一种开关电路的制作方法

本技术涉及高压储能，具体涉及一种开关电路。

背景技术：

1、现有的高压储能电池管理系统(battery management system，bms)广泛采用的是大功率直流高压继电器，单只继电器线圈功率大约在6w左右，继电器线圈通电，那么继电器就一直在耗电。如果采用碳化硅mos管来直接替换掉直流高压继电器，其导通电阻为继电器的几十倍，以100a的磁保持继电器为例，触点接触电阻小于0.6毫欧，100a的损耗功率是6w，而碳化硅mos管的典型导通电阻在22毫欧左右，100a的损耗功率是220w，且220w为需要散出去的加热功率。不管是高压继电器电子开关还是碳化硅mos管电子开关，都存在功耗大、发热量大、效率低的问题。

技术实现思路

1、因此，本实用新型要解决的技术问题在于解决现有技术中，高压储能bms内的继电器不能零电流关断及零电压导通，导致功耗及发热量大的问题，从而提供一种开关电路。

2、为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、本实用新型提供一种开关电路，该开关电路串入bms电源电路中，开关电路包括：第一开关支路、第二开关支路、防直通电路及控制电路，其中，第一开关支路，其基于电磁保护原理实现通断，其第一端与bms电源电路的第一端连接，其第二端与第二开关支路的第一端连接，其第一控制端及其第二控制端均与bms电源电路的控制系统的输出端连接；第二开关支路，其基于电磁保护原理实现通断，其第二端与bms电源电路的第二端连接，其第三端与控制电路的输入端连接，其第一控制端及其第二控制端均与控制系统的输出端连接；防直通电路，其第一端及其第二端分别与第二开关支路的第一端及第二端对应连接，其控制端与控制电路的输出端连接；当bms电源电路上电时，第一开关支路的第二控制端接收到控制系统发送的第一导通信号，第一开关支路导通后，控制系统发送第二导通信号至第二开关支路的第二控制端，控制电路基于第二导通信号控制防直通电路维持导通第一预设时间，第二开关支路在第一预设时间内基于第二导通信号零电压导通；当bms电源电路掉电时，第二开关支路的第一控制端接收到控制系统发送的第二关断信号，控制电路基于第二关断信号控制防直通电路维持导通第二预设时间，第二开关支路在第二预设时间内基于第二关断信号零电流关断，之后控制系统发送第一关断信号至第一开关支路的第一控制端，第一开关支路关断。

4、本实用新型提供的开关电路，在导通或关断第二开关支路前，先控制防直通电路导通将第二开关支路短接后，再控制第二开关支路导通或关断，使电路中的电流通过防直通电路释放，从而使第二开关支路零电压导通或零电流关断，减小开关过程的功率损耗，降低开关发热量，延长开关的使用寿命，提高bms电源电路的工作效率。第一开关支路及第二开关支路均基于电磁保护原理实现通断，可以无需维持激活电流的情况下，保持原始工作状态，并降低开关过程的能耗，从而解决传统开关耗能高的问题。

5、在一种可选的实施方式中，第一开关支路包括：第一继电器及第一驱动电路，第一继电器为磁保持继电器，其中，第一继电器，其第一端与bms电源电路的第一端连接，其第二端与第二开关支路的第一端连接，其第三端及第四端分别与第一驱动电路的第一端及第二端连接；第一驱动电路，其第一控制端及第二控制端均与控制系统的输出端连接；当bms电源电路上电时，第一驱动电路的第二控制端接收到控制系统发送的第一导通信号，第一继电器得电闭合后，控制系统发送第二导通信号至第二开关支路的第二控制端，控制电路基于第二导通信号控制防直通电路维持导通第一预设时间，第二开关支路在第一预设时间内基于第二导通信号零电压导通；当bms电源电路掉电时，第二开关支路的第一控制端接收到控制系统发送的第二关断信号，控制电路基于第二关断信号控制防直通电路维持导通第二预设时间，第二开关支路在第二预设时间内基于第二关断信号零电流关断，之后控制系统发送第一关断信号至第一驱动电路的第一控制端，第一继电器得电断开。

6、在一种可选的实施方式中，第一驱动电路包括：第一驱动支路及第二驱动支路，其中，第一驱动支路，其输出端与第一继电器的第四端连接，其输入端与控制系统的输出端连接，其第一端与第二驱动支路的第一端连接，其基于第一关断信号输出第一低电平，第一低电平使得第一继电器得电断开；第二驱动支路，其输出端与第一继电器的第三端连接，其输入端与控制系统的输出端连接，其基于第一导通信号输出第二低电平，第二低电平使得第一继电器得电闭合。

