CN218839203U - 一种接触器的双边驱动电路及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例公开了一种接触器的双边驱动电路及电动汽车，包括：供电电源；高边驱动芯片；第一电路，包括第一电阻和第二电阻；多个接触器；多个低边驱动芯片；多个第二电路，每个第二电路均包括第三电阻和第四电阻；多个第五电阻；以及检测电源；其中，接触器的两端分别电连接高边驱动芯片的输出端和低边驱动芯片的输出端，高边驱动芯片的电源输入端电连接供电电源，低边驱动芯片的输入端与地电连接；第一电阻和第二电阻串联于高边驱动芯片的输出端与地之间；第三电阻和第四电阻并联于低边驱动芯片的两端；第五电阻串联于低边驱动芯片的输出端与检测电源之间。根据本实用新型，避免单边驱动的风险，降低成本，还能够确定电路故障。

Description

一种接触器的双边驱动电路及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及接触器技术领域，特别涉及一种接触器的双边驱动电路及电动汽车。

背景技术

直流接触器的重要技术目标如下：a)在电池系统停止运行后起隔离电源端与负载端作用；b)在电池系统运行时起连接电源端与负载端作用；c)故障时起分断电路作用。

接触器驱动方式目前主要有三种：一是高边驱动，二是低边驱动，三是高低边同时驱动。对于高边驱动或者低边驱动，每个接触器需要一个驱动电路。如果驱动电路发生故障，高边驱动电路和电源端短路或者低边驱动电路和地短路，在电池系统停止运行需要隔离电源端与负载端时，接触器将失效无法正常动作。更严重的是在电池系统故障时，接触器将无法起到分断电路的作用，可能引发安全危害。对于高低边同时驱动，每个接触器需要两个驱动电路。虽然当某一边驱动电路发生故障时，可以通过断开另一边驱动电路使接触器断开，从而分断电源端与负载端。但是常规双边驱动需求每个接触器对应一个高边通道，对应一个低边通道；对于驱动芯片的通道数量要求更高，因此成本也高于高边驱动或者低边驱动。并且无论是高边驱动、低边驱动还是高低边同时驱动，当驱动电路发生故障时，当前设计无法诊断故障类别，不利于维修时排查故障点。

有鉴于此，实有必要开发一种接触器的双边驱动电路及电动汽车，用以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种接触器的双边驱动电路及电动汽车，避免单边驱动的风险，降低成本，还能够确定电路故障。

为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例公开了如下技术方案：

一方面，提供了一种接触器的双边驱动电路，包括：供电电源；

高边驱动芯片；

第一电路，包括第一电阻和第二电阻；

多个接触器；

多个低边驱动芯片；

多个第二电路，每个所述第二电路均包括第三电阻和第四电阻；

多个第五电阻；以及

检测电源；

其中，所述接触器的两端分别电连接所述高边驱动芯片的输出端和所述低边驱动芯片的输出端，所述高边驱动芯片的电源输入端电连接所述供电电源，所述低边驱动芯片的输入端与地电连接；所述第一电阻和所述第二电阻串联于所述高边驱动芯片的输出端与地之间；所述第三电阻和所述第四电阻并联于所述低边驱动芯片的两端；所述第五电阻串联于所述低边驱动芯片的输出端与检测电源之间。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，每个所述接触器均包括第一接触器和第二接触器；

所述第一接触器的两端分别电连接所述高边驱动芯片的输出端和所述低边驱动芯片的输出端，所述第二接触器的两端分别电连接所述高边驱动芯片的输出端和所述低边驱动芯片的输出端。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述第一接触器包括主正接触器、主负接触器和预充接触器，所述主正接触器、所述主负接触器和预充接触器用于电连接外部负载和外部电池系统；所述第二接触器包括快充正接触器和快充负接触器，所述快充正接触器和所述快充负接触器用于电连接外部直流充电设备。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述第一电阻和所述第二电阻之间设置电压采样点A；每个所述第三电阻和所述第四电阻之间设置电压采样点B。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，多个所述接触器断开或闭合，对应的所述高边驱动芯片和多个所述低边驱动芯片断开或闭合。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，至少一个所述接触器闭合，对应的所述高边驱动芯片和至少一个所述低边驱动芯片闭合；至少一个所述接触器断开，对应的至少一个所述低边驱动芯片断开，所述高边驱动芯片断开或闭合。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述供电电源为直流电源。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述检测电源的电压为5V。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，所述双边驱动电路还包括控制器，所述控制器与所述高边驱动芯片和多个低边驱动芯片电连接。

