本实用新型，将结合具体的实施例，进一步阐述本实用新型的工作原理。

本实用新型可以应用于PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，插电式混合动力汽车)、EV(Electric Vehicle，电动车)、MHEV(Mild Hybrid Electric Vehicle，油电混动型汽车)等以高压电池提供动力的汽车，具体的，是应用于对以上高压电池进行控制的大功率继电器的控制装置汇总。

下面以具体的例子详细说明本申请实施例的具体实现。

以下首先介绍本申请一种大功率继电器控制装置的实施例。结合附图1，该大功率继电器控制装置包括：

大功率继电器100、多个控制开关200、控制单元300和电源400。大功率继电器100的第一开闭控制信号端101和第二开闭控制信号端102与多个控制开关200以及电源400相串联，大功率继电器100的输出端103和104连接在包含高压电源的装置中，多个控制开关200用于控制大功率继电器100的断开或闭合。大功率继电器100用于控制高压电源所在装置的通断，本申请侧重说明大功率继电器控制装置对大功率继电器100的控制，因此对高压电源所在的电路不作过多说明。大功率继电器100可以包括固态继电器、电磁继电器和磁簧继电器等。控制单元300与多个控制开关200连接，控制单元300与外界通讯，与多个控制开关200连接，向多个控制开关200发出控制信号并采集多个控制开关200两端的电压。

具体的，控制单元300包括故障信号端301和开闭控制信号端，控制单元 300发出的控制信号包括发出故障信号和开闭控制信号，多个控制开关200包括响应于故障信号的第一控制开关201和响应于开闭控制信号的控制开关。

具体的，故障信号可以包括大功率继电器控制装置内部的故障信号或者控制单元与外界通讯接收到的外界故障信号。该装置内部的故障可以包括多个开关中任一开关或者其中的组合失效，控制单元与外界通讯接收到的外界故障信号可以包括与控制单元连接的其他装置存在故障，高压电源系统存在过压、欠压、过温或者过流等故障。以上故障将强制对高压电源进行断路，使其进入安全状态。

具体的，该装置还包括多个采样端，用于采集多个控制开关的参数。多个采样端可以采集大功率继电器控制装置中的电流或者任意控制开关两侧的电压，并将采集到的参数反馈给控制单元300。

进一步的，所述装置还包括多个基础元件，多个基础元件与大功率继电器 100、多个控制开关200和电源400相串联或并联以满足大功率继电器100、多个控制开关200与电源400连接时的参数要求。多个基础元件可以包括各种参数的电阻、各种参数的电容等基础元件，通过计算使得该装置中的各元件满足自身参数要求。

具体的，多个控制开关200可以包括MOS管、三极管和继电器等能控制装置通路或者断路的开关。

在具体的例子中，多个控制开关200可以包括第一控制开关201、第二控制开关202和第三控制开关203，第一控制开关201、第二控制开关202、第三控制开关203和大功率继电器100相串联，多个控制开关200共同控制大功率继电器100的开关。装置中连接有为匹配装置连接参数要求的电阻电容等基础元件。控制单元300包括故障信号端301、第一开闭控制信号端302和第二开闭控制信号端303，故障信号端301与第一控制开关201相连，第一开闭控制信号端 302与第二控制开关202相连，第二开闭控制信号端303与第三控制开关203相连。第一控制开关201的一端为第一采样端204，第二控制开关的一端为第二采样端205，第三控制开关的一端为第三采样端206。在需要通过控制大功率继电器100断开，从而使高压电源进入安全状态的应用场景中，现有技术仅包括第二控制开关202控制大功率继电器100工作，电源400与第二控制开关202、大功率继电器100串联，控制单元300的第一开闭控制信号端302向第二控制开关202发送断开指令，当第二控制开关202失效时，第二控制开关202一直处于闭合状态，大功率继电器100无法断开，高压电源持续工作，此时存在安全隐患。本申请中，高压电源使用过程中，第一控制开关201、第二控制开关202 和第三控制开关203处于常闭状态，当控制单元300的第一开闭控制信号端302 输入控制大功率继电器100断开的指令时，第二控制开关202失效，导致第二控制开关202无法断开。正常情况下，第二控制开关断开后，第二采样端205 的电压值或者电流值应当为零，而第二控制开关202失效时，第一采样端204、第二采样端205和第三采样端206反馈给控制单元300的参数不为零，与正常情况下应当反馈的参数不一致，此时，控制单元300的故障信号端301向第一控制开关201发送断开指令，第一控制开关201断开，从而控制大功率继电器 100使高压电源进入安全状态。若第一开闭控制信号端302与第二信号开闭控制信号端303分别向第二控制开关202和第三控制开关203发送控制大功率继电器100断开的指令，正常情况下，收到该指令，第二控制开关202与第三控制开关203断开，第二采样端205与第三采样端206电压为零。而当第二控制开关202正常工作、第三控制开关203失效时，第二控制开关202根据第一开闭控制信号端302的控制信号断开，大功率继电器100断开，保证高压电源进入安全状态。若第二控制开关202与第三控制开关203均失效时，第二采样端205 与第三采样端206的电压均不为零，与正常情况下的采样电压不一致，控制单元300得到采样端的反馈后，其故障信号端301向第一控制开关201发送断开指令，第一控制开关201断开，从而控制大功率继电器100断开，使高压电源进入安全状态。

