本實用新型涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動汽車及其開關(guān)量檢測電路。

背景技術(shù)：

隨著電動汽車的迅速發(fā)展，人們對BMS(Battery Management System，電池管理系統(tǒng))的要求越來越高。BMS安全策略的完善對電動汽車的安全至關(guān)重要，這要求BMS能夠及時可靠的獲取到整車的相關(guān)信號，且電路具有較高的魯棒性以避免軟件策略誤動作。然而，目前的整車開關(guān)量檢測電路難以適用于12V與24V的電壓平臺，無法做到硬件平臺的統(tǒng)一，造成成本的上升，同時傳統(tǒng)電路可靠性差，容易受到干擾。

鑒于以上內(nèi)容，實有必要提供一種新型的電動汽車及其開關(guān)量檢測電路以克服以上缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種具有較寬的電壓輸入范圍、抗干擾能力強且可靠性高的開關(guān)量檢測電路。

本實用新型的目的是還提供一種應(yīng)用所述開關(guān)量檢測電路的電動汽車。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種開關(guān)量檢測電路，所述開關(guān)量檢測電路包括：

用于將多個開關(guān)量信號的電平轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)電平的電平轉(zhuǎn)換模塊；

用于對所述電平轉(zhuǎn)換模塊輸出的信號進行電氣隔離的隔離模塊；以及

用于對所述隔離模塊輸出的信號的波形進行整形并抗干擾的施密特觸發(fā)模塊。

進一步地，所述電平轉(zhuǎn)換模塊包括多個電平轉(zhuǎn)換單元，所述電平轉(zhuǎn)換單元的數(shù)量與所述開關(guān)量信號的數(shù)量相等且一一對應(yīng)，每個電平轉(zhuǎn)換單元將一個對應(yīng)的開關(guān)量信號的電平轉(zhuǎn)換成所述預(yù)設(shè)電平，并將轉(zhuǎn)換后的開關(guān)量信號輸出給所述隔離模塊。

進一步地，每個電平轉(zhuǎn)換單元包括電子開關(guān)、第一至第三電阻，所述電子開關(guān)的第一端通過所述第一電阻接收相應(yīng)的開關(guān)量信號，并通過所述第二電阻與車身地相連，所述電子開關(guān)的第二端與所述隔離模塊相連，以將轉(zhuǎn)換后的開關(guān)量信號輸出給所述隔離模塊，所述電子開關(guān)的第二端還通過所述第三電阻與第一電源相連，所述電子開關(guān)的第三端與所述車身地相連。

進一步地，每個電平轉(zhuǎn)換單元還包括第四電阻、第一電容及第二電容，所述第四電阻的第一端通過所述第一電阻接收相應(yīng)的開關(guān)量信號，并通過所述第一電容與所述車身地相連，所述第四電阻的第二端與所述電子開關(guān)的第一端相連，所述電子開關(guān)的第二端還通過所述第二電容與所述車身地相連。

進一步地，所述電子開關(guān)為NPN型三極管或NMOS場效應(yīng)管，所述電子開關(guān)的第一端、第二端及第三端分別對應(yīng)所述NPN型三極管的基極、集電極及發(fā)射極或所述NMOS場效應(yīng)管的柵極、漏極及源極。

進一步地，所述隔離模塊包括數(shù)字隔離器，所述數(shù)字隔離器包括多個輸入引腳、多個輸出引腳、第一電源引腳、第二電源引腳、第一接地引腳及第二接地引腳，所述輸入引腳的數(shù)量及所述輸出引腳的數(shù)量與所述電平轉(zhuǎn)換單元的數(shù)量相等且一一對應(yīng)，所述數(shù)字隔離器的每個輸入引腳與一個對應(yīng)的電子開關(guān)的第二端相連，以接收對應(yīng)的電子開關(guān)的第二端輸出的轉(zhuǎn)換后的開關(guān)量信號，所述數(shù)字隔離器的多個輸出引腳均與所述施密特觸發(fā)模塊相連，所述第一電源引腳與所述第一電源相連，并通過第三電容與所述車身地相連，所述第二電源引腳與第二電源相連，所述第一接地引腳與所述車身地相連，所述第二接地引腳接地。

進一步地，所述數(shù)字隔離器采用容耦方式進行電氣隔離。

進一步地，所述施密特觸發(fā)模塊包括多個施密特觸發(fā)器，所述施密特觸發(fā)器的數(shù)量與所述數(shù)字隔離器的輸出引腳的數(shù)量相等且一一對應(yīng)，每個施密特觸發(fā)器包括輸入引腳、輸出引腳、電源引腳及接地引腳，每個施密特觸發(fā)器的輸入引腳與所述數(shù)字隔離器的一個對應(yīng)的輸出引腳相連，每個施密特觸發(fā)器的輸出引腳與電池管理系統(tǒng)相連，每個施密特觸發(fā)器的電源引腳與所述第二電源相連，每個施密特觸發(fā)器的接地引腳接地。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型還提供一種開關(guān)量檢測電路，所述開關(guān)量檢測電路包括：