上述技术方案中的一种接触器的双边驱动电路具有如下优点或有益效果：一、供电电源经过一个高边驱动芯片与三个第一接触器和两个第二接触器并联，三个第一接触器和两个第二接触器再分别经过与其电连接的低边驱动芯片再并联到地，实现五个接触器的双边驱动。当某个接触器所电连接的高边驱动芯片或低边驱动芯片发生电路故障导致无法断开上述接触器，则可以通过断开未故障的高边驱动芯片或低边驱动芯片实现接触器断开，避免单边驱动的风险；相较于传统双边驱动减少了四个高边驱动芯片，实现降低成本。

二、同时串联在高边驱动芯片的输出端与地之间的第一电阻和第二电阻，可以确定断接触器的高边电路故障。串联于低边驱动芯片的输出端与检测电源之间的第五电阻，以及并联于低边驱动芯片两端的第三电阻和第四电阻，可以确定断接触器的低边电路故障。进而实现能够确定双边驱动电路的电路故障，并确定故障的原因。

另一方面，提供了一种电动汽车，包括如上述任一项所述的接触器的双边驱动电路和电池模组。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方法详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1是现有技术中的高边驱动的电路结构图；

图2是现有技术中的低边驱动的电路结构图；

图3是现有技术中的高低边同时驱动的电路结构图；

图4是根据本实用新型实施例提供的一种接触器的双边驱动电路的电路结构图。

附图部件标识如下：

1、供电电源；

2、高边驱动芯片；

3、多个接触器；31、第一接触器；32、第二接触器；

4、低边驱动芯片；

5、检测电源；

6、第一电路；61、第一电阻；62、第二电阻；

7、第二电路；71、第三电阻；72、第四电阻；

8、第五电阻。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方法，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方法仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，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所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，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，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平径向高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平径向小于第二特征。

直流接触器的工作原理如下：当接触器线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁芯产生电磁力吸引动铁芯，并带动触点动作。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原。本实用新型所涉及的直流接触器皆为常断式接触器。

在电动汽车的电池系统和逆变器之间配置直流接触器。在电池系统停止运行后直流接触器起隔离作用，在电池系统运行时直流接触器起连接作用；当电动汽车关闭或发生故障时，也能安全的将储能系统从车辆的电池系统中隔离，起到分断电路的作用。因此直流接触器的重要技术目标如下：

a)在电池系统停止运行后起隔离电源端与负载端作用；

b)在电池系统运行时起连接电源端与负载端作用；

c)故障时起分断电路作用。

接触器驱动方式目前主要有三种：

一是高边驱动，参见图1，图1为现有技术中的高边驱动的电路结构图，电源经过不同的高边驱动芯片分别连接到对应的接触器高边，接触器低边并联到地。当接触器需要动作时，控制器通过控制高边驱动芯片控制电源是否使能，从而驱动接触器。

二是低边驱动，参见图2，图2为现有技术中的低边驱动的电路结构图，电源并联到不同的接触器高边，接触器低边则分别经过不同的低边驱动芯片再并联到地。当接触器需要动作时，控制器通过控制低边芯片控制低边是否使能，从而驱动接触器。

三是高低边同时驱动，参见图3，图3为现有技术中的高低边同时驱动的电路结构图，不同的接触器分别经过对应的高边驱动芯片再并联到电源，不同的接触器低边也经过对应的低边芯片再并联到地。如果需要驱动接触器，控制器需要同时使能高边芯片和低边芯片，才能实现控制器通过集成芯片来实现驱动控制。