在另一实施例中，结合附图2，该大功率继电器控制装置包括：

大功率继电器100、多个控制开关200、控制单元300和电源400。大功率继电器100的第一输入端101和第二输入端102与多个控制开关200以及电源 400相串联，大功率继电器100的第一输出端103和第二输出端104连接在包含高压电源的装置中。控制单元300与外界通讯，并向多个控制开关发出控制信号，包括发出故障信号、使能信号和开闭控制信号。大功率继电器控制装置还包括至少一个开关驱动器500，多个控制开关200用于控制大功率继电器100的断开或闭合，多个控制开关200分别受故障信号或者开关驱动器500控制，开关驱动器500基于使能信号和开闭控制信号对控制开关进行控制。大功率继电器100用于控制高压电源所在装置的通断。大功率继电器100可以包括固态继电器、电磁继电器和磁簧继电器等。

具体的，例如，多个控制开关200包括第一控制开关201、第二控制开关 202和第三控制开关203，控制单元300的故障信号端301与第一控制开关201 连接，控制单元300的第一开闭控制信号端302和使能信号304端通过第一开关驱动器501与第二控制开关202连接，控制单元300的第二开闭控制信号端 303和使能信号端304通过第二开关驱动器502与第三控制开关203连接。第一开关驱动器501在使能信号为高电平时接收到第一开闭控制信号端302的开闭控制信号，控制第二控制开关202开关或闭合，当使能信号为低电平时，控制第二控制开关202断开。第二开关驱动器502在使能条件下接收到第二开闭控制信号端303的开闭控制信号，控制第三控制开关203开关或闭合，当使能信号为低电平时，控制第二控制开关202断开。当第一控制开关201出现故障失效时，故障信号端301向第一控制开关201发送断开信号，第一控制开关201 不能断开，此时使能信号端304输入低电平，第一开关驱动器501控制第二控制开关202断开，第二开关驱动器502控制第三控制开关203断开，大功率继电器100断开，保证高压电源进入安全状态。

在这一实施例中，故障信号端301控制的第一控制开关201不能断开时，使能信号端发出低电平，可以保证第二控制开关202和第三控制开关203断开，从而保证大功率继电器100断开，使高压电源进入安全状态。

在另外的实施例中，该大功率继电器控制装置包括：

大功率继电器100、多个控制开关200、控制单元300、电源400、多个开关驱动器500和多个采样端。大功率继电器100的第一输入端101和第二输入端102与多个控制开关200以及电源400相串联，大功率继电器100的输出端 103和输出端104连接在包含高压电源的装置中，多个控制开关200用于控制大功率继电器100的断开或闭合。大功率继电器100控制高压电源所在装置的通断。大功率继电器100可以包括固态继电器、电磁继电器和磁簧继电器等。控制单元300与多个控制开关200连接，控制单元300用于与外界通讯，向多个控制开关200发出故障信号、使能信号和开闭控制信号并接收多个控制开关200 的采样电压。

