[发明专利]基于电芯管理单元的电动汽车继电器安全控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于电芯管理单元的电动汽车继电器安全控制装置及方法，包括电芯管理单元（1）、电池管理单元（2）及高压继电器组（3）；电池管理单元包括单片机（21）、逻辑非门（22）、逻辑与门（23）及继电器控制驱动模块（24）；电芯管理单元的故障端管脚与逻辑非门的输入端连接，单片机的输出管脚及逻辑非门的输出端分别与逻辑与门的两个输入端分别连接，逻辑与门的输出端与继电器控制驱动模块的电源端连接，继电器控制驱动模块与高压继电器组相连。本发明解决了软件控制失效并且电池包中发生各种故障时，高压继电器无法及时断开的问题，避免导致无法预知的故障，避免引发设备和人员安全事故。

技术领域

本发明涉及电动汽车继电器的安全控制技术领域，尤其涉及一种基于电芯管理单元的电动汽车继电器安全控制装置及方法。

背景技术

当前，电动汽车高压继电器的控制一般由MCU（Microcontroller Unit，即单片机）与继电器控制驱动模块进行直接控制。在电动汽车运行过程中，有相应的软件安全策略对高压继电器进行控制，保证电动汽车安全运行。但是，在某些恶劣环境下，MCU受到外部干扰或其他原因而产生死机或软件跑飞，此时若发生某种故障，如电芯单体过压、电芯单体欠压、电芯单体过温、均衡短路、通信丢失等，高压继电器无法及时断开，容易导致无法预知的故障，进而引发设备和人员安全事故。

尽管可采用对整个电池包的总电压和温度进行监控的方案，如中国实用新型专利ZL 201620413489.X公开了一种电池包高压继电器的高低边控制电路，但该方案只能避免电池包的总电压和温度故障时继电器无法关断的问题，不能避免其他故障发生时继电器无法关断的问题，并且电池包整包故障只有在电芯单体故障扩散到整个电池包时，才能被监控到，存在反应过慢的问题。

中国实用新型专利ZL 201520532310.8公开了一种电动汽车继电器安全控制电路，该电路包括依次连接的MCU模块、逻辑门控制模块、继电器控制驱动模块和高压继电器组；解决了现有技术中MCU受到外部干扰或其他原因而产生复位现象，导致无法预知的故障的问题，但若在行车或充电过程中出现了电芯单体过压、电芯单体欠压、电芯单体过温等安全风险后，所有的控制仍只能由MCU来控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电芯管理单元的电动汽车继电器安全控制装置及方法，解决了软件控制失效并且电池包中发生各种故障时，如：电芯单体过压、电芯单体欠压、电芯单体过温、均衡短路、通信丢失等，高压继电器无法及时断开的问题，避免导致无法预知的故障，避免引发设备和人员安全事故。

本发明是这样实现的：

一种基于电芯管理单元的电动汽车继电器安全控制装置，包括电芯管理单元、电池管理单元及高压继电器组；电池管理单元包括单片机、逻辑非门、逻辑与门及继电器控制驱动模块；电芯管理单元的故障端管脚与逻辑非门的输入端连接，单片机的输出管脚及逻辑非门的输出端分别与逻辑与门的两个输入端分别连接，逻辑与门的输出端与继电器控制驱动模块的电源端连接，继电器控制驱动模块与高压继电器组相连。

所述的高压继电器组包括主正继电器、主负继电器及预充继电器。

一种基于电芯管理单元的电动汽车继电器安全控制方法，包括如下步骤：

步骤1：电芯管理单元检测故障，若电芯管理单元检测到故障，则通过故障端管脚输出高电平信号，若电芯管理单元未检测到故障，则通过故障端管脚输出低电平信号；

步骤2：逻辑非门将电芯管理单元输出的电平信号变相，并输出到逻辑与门；

步骤3：逻辑与门将单片机的输出管脚的电平信号和逻辑非门输出的电平信号相与，并输出到继电器控制驱动模块；

步骤4：继电器控制驱动模块根据逻辑与门的输出信号控制电源开关，若继电器控制驱动模块输出高电平信号，高压继电器组通电，若继电器控制驱动模块输出低电平信号，高压继电器组断电。