高边驱动或者低边驱动都属于单边驱动。对于高边驱动或者低边驱动，每个接触器需要一个驱动电路。如果驱动电路发生故障，高边驱动电路和电源端短路或者低边驱动电路和地短路，在电池系统停止运行需要隔离电源端与负载端时，接触器将失效无法正常动作。更严重的是在电池系统故障时，接触器将无法起到分断电路的作用，可能引发安全危害。

高低边同时驱动是双边驱动。只有高低边同时使能，常断式接触器才会闭合。对于常规高低边同时驱动的方式，每个接触器需要两个驱动电路。因此当某一边驱动电路发生故障时，仍然可以通过断开另一边驱动电路使接触器断开，从而分断电源端与负载端。但是常规双边驱动需求每个接触器对应一个高边通道，对应一个低边通道；对于驱动芯片的通道数量要求更高，因此成本也高于单边驱动。

并且无论是高边驱动、低边驱动还是高低边同时驱动，当驱动电路发生故障时，当前设计无法诊断故障类别，不利于维修时排查故障点。

图4为利用了根据实施例的一种接触器的双边驱动电路的电路结构图,参照图4，一种接触器的双边驱动电路，包括：供电电源1，所述供电电源1为低电压的直流电源；高边驱动芯片2；第一电路6，包括第一电阻61和第二电阻62；多个接触器3；多个低边驱动芯片4；多个第二电路7，每个所述第二电路7均包括第三电阻71和第四电阻72；多个第五电阻8；以及检测电源5。所述检测电源5的电压为5V。电动汽车一般设置五个接触器3，因此在本实施例中，设置五个接触器3；并且多个低边驱动芯片4、多个第二电路7以及多个第五电阻8同样设置五个。每个所述接触器3均包括第一接触器31和第二接触器32，在本实施例中，选用三个第一接触器31，选用两个第二接触器32。值得说明的是，在其他实施例中，接触器3可选用6、7或8个。

其中，所述第一接触器31的两端分别电连接所述高边驱动芯片2的输出端和所述低边驱动芯片4的输出端，所述第二接触器32的两端分别电连接所述高边驱动芯片2的输出端和所述低边驱动芯片4的输出端；所述高边驱动芯片2的电源输入端电连接所述供电电源1，所述低边驱动芯片4的输入端与地电连接。也即供电电源1经过一个高边驱动芯片2与三个第一接触器31和两个第二接触器32并联，三个第一接触器31和两个第二接触器32再分别经过与其电连接的低边驱动芯片4再并联到地。当高边驱动芯片2使能，则接触器3的高边输入供电电源1。当低边驱动芯片4使能，则接触器3的低边输入地。

其中，所述第一电阻61和所述第二电阻62串联于所述高边驱动芯片2的输出端与地之间；所述第三电阻71和所述第四电阻72并联于所述低边驱动芯片4的两端；所述第五电阻8串联于所述低边驱动芯片4的输出端与检测电源5之间。也即第一电阻61和所述第二电阻62串联在多个接触器3的高边与地之间；接触器3的低边通过一个第五电阻8和5V的检测电源5电连接。

在本实施例中，所述第一接触器31包括主正接触器、主负接触器和预充接触器，所述主正接触器、所述主负接触器和预充接触器用于电连接外部负载和外部电池系统；所述第二接触器32包括快充正接触器和快充负接触器，所述快充正接触器和所述快充负接触器用于电连接外部直流充电设备。第一接触器31选用三个，分别是一个主正接触器，一个主负接触器和一个预充接触器；第二接触器32选用两个，分别是一个快充正接触器和一个快充负接触器。所述预充接触器用于电连接外部的高压电器件。

