一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路

摘要

本发明公开了一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路，其包括上锁比较模块、锁存模块、上锁驱动模块、解锁驱动模块和BMS主控芯片；其中，上锁比较模块，分别与上锁驱动模块、解锁驱动模块和BMS主控芯片相连接；锁存模块，分别与上锁驱动模块、解锁驱动模块和BMS主控芯片相连接；上锁驱动模块、解锁驱动模块和BMS主控芯片，分别与电子锁相连接。本发明公开的高安全性的直流充电枪电子锁控制电路，其结构设计科学，可以驱动电子锁可靠上锁和解锁，具有重大的实践意义。此外，本发明能够极大降低了电子锁电源短路的风险，有效避免电子锁驱动电源出现短路问题。

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，特别是涉及一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路。

背景技术

电池管理系统(Battery Management System，以下简称BMS)是电池保护装置，也是电池与负载终端的桥梁，根据在线监测的电池实际使用状态，为电池提供过充、过放、过温等保护功能，确保电池被安全使用。电池管理系统BMS在电动汽车、通信基站、机器人等诸多领域，被广泛应用。

以电动汽车为例，根据新国标GB/T18487.1-2015(电动汽车传导充电系统第1部分通用要求)的要求，直流充电枪上必须增加电子锁功能，保证在充电桩给车载动力电池系统(以下简称电池系统)充电过程中，防止人员因为误操作等原因拔枪而产生电弧，从而导致发生人身安全事故；新国标还要求先上锁后充电、充电结束后解锁、解锁后才能拔枪，确保人身安全。

但是，基于现有的技术方案，当需要BMS控制电子锁上锁和解锁时，现有的技术方案仅通过BMS软件判断并控制电子锁上锁和解锁，如果BMS软件错误或误判，就会输出不期望的信号来控制电子锁上锁或解锁，因此会发生BMS没有按要求错误控制电子锁上锁或解锁(例如电子锁应上锁或解锁而没有上锁或解锁、不应上锁或解锁反而上锁或解锁)，严重影响用户使用；

此外，如果BMS控制电子锁上锁和解锁的逻辑错误，会发生电子锁驱动电源短路问题，使充电桩无法给电池系统充电；

另外，如果电子锁因意外掉电，会使电子锁失去解锁电源而导致电子锁无法解锁，进而会导致充电枪无法从充电桩中拔出，也会使充电桩无法再继续给电池系统充电。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路。

为此，本发明提供了一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路，其包括上锁比较模块、锁存模块、上锁驱动模块、解锁驱动模块和BMS主控芯片；