7、本实用新型提供的开关电路，第一关断信号及第一导通信号分别通过第一驱动支路及第二驱动支路控制第一继电器得电断开或得电闭合，两个独立的电路空间上互不重叠，有效避免两个电信号传输过程中的干扰。

8、在一种可选的实施方式中，第二开关支路包括：第二继电器、第二驱动电路及或逻辑电路，第二继电器为磁保持继电器，其中，第二继电器，其第一端与bms电源电路的第二端连接，其第二端与第一开关支路的第二端连接，其第三端及第四端分别与第二驱动电路的第一端及第二端连接；第二驱动电路，其第三端及第四端分别与或逻辑电路的第一端及第二端对应连接，其第五端与控制电路的第一端连接，其第一控制端及第二控制端均与控制系统的输出端连接；或逻辑电路，其第三端与控制电路的输入端连接，其用于当第二驱动电路接收到第二导通信号时，其处于第一开关状态，第一开关状态用于将同向的第二导通信号传递至控制电路；当第二驱动电路接收到第二关断信号时，其处于第二开关状态，第二开关状态用于将反向的第二关断信号传递至控制电路；当bms电源电路上电时，第一驱动电路的第二控制端接收到控制系统发送的第一导通信号，第一继电器得电闭合后，控制系统发送第二导通信号至第二驱动电路的第二控制端，第二导通信号通过或逻辑电路传递至控制电路，控制电路基于第二导通信号控制防直通电路维持导通第一预设时间，第二继电器在第一预设时间内基于第二导通信号零电压导通；当bms电源电路掉电时，第二驱动电路的第一控制端接收到控制系统发送的第二关断信号，第二驱动电路的第三端输出反向的第二关断信号，反向的第二关断信号通过或逻辑电路传递至控制电路，控制电路基于反向的第二关断信号控制防直通电路维持导通第二预设时间，第二继电器在第二预设时间内基于第二关断信号零电流关断，之后控制系统发送第一关断信号至第一驱动电路的第一控制端，第一继电器得电断开。

9、本实用新型提供的开关电路，第一继电器及第二继电器均为磁保持继电器，可以在无需维持激活电流的情况下，保持原始工作状态，从而降低开关能耗，解决传统开关耗能高的问题。或逻辑电路能够保证只要输入端有控制信号，控制电路均能控制防直通电路导通，保证第二继电器通断时第二继电器中无电流流过。

10、在一种可选的实施方式中，第二驱动电路包括：第三驱动支路及第四驱动支路，其中，第三驱动支路，其输出端与第二继电器的第四端连接，其输入端与控制系统的输出端连接，其第一端及第二端分别与第四驱动支路的第一端及第二端连接，其第一端还与控制电路的接地端连接，其第三端与或逻辑电路的第二端连接，其基于第二关断信号输出反向的第二关断信号至或逻辑电路，并基于第二关断信号输出第三低电平，第三低电平使得第二继电器得电断开；第四驱动支路，其输出端与第二继电器的第三端连接，其输入端与控制系统的输出端连接，其第三端与或逻辑电路的第一端连接，其用于将第二导通信号发送至或逻辑电路，并基于第二导通信号输出第四低电平，第四低电平使得第二继电器得电闭合。

11、本实用新型提供的开关电路，控制电路通过与第三驱动支路及第四驱动支路的不同端点连接，从而获取不同的电平信号，无需控制系统额外输出多种电平信号对防直通电路进行控制，简化了控制系统对信号处理的流程，提高系统的工作效率，且电信号传输距离短，准确度高，提高了控制电路的可靠性。

12、在一种可选的实施方式中，第三驱动支路包括：第一开关、第二开关、第三开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容及第一二极管，其中，第一开关，其第一端与外接电源连接，其第二端与第一电阻的第一端、第一二极管的阳极及第四驱动支路的第二端连接，其控制端与控制系统的第一检测端连接；第二开关，其第一端与第一二极管的阴极连接，其第二端与第三开关的控制端、第二电阻的第一端、第一电容的第一端及或逻辑电路的第二端连接，其控制端与控制系统的输出端及第三电阻的第一端连接；第三开关，其第一端与第二继电器的第四端连接，其第二端与第二电阻的第二端、第三电阻的第二端、第一电容的第二端、第四驱动支路的第一端及控制电路的第一端连接后接地。