用于將多個開關(guān)量信號的電平轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)電平的電平轉(zhuǎn)換模塊；

用于對所述電平轉(zhuǎn)換模塊輸出的信號的波形進行整形并抗干擾的施密特觸發(fā)模塊；以及

用于對所述施密特觸發(fā)模塊輸出的信號進行電氣隔離的隔離模塊。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型還提供一種電動汽車，所述電動汽車包括整車控制系統(tǒng)、如上所述的開關(guān)量檢測電路及電池管理系統(tǒng)，所述整車控制系統(tǒng)輸出的多個開關(guān)量信號通過所述開關(guān)量檢測電路傳輸給所述電池管理系統(tǒng)。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型通過所述電平轉(zhuǎn)換模塊將多個開關(guān)量信號的電平轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)電平，從而使所述開關(guān)量檢測電路具有較寬的電壓輸入范圍。本實用新型還通過所述隔離模塊及所述施密特觸發(fā)模塊對所述電平轉(zhuǎn)換模塊輸出的信號進行電氣隔離、波形整形及抗干擾，從而使所述開關(guān)量檢測電路抗干擾能力強且可靠性高。

【附圖說明】

圖1為本實用新型的實施例提供的電動汽車的原理框圖。

圖2為本實用新型的實施例提供的圖1中開關(guān)量檢測電路的第一實施方式與整車控制系統(tǒng)及電池管理系統(tǒng)相連的原理框圖。

圖3為圖2中開關(guān)量檢測電路的電路圖。

圖4為本實用新型的實施例提供的圖1中開關(guān)量檢測電路的第二實施方式與整車控制系統(tǒng)及電池管理系統(tǒng)相連的原理框圖。

【具體實施方式】

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

當(dāng)一個元件被認(rèn)為與另一個元件“相連”時，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。

請參閱圖1，圖1為本實用新型的實施例提供的電動汽車10的原理框圖。所述電動汽車10包括整車控制系統(tǒng)100、開關(guān)量檢測電路200及電池管理系統(tǒng)500。所述整車控制系統(tǒng)100通過所述開關(guān)量檢測電路200與所述電池管理系統(tǒng)500相連。所述整車控制系統(tǒng)100輸出的多個開關(guān)量信號通過所述開關(guān)量檢測電路200傳輸給所述電池管理系統(tǒng)500。所述多個開關(guān)量信號代表整車的狀態(tài)，所述電池管理系統(tǒng)500根據(jù)接收到的開關(guān)量信號制定相應(yīng)的整車安全策略。

請參閱圖2，圖2為本實用新型的實施例提供的開關(guān)量檢測電路200的第一實施方式與所述整車控制系統(tǒng)100及所述電池管理系統(tǒng)500相連的原理框圖。所述開關(guān)量檢測電路200包括電平轉(zhuǎn)換模塊210、隔離模塊220及施密特觸發(fā)模塊230。所述隔離模塊220通過所述電平轉(zhuǎn)換模塊210與所述整車控制系統(tǒng)100相連，并通過所述施密特觸發(fā)模塊230與所述電池管理系統(tǒng)500相連。所述電平轉(zhuǎn)換模塊210用于將所述整車控制系統(tǒng)100輸出的多個開關(guān)量信號的電平轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)電平。所述隔離模塊220用于對所述電平轉(zhuǎn)換模塊210輸出的信號進行電氣隔離。所述施密特觸發(fā)模塊230用于對所述隔離模塊220輸出的信號的波形進行整形并抗干擾。在本實施方式中，所述預(yù)設(shè)電平具體數(shù)值可根據(jù)實際情況進行相應(yīng)調(diào)整。

請參閱圖3，圖3為本實用新型的實施例提供的開關(guān)量檢測電路200的電路圖。所述電平轉(zhuǎn)換模塊210包括多個電平轉(zhuǎn)換單元216，所述電平轉(zhuǎn)換單元216的數(shù)量與所述開關(guān)量信號(如P-ON信號、P-ACC信號等)的數(shù)量相等且一一對應(yīng)。每個電平轉(zhuǎn)換單元216將一個對應(yīng)的開關(guān)量信號的電平轉(zhuǎn)換成所述預(yù)設(shè)電平，并將轉(zhuǎn)換后的開關(guān)量信號輸出給所述隔離模塊220。