其中，上锁比较模块，用于设定驱动电子锁上锁的电压阈值范围，其输入端与直流充电枪插座的检测端CC2连接；

上锁比较模块，其输出端VO分别与上锁驱动模块的第一输入端、解锁驱动模块的第一输入端和BMS主控芯片的第一输入端连接，用于提供上锁和解锁的使能信号VO；

其中，锁存模块，其第一输入端与BMS主控芯片的输出端OEC连接；

锁存模块，其第二输入端与BMS主控芯片的输出端LOCK连接；

锁存模块，其输出端LCK，分别与上锁驱动模块的第二输入端和解锁驱动模块的第二输入端连接，用于给上锁驱动模块和解锁驱动模块提供上锁和解锁的锁存控制信号LCK；

其中，上锁驱动模块，其第一电源输入端，与一个直流电源VCC1连接；

上锁驱动模块，其第二电源输入端与一个直流电源VCC2连接；

上锁驱动模块，其第三输入端与BMS主控芯片的输出端LOCK连接，用于接收BMS主控芯片发来的控制信号LOCK，控制电子锁的上锁电源的通断；；

上锁驱动模块，其输出端LOCK+，与电子锁的正极输入端IN+连接；

上锁驱动模块，其输出端LOCK+，还与解锁驱动模块的输出端UNLOCK-连接；

上锁驱动模块，其输出端LOCK-与电子锁的负极输入端IN-连接；

上锁驱动模块，其输出端LOCK-，还与解锁驱动模块的输出端UNLOCK+连接；

其中，解锁驱动模块，其第一电源输入端与外部直流电源VCC1连接；

解锁驱动模块，其第二电源输入端与外部直流电源VCC2连接；

解锁驱动模块，其第三电源输入端与外部直流电源VCC3连接；

解锁驱动模块，其第三输入端与BMS主控芯片的输出端LOCK连接，用于接收BMS主控芯片发来的控制信号LOCK，控制电子锁的解锁电源的通断；

解锁驱动模块，其输出端UNLOCK+与电子锁的输入负端IN-连接；

解锁驱动模块，其输出端UNLOCK+与还与上锁驱动模块的输出端LOCK-连接；

解锁驱动模块，其输出端UNLOCK-与电子锁的正极输入端IN+连接；

解锁驱动模块，其输出端UNLOCK-还与上锁驱动模块的输出端LOCK+连接；

其中，BMS主控芯片，其第一输入端与所述比较模块的输出端VO连接，用于接收所述比较模块的输出端VO发送的上锁和解锁的使能信号VO；

BMS主控芯片，其第二输入端与电子锁的位置反馈输出端ELOCK连接，用于接收电子锁的位置反馈输出端ELOCK所输出的上锁和解锁的位置反馈信号；

BMS主控芯片，其第一输出端OEC与锁存模块的第二输入端连接，用于为锁存模块提供锁存使能信号OEC；

BMS主控芯片，其第二输出端LOCK分别与上锁驱动模块的第三输入端和解锁驱动模块的第三输入端连接，用于向上锁驱动模块和解锁驱动模块输出电子锁上锁或解锁的控制信号LOCK，并判断电子锁是否上锁和解锁。

优选地，上锁比较模块包括：电阻R1～R7、二极管D1～D6和运算放大器U1～U2，其中：

运算放大器U1的电源输入端3，分别连接一个5V直流电源VCC1、电阻R4的第2管脚和电阻R7的第1管脚；

运算放大器U1的输入端1，分别连接电阻R3的第2管脚、二极管D1的阳极、二极管D2的阴极和电阻R4的第1管脚；

运算放大器U1的输入端2，分别连接电阻R2的第2管脚、二极管D1的阴极、二极管D2的阳极、电阻R1的第2管脚、二极管D3的阳极、二极管D4的阴极和运算放大器U2的输入端1；