在主正接触器、主负接触器、预充接触器、快充正接触器和快充负接触器都断开时，高边驱动芯片2也处于断开状态，五个低边驱动芯片4也处于断开状态。

当主正接触器、主负接触器、预充接触器、快充正接触器和快充负接触器都断开的时候，如果需要闭合某个接触器3，高边驱动芯片2和上述接触器3对应需要闭合的低边驱动芯片4，即此时高边驱动芯片2和对应的低边驱动芯片4设为闭合状态。当已经有接触器3处于闭合的状态，如果此时需要再闭合某个接触器3，将上述接触器3对应需要闭合的低边驱动芯片4设为闭合状态。即有接触器3处于闭合状态，高边驱动芯片2需要保持闭合状态。

在主正接触器、主负接触器、预充接触器、快充正接触器和快充负接触器都闭合时，高边驱动芯片2也处于闭合状态，五个低边驱动芯片4也处于闭合开状态。

当有大于一个接触器3处于闭合状态，如果此时需要断开某个接触器3，高边驱动芯片2需要保持闭合状态，将上述接触器3对应需要断开的低边驱动芯片4设为闭合状态。当仅有一个接触器3处于闭合状态，如果此时需要断开该接触器3，高边驱动芯片2需要设为断开状态，该接触器3对应的低边驱动芯片4设为闭合状态。

继续参照图4，其中，第一电阻61为R16，第二电阻62为R17。串联在第一个低边驱动芯片4的第三电阻71为R1，所述第四电阻72为R2，对应的连接在主正接触器的低边，也即连接在第一个低边驱动芯片4输出端的第五电阻8为R11；串联在第二个低边驱动芯片4的第三电阻71为R3，所述第四电阻72为R4，对应的连接在主负接触器的低边，也即连接在第二个低边驱动芯片4输出端的第五电阻8为R12；串联在第三个低边驱动芯片4的第三电阻71为R5，所述第四电阻72为R6，对应的连接在快充正接触器的低边，也即连接在第三个低边驱动芯片4输出端的第五电阻8为R13；串联在第四个低边驱动芯片4的第三电阻71为R7，所述第四电阻72为R8，对应的连接在快充负接触器的低边，也即连接在第四个低边驱动芯片4输出端的第五电阻8为R14；串联在第五个低边驱动芯片4的第三电阻71为R9，所述第四电阻72为R1，对应的连接在预充接触器的低边，也即连接在第五个低边驱动芯片4输出端的第五电阻8为R15。

继续参照图4，在本实施例中，所述第一电阻61和所述第二电阻62之间设置电压采样点A；每个所述第三电阻71和所述第四电阻72之间设置电压采样点B。

双边驱动电路设定一个既定阈值的电压C，高边驱动芯片2在使能与未使能时，电压采样点A的电压不同。具体地，高边驱动芯片2未使能时，电压采样点A的电压为0；高边驱动芯片2使能时，电压采样点A的电压等于电压C。低边驱动芯片4在使能与未使能时，电压采样点B的电压不同。具体地，低边驱动芯片4未使能时，电压采样点B的电压为0；低边驱动芯片4使能时，电压采样点B的电压等于电压C。

若在高边驱动芯片2未使能时，电压采样点A的电压等于电压C时，则高边驱动芯片2与供电电源1之间发生短路。高边驱动芯片2使能时，若电压采样点A的电压等于0时，则高边驱动芯片2发生断路或与第一电路6和地发生短路。

若在低边驱动芯片4未使能时，电压采样点B的电压等于电压C时，则低边驱动芯片4与检测电源5之间发生短路。低边驱动芯片4使能时，若电压采样点A的电压等于0时，则低边驱动芯片4发生断路或与第二电路7和地发生短路。

上述实施例中，供电电源1经过一个高边驱动芯片2与三个第一接触器31和两个第二接触器32并联，三个第一接触器31和两个第二接触器32再分别经过与其电连接的低边驱动芯片4再并联到地，实现五个接触器3的双边驱动。当某个接触器3所电连接的高边驱动芯片2或低边驱动芯片4发生电路故障导致无法断开上述接触器3，则可以通过断开未故障的高边驱动芯片2或低边驱动芯片4实现接触器3断开，避免单边驱动的风险；相较于传统双边驱动减少了四个高边驱动芯片2，实现降低成本。