具体的，例如，多个控制开关200包括第一控制开关201、第二控制开关 202和第三控制开关203。控制单元300的故障信号端301与第一控制开关201 连接，控制单元300的使能信号端304、第一开闭控制信号端302与第一开关驱动器501连接，第一开关驱动器501与第二控制开关202连接。控制单元300 的使能信号端304、第二开闭控制信号端303与第二开关驱动器502连接，第二开关驱动器502与第三控制开关203连接。第一控制开关201一端的第一采样端204采集第一控制开关201一端电压，第二控制开关202一端的第二采样端 205采集第二控制开关202一端电压，第三控制开关203一端的第三采样端206 采集第三控制开关203一端的电压。当第二控制开关202故障失效时，若第一开闭控制信号端302输入控制第二控制开关202断开的信号，第二采样端205 的电压应当为零，而第二控制开关202故障失效时，第二采样端205的电压不为零，此时控制单元300的故障信号端301向第一控制开关201发送断开信号，从而控制大功率继电器100断开。当控制单元300的故障信号端301控制的第一控制开关201故障失效时，控制单元300发出的使能信号会变为低电平，从而第一开关驱动器501和第二开关驱动器502控制第二控制开关202和第三控制开关203断开，从而控制大功率继电器100断开。

在以上实施例中，任一控制开关未失效都能控制大功率继电器100断开工作，保证高压电源进入安全状态。

由以上本申请一种大功率继电器控制装置的实施例提供的技术方案可见，通过本申请提供的大功率继电器控制装置，将大功率继电器、多个控制开关与电源相串联，多个控制开关控制大功率继电器的断开与闭合，控制单元与多个控制开关连接，控制单元与外界通讯，向多个控制开关发出控制信号并采集多个控制开关两端的电压，保证只要多个控制开关中任意一个控制开关断开，就能控制大功率继电器断开，从而保证控制高压电源进入安全状态。

上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种大功率继电器控制装置，其特征在于，所述装置包括：

大功率继电器、多个控制开关、控制单元和电源；

所述大功率继电器、所述多个控制开关与所述电源相串联，所述多个控制开关控制所述大功率继电器的断开与闭合；

所述控制单元与外界通讯，所述控制单元与所述多个控制开关连接，向所述多个控制开关发出控制信号并采集所述多个控制开关两端的电压。

2.根据权利要求1所述的大功率继电器控制装置，其特征在于，所述控制单元包括故障信号端和开闭控制信号端；

所述控制信号包括故障信号和开闭控制信号。

3.根据权利要求2所述的大功率继电器控制装置，其特征在于，

所述多个控制开关包括一个响应于故障信号的控制开关和至少一个响应于开闭控制信号的控制开关；

所述响应于故障信号的控制开关与所述控制单元的故障信号端相连接，所述响应于开闭控制信号的控制开关与所述控制单元的开闭控制信号端相连接。

4.根据权利要求1所述的大功率继电器控制装置，其特征在于，所述装置还包括多个采样端，所述采样端连接在所述控制单元与所述控制开关之间，所述控制单元通过多个采样端采集所述多个控制开关的参数。

5.根据权利要求3所述的大功率继电器控制装置，其特征在于，所述控制单元还包括使能信号端；

所述控制信号还包括使能信号。

6.根据权利要求5所述的大功率继电器控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

至少一个开关驱动器，所述开关驱动器基于所述使能信号和所述开闭控制信号对所述控制开关进行控制；

所述响应于开闭控制信号的控制开关通过所述开关驱动器与所述控制单元发出使能信号的使能信号端相连接。

7.根据权利要求1所述的大功率继电器控制装置，其特征在于，所述多个控制开关至少包括下述之一：MOS管、三极管和继电器。

8.根据权利要求2所述的大功率继电器控制装置，其特征在于，所述故障信号可以包括所述大功率继电器控制装置内部的故障信号或者所述控制单元与外界通讯接收到的外界故障信号。

9.根据权利要求1所述的大功率继电器控制装置，其特征在于，所述装置还包括多个基础元件，所述多个基础元件串联或并联在所述大功率继电器、所述多个控制开关、所述控制单元和所述电源形成的串联电路中。

10.根据权利要求1所述的大功率继电器控制装置，其特征在于，所述大功率继电器至少包括下述之一：固态继电器、电磁继电器和磁簧继电器。

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