每個電平轉(zhuǎn)換單元216包括電子開關(guān)Q1、第一至第三電阻R1-R3。所述電子開關(guān)Q1的第一端通過所述第一電阻R1接收相應(yīng)的開關(guān)量信號，并通過所述第二電阻R2與車身地相連。所述電子開關(guān)Q1的第二端與所述隔離模塊220相連，以將轉(zhuǎn)換后的開關(guān)量信號輸出給所述隔離模塊220。所述電子開關(guān)Q1的第二端還通過所述第三電阻R3與第一電源DC-5V相連，所述電子開關(guān)Q1的第三端與所述車身地相連。

每個電平轉(zhuǎn)換單元216還包括第四電阻R4、第一電容C1及第二電容C2。所述第四電阻R4的第一端通過所述第一電阻R1接收相應(yīng)的開關(guān)量信號，并通過所述第一電容C1與所述車身地相連。所述第四電阻R4的第二端與所述電子開關(guān)Q1的第一端相連。所述電子開關(guān)Q1的第二端還通過所述第二電容C2與所述車身地相連。

在本實施方式中，所述電子開關(guān)Q1為NPN型三極管或NMOS場效應(yīng)管，所述電子開關(guān)Q1的第一端、第二端及第三端分別對應(yīng)所述NPN型三極管的基極、集電極及發(fā)射極或所述NMOS場效應(yīng)管的柵極、漏極及源極。在其它實施方式中，所述電子開關(guān)Q1可以為具有相似功能的其它開關(guān)，如IGBT((Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)等。

所述隔離模塊220包括數(shù)字隔離器U1。所述數(shù)字隔離器U1包括多個輸入引腳A1、多個輸出引腳B1、第一電源引腳VDD1、第二電源引腳VDD2、第一接地引腳GND1及第二接地引腳GND2。所述輸入引腳A1的數(shù)量及所述輸出引腳B1的數(shù)量與所述電平轉(zhuǎn)換單元216的數(shù)量相等且一一對應(yīng)。所述數(shù)字隔離器U1的每個輸入引腳A1與一個對應(yīng)的電子開關(guān)Q1的第二端相連，以接收對應(yīng)的電子開關(guān)Q1的第二端輸出的轉(zhuǎn)換后的開關(guān)量信號。所述數(shù)字隔離器U1的多個輸出引腳B1均與所述施密特觸發(fā)模塊230相連。所述第一電源引腳VDD1與所述第一電源DC-5V相連，并通過第三電容C3與所述車身地相連，所述第二電源引腳VDD2與第二電源3.3V相連。所述第一接地引腳GND1與所述車身地相連，所述第二接地引腳GND2接地。

在本實施方式中，所述數(shù)字隔離器U1采用容耦方式進行電氣隔離。所述數(shù)字隔離器U1的每兩個輸出引腳B1之間設(shè)有緩沖單元(圖未示)，所述緩沖單元能夠提供50歐姆的輸出阻抗，從而保證了信號的可靠傳輸。

所述施密特觸發(fā)模塊230包括多個施密特觸發(fā)器U2，所述施密特觸發(fā)器U2的數(shù)量與所述數(shù)字隔離器U1的輸出引腳B1的數(shù)量相等且一一對應(yīng)。每個施密特觸發(fā)器U2包括輸入引腳A、輸出引腳Y、電源引腳VCC及接地引腳GND。每個施密特觸發(fā)器U2的輸入引腳A與所述數(shù)字隔離器U1的一個對應(yīng)的輸出引腳B1相連。每個施密特觸發(fā)器U2的輸出引腳Y與所述電池管理系統(tǒng)500相連。每個施密特觸發(fā)器U2的電源引腳VCC與所述第二電源3.3V相連，每個施密特觸發(fā)器U2的接地引腳GND接地。

下面僅以所述整車控制系統(tǒng)100輸出的開關(guān)量信號P-ON經(jīng)所述開關(guān)量檢測電路200傳輸給所述電池管理系統(tǒng)500為例，對所述電動汽車10及其開關(guān)量檢測電路200的工作原理進行說明。