同时串联在高边驱动芯片2的输出端与地之间的第一电阻61和第二电阻62，可以确定断接触器3的高边电路故障。串联于低边驱动芯片4的输出端与检测电源5之间的第五电阻8，以及并联于低边驱动芯片4两端的第三电阻71和第四电阻72，可以确定断接触器3的低边电路故障。进而实现能够确定双边驱动电路的电路故障，并确定故障的原因。

在本实施例中，所述双边驱动电路还包括控制器，所述控制器与所述高边驱动芯片2和多个低边驱动芯片4电连接。控制器能使高边驱动芯片2或/和低边驱动芯片4使能，以实现接触器3断开或闭合。

本实施例提供一种电动汽车，包括如上述任一项所述的接触器的双边驱动电路和电池模组。

以上步骤所提供的介绍，只是用于帮助理解本实用新型的方法、结构及核心思想。对于本技术领域内的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也同样属于本实用新型权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种接触器的双边驱动电路，其特征在于，包括：

供电电源(1)；

高边驱动芯片(2)；

第一电路(6)，包括第一电阻(61)和第二电阻(62)；

多个接触器(3)；

多个低边驱动芯片(4)；

多个第二电路(7)，每个所述第二电路(7)均包括第三电阻(71)和第四电阻(72)；

多个第五电阻(8)；以及

检测电源(5)；

其中，所述接触器(3)的两端分别电连接所述高边驱动芯片(2)的输出端和所述低边驱动芯片(4)的输出端，所述高边驱动芯片(2)的电源输入端电连接所述供电电源(1)，所述低边驱动芯片(4)的输入端与地电连接；所述第一电阻(61)和所述第二电阻(62)串联于所述高边驱动芯片(2)的输出端与地之间；所述第三电阻(71)和所述第四电阻(72)并联于所述低边驱动芯片(4)的两端；所述第五电阻(8)串联于所述低边驱动芯片(4)的输出端与检测电源(5)之间。

2.如权利要求1所述的一种接触器的双边驱动电路，其特征在于，每个所述接触器(3)均包括第一接触器(31)和第二接触器(32)；

所述第一接触器(31)的两端分别电连接所述高边驱动芯片(2)的输出端和所述低边驱动芯片(4)的输出端，所述第二接触器(32)的两端分别电连接所述高边驱动芯片(2)的输出端和所述低边驱动芯片(4)的输出端。

3.如权利要求2所述的一种接触器的双边驱动电路，其特征在于，所述第一接触器(31)包括主正接触器、主负接触器和预充接触器，所述主正接触器、所述主负接触器和预充接触器用于电连接外部负载和外部电池系统；所述第二接触器(32)包括快充正接触器和快充负接触器，所述快充正接触器和所述快充负接触器用于电连接外部直流充电设备。

4.如权利要求1所述的一种接触器的双边驱动电路，其特征在于，所述第一电阻(61)和所述第二电阻(62)之间设置电压采样点A；每个所述第三电阻(71)和所述第四电阻(72)之间设置电压采样点B。

5.如权利要求1所述的一种接触器的双边驱动电路，其特征在于，多个所述接触器(3)断开或闭合，对应的所述高边驱动芯片(2)和多个所述低边驱动芯片(4)断开或闭合。

6.如权利要求1所述的一种接触器的双边驱动电路，其特征在于，至少一个所述接触器(3)闭合，对应的所述高边驱动芯片(2)和至少一个所述低边驱动芯片(4)闭合；至少一个所述接触器(3)断开，对应的至少一个所述低边驱动芯片(4)断开，所述高边驱动芯片(2)断开或闭合。

7.如权利要求1所述的一种接触器的双边驱动电路，其特征在于，所述供电电源(1)为直流电源。

8.如权利要求1所述的一种接触器的双边驱动电路，其特征在于，所述检测电源(5)的电压为5V。

9.如权利要求1所述的一种接触器的双边驱动电路，其特征在于，所述双边驱动电路还包括控制器，所述控制器与所述高边驱动芯片(2)和多个低边驱动芯片(4)电连接。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的接触器的双边驱动电路和电池模组。

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