13、在一种可选的实施方式中，第四驱动支路包括：第四开关、第五开关、第六开关及第四电阻，其中，第四开关，其第一端与第二继电器的第三端连接，其控制端与第五开关的第一端、第四电阻的第一端及或逻辑电路的第一端连接，其第二端与第四电阻的第二端及第三驱动支路的第一端连接后接地；第五开关，其第二端与第六开关的第一端连接，其控制端与控制系统的第二检测端连接；第六开关，其第二端与控制系统的输出端连接，其控制端与第三驱动支路的第二端连接。

14、在一种可选的实施方式中，或逻辑电路包括：第二二极管及第三二极管，其中，第二二极管，其阳极与第二驱动电路的第四端连接，其阴极与第三二极管的阴极及控制电路的输入端连接；第三二极管，其阳极与第二驱动电路的第三端连接。

15、在一种可选的实施方式中，防直通电路包括：至少一个第三开关支路，当包括多个第三开关支路时，全部的第三开关支路并联连接；第三开关支路的第一端与控制电路的输出端连接，第三开关支路的第二端与第二开关支路的第一端或第二端连接，第三开关支路的第三端接地；每个第三开关支路基于均基于第二导通信号维持导通第一预设时间，或基于反向的第二关断信号维持导通第二预设时间；当第三开关支路导通时，其用于为第二继电器的导通电流及关断电流提供通路。

16、本实用新型提供的开关电路，通过控制第三开关支路导通，可以将第二继电器短接，从而使第二继电器中无电流通过，控制原理简单、易于实现；当包含多个第三开关支路时，其中一个或多个第三开关支路故障时，其他第三开关支路仍能够导通，为电路中的电流提供通路，有效提高防直通电路的可靠性。

17、在一种可选的实施方式中，第三开关支路包括：第七开关、第四电阻、第四二极管及第五二极管，其中，第七开关，其第一端与第二开关支路的第一端或第二端连接，其控制端与第四电阻的第一端及第四二极管的阳极连接，其第二端与第五二极管的阳极连接后接地；第四电阻，其第二端与控制电路的输出端连接；第四二极管，其阴极与第五二极管的阴极连接。

技术特征：

1.一种开关电路，其特征在于，所述开关电路串入bms电源电路中，所述开关电路包括：第一开关支路、第二开关支路、防直通电路及控制电路，其中，

2.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述第一开关支路包括：第一继电器及第一驱动电路，所述第一继电器为磁保持继电器，其中，

3.根据权利要求2所述的开关电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括：第一驱动支路及第二驱动支路，其中，

4.根据权利要求3所述的开关电路，其特征在于，所述第二开关支路包括：第二继电器、第二驱动电路及或逻辑电路，所述第二继电器为磁保持继电器，其中，

5.根据权利要求4所述的开关电路，其特征在于，所述第二驱动电路包括：第三驱动支路及第四驱动支路，其中，

6.根据权利要求5所述的开关电路，其特征在于，所述第三驱动支路包括：第一开关、第二开关、第三开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容及第一二极管，其中，

7.根据权利要求5所述的开关电路，其特征在于，所述第四驱动支路包括：第四开关、第五开关、第六开关及第四电阻，其中，

8.根据权利要求4所述的开关电路，其特征在于，所述或逻辑电路包括：第二二极管及第三二极管，其中，

9.根据权利要求4所述的开关电路，其特征在于，所述防直通电路包括：

10.根据权利要求9所述的开关电路，其特征在于，所述第三开关支路包括：第七开关、第四电阻、第四二极管及第五二极管，其中，

技术总结
本技术涉及高压储能技术领域，公开了一种开关电路，开关电路串入BMS电源电路中，开关电路包括：第一开关支路、第二开关支路、防直通电路及控制电路，所述第一开关支路及第二开关支路均基于电磁保护原理实现通断，其中，第一开关支路，其与BMS电源电路及第二开关支路连接；第二开关支路，其与BMS电源电路及控制电路连接，其与第一开关支路均与BMS电源电路的控制系统连接；防直通电路，其与第二开关支路及控制电路连接；本技术通过控制防直通电路导通，从而实现第二开关支路零电流关断及零电压导通，从而降低开关过程的能耗，提高BMS电源电路的效率。

技术研发人员：王怀华,王保峰
受保护的技术使用者：鸿合储能科技（苏州）有限公司
技术研发日：20231211
技术公布日：2024/9/23