工作時，所述整車控制系統(tǒng)100輸出的開關(guān)量信號P-ON經(jīng)所述第一電阻R1及所述第四電阻R4傳輸給所述電子開關(guān)Q1的第一端。當(dāng)所述開關(guān)量信號P-ON為高電平時，所述電子開關(guān)Q1導(dǎo)通，所述電子開關(guān)Q1的第二端輸出低電平。當(dāng)所述開關(guān)量信號P-ON為低電平時，所述電子開關(guān)Q1截止，所述電子開關(guān)Q1的第二端輸出高電平。在本實施方式中，所述整車控制系統(tǒng)100輸出的開關(guān)量信號P-ON的電平為9V(volts，伏特)-36V，所述電子開關(guān)Q1的第二端輸出開關(guān)量信號P-ON的電平為0V-5V，因此，所述電平轉(zhuǎn)換單元216實現(xiàn)了將所述開關(guān)量信號P-ON的電平轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)電平的功能，從而使所述電平轉(zhuǎn)換單元216具有較寬的電壓輸入范圍。所述電平轉(zhuǎn)換單元216還對所述整車控制系統(tǒng)100輸出的開關(guān)量信號P-ON的高低電平進行了翻轉(zhuǎn)，即高電平變成低電平，低電平變成高電平。在其它實施方式中，所述整車控制系統(tǒng)100輸出的開關(guān)量信號P-ON的電平的具體數(shù)值可根據(jù)實際情況進行相應(yīng)調(diào)整，例如，可以為6V-48V。所述預(yù)設(shè)電平的具體數(shù)值也可以根據(jù)實際情況進行相應(yīng)調(diào)整。

所述電子開關(guān)Q1的第二端將轉(zhuǎn)換后的開關(guān)量信號P-ON輸出給所述數(shù)字隔離器U1的對應(yīng)的輸入引腳A1，所述數(shù)字隔離器U1對所述開關(guān)量信號P-ON進行電氣隔離，并將隔離后的開關(guān)量信號P-ON輸出給對應(yīng)的施密特觸發(fā)器U2。所述施密特觸發(fā)器U2對隔離后的開關(guān)量信號P-ON的波形進行整形并抗干擾，從而增強了所述開關(guān)量信號P-ON的抗干擾能力且提高了所述開關(guān)量信號P-ON的可靠性。

在本實施方式中，所述施密特觸發(fā)器U2還對隔離后的開關(guān)量信號P-ON的高低電平進行翻轉(zhuǎn)，以使所述施密特觸發(fā)器U2輸出給所述電池管理系統(tǒng)500的開關(guān)量信號P-ON的高低電平與所述整車控制系統(tǒng)100輸出的開關(guān)量信號P-ON的高低電平一致。

請參閱圖4，圖4為本實用新型的實施例提供的開關(guān)量檢測電路300的第二實施方式與所述整車控制系統(tǒng)100及所述電池管理系統(tǒng)500相連的原理框圖。所述開關(guān)量檢測電路300包括電平轉(zhuǎn)換模塊310、施密特觸發(fā)模塊320及隔離模塊330。所述施密特觸發(fā)模塊320通過所述電平轉(zhuǎn)換模塊310與所述整車控制系統(tǒng)100相連，并通過所述隔離模塊330與所述電池管理系統(tǒng)500相連。所述電平轉(zhuǎn)換模塊310用于將所述整車控制系統(tǒng)100輸出的多個開關(guān)量信號的電平轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)電平。所述施密特觸發(fā)模塊320用于所述電平轉(zhuǎn)換模塊310輸出的信號的波形進行整形并抗干擾。所述隔離模塊330用于對所述施密特觸發(fā)模塊320輸出的信號進行電氣隔離。

在本實施方式中，所述電平轉(zhuǎn)換模塊310與所述電平轉(zhuǎn)換模塊210的電路結(jié)構(gòu)相同且工作原理相同。所述施密特觸發(fā)模塊320與所述施密特觸發(fā)模塊230的電路結(jié)構(gòu)相同且工作原理相同，但接收與輸出的信號不同。所述隔離模塊330與所述隔離模塊220的電路結(jié)構(gòu)相同且工作原理相同，但接收與輸出的信號不同。即，所述開關(guān)量檢測電路300的第二實施方式是將所述開關(guān)量檢測電路200的第一實施方式中的隔離模塊與施密特觸發(fā)模塊的位置進行調(diào)換，因此，所述開關(guān)量檢測電路300與所述開關(guān)量檢測電路200的電路結(jié)構(gòu)及工作原理相似，在此不再一一贅述。

本實用新型通過所述電平轉(zhuǎn)換模塊將多個開關(guān)量信號的電平轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)電平，從而使所述開關(guān)量檢測電路具有較寬的電壓輸入范圍。本實用新型還通過所述隔離模塊及所述施密特觸發(fā)模塊對所述電平轉(zhuǎn)換模塊輸出的信號進行電氣隔離、波形整形及抗干擾，從而使所述開關(guān)量檢測電路抗干擾能力強且可靠性高。

本實用新型并不僅僅限于說明書和實施例中所描述，因此對于熟悉領(lǐng)域的人員而言可容易地實現(xiàn)另外的優(yōu)點和修改，故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本實用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。