运算放大器U1的接地端4连接接地端GND；

运算放大器U1的输出端5连接二极管D5的阴极；

电阻R2的第1管脚和电阻R3的第1管脚，均连接接地端GND；

电阻R7的第2管脚和二极管D5的阳极相交汇流后的端口，作为上锁比较模块的输出端VO；

运算放大器U2的电源输入端3，分别连接一个5V直流电源VCC1和电阻R6的第2管脚；

运算放大器U2的输入端2，分别连接电阻R5的第2管脚、二极管D3的阴极、二极管D4的阳极和电阻R6的第1管脚；

运算放大器U2的接地端4，连接接地端GND；

运算放大器U2的输出端5，连接二极管D6的阴极；

运算放大器U2的电源输入端3，分别连接一个直流电源VCC1和电阻R6的第2管脚；

电阻R1的第1管脚，作为上锁比较模块的输入端，用于连接直流充电枪插座的检测端CC2；

电阻R5的第1管脚连接接地端GND；

二极管D6的阳极，连接上锁比较模块的输出端VO。

优选地，锁存模块包括：电阻R60～R61和D锁存器U3，其中：

D锁存器U3的电源端VCCD和锁存使能端LE，在相交汇流后，连接电阻R60的第2管脚；

D锁存器U3的输入端D，作为锁存模块的第一输入端，连接所述BMS主控芯片的输出端LOCK；

D锁存器U3的输出使能端

D锁存器U3的输出端Q，作为锁存模块的输出端LCK，分别连接所述上锁驱动模块的第二输入端和所述解锁驱动模块的第二输入端；

其中，电阻R62的第1管脚，连接R61的第2管脚；

电阻R62的第1管脚，还作为锁存模块的第二输入端，还连接所述BMS主控芯片的输出端OEC；

R61的第1管脚，分别连接电阻R60的第1管脚以及一个5V直流电源VCC1。

优选地，上锁驱动模块包括：电阻R8～R18、电阻R38～R41、开关管Q1～Q6和开关管Q14～Q16；

其中，开关管Q1的基极B，连接电阻R8的第2管脚；

开关管Q1的发射极E，连接开关管Q2的集电极C；

开关管Q1的集电极C，分别连接电阻R11、电阻R12和电阻R15的第1管脚；

电阻R8的第1管脚，作为上锁驱动模块的第一输入端，连接比较模块输出端VO；

其中，开关管Q2的基极B，连接电阻R9的第2管脚和电阻R10的第1管脚；

开关管Q2的发射极E，连接电阻R9的第2管脚和接地端GND；

其中，开关管Q3的基极B，连接电阻R12的第2管脚；

开关管Q3的集电极C，连接接地端GND；

开关管Q3的发射极E，分别连接电阻R11的第2管脚和电阻R13的第1管脚；

其中，开关管Q4的基极B，分别连接电阻R15和电阻R16的第2管脚；

开关管Q4的发射极E，分别连接电阻R16的第1管脚和一个12V直流电源VCC2；

开关管Q4的集电极C，连接电阻R17的第1管脚；

其中，开关管Q5的栅极G，分别连接电阻R13的第2管脚、电阻R14的第2管脚以及开关管Q16的集电极C；

开关管Q5的漏极D，分别连接电阻R41的第1管脚、开关管Q16的发射极E、电阻R14的第1管脚和一个12V直流电源VCC2；

开关管Q5的源极S，分别连接所述上锁驱动模块的输出端LOCK+和所述解锁驱动模块的输出端UNLOCK-；

开关管Q5的源极S，作为上锁驱动模块的输出端LOCK+，连接电子锁的正极输入端IN+；

其中，开关管Q6的栅极G，连接VS1端；

VS1端，分别连接电阻R17的第2管脚、电阻R18的第1管脚、开关管Q15的集电极C和电阻R40的第1管脚；

开关管Q6的源极S，分别连接电阻R18的第2管脚和接地端GND；

开关管Q6的漏极D，连接所述上锁驱动模块的输出端LOCK-；

开关管Q6的漏极D，作为上锁驱动模块的输出端LOCK-，连接电子锁的负极输入端IN-；

其中，开关管Q14的发射极E，连接一个一个5V直流电源VCC1；

开关管Q14的基极B，连接电阻R38的第2管脚；

开关管Q14的集电极C，分别连接开关管Q15的基极B和电阻R39的第1管脚；

电阻R38的第1管脚，作为上锁驱动模块的第三输入端，连接所述BMS主控芯片的输出端LOCK；

电阻R39的第2管脚，连接接地端GND；

开关管Q15的基极B，连接开关管Q14的集电极C和电阻R39的第1管脚；

开关管Q15的发射极E，连接接地端GND；

其中，电阻R40的第1管脚，连接VS1端；

开关管Q16的基极B，分别连接电阻R40的第2管脚和电阻R41的第2管脚。

优选地，解锁驱动模块包括：电阻R19～R30、电阻R42～R44、开关管Q7～Q13和开关管Q17～Q18，其中：

开关管Q7的集电极C，连接外部直流电源VCC3；

开关管Q7的基极B，连接电阻R19的第2管脚；

开关管Q7的发射极E，分别连接开关管Q8的发射极E和电阻R21的第1管脚；

开关管Q8的基极B，分别连接电阻R20和电阻R21的第2管脚；

开关管Q8的集电极C，连接电阻R22的第1管脚；

其中，开关管Q9的基极B，分别连接电阻R22的第2管脚和电阻R23的第1管脚；

开关管Q9的发射极E，分别连接电阻R23的第2管脚和接地端GND；

开关管Q9的集电极C，分别连接电阻R24的第2管脚、电阻R27的第1管脚以及开关管Q10的基极B；

其中，开关管Q10的发射极E，分别连接电阻R24的第1管脚和电阻R25的第1管脚；

开关管Q10的集电极C，连接接地端GND；

其中，开关管Q11的基极B，分别连接电阻R27的第2管脚和电阻R28的第2管脚；

开关管Q11的发射极，分别连接电阻R28的第1管脚和一个12V直流电源VCC2；

开关管Q11的集电极C，连接电阻R29的第1管脚；

其中，开关管Q12的栅极G，分别连接电阻R25的第2管脚、电阻R26的第2管脚以及开关管Q18的集电极C；

开关管Q12的漏极D，分别连接电阻R44的第2管脚、开关管Q18的发射极E、电阻R26的第1管脚、二极管D7的阴极和二极管D8的阴极；

二极管D7的阳极和二极管D8的阳极，分别对应连接一个12V直流电源VCC2和一个12V的直流电源VCC3；

开关管Q12的源极S，分别连接所述解锁驱动模块的输出端UNLOCK+和所述上锁驱动模块的输出端LOCK+；开关管Q12的源极S，作为所述解锁驱动模块的输出端UNLOCK+，连接电子锁的负极输入端端IN-；

其中，开关管Q13的栅极G，连接VS2端；

VS2端，分别连接电阻R29的第2管脚、电阻R30的第1管脚、开关管Q17的集电极C和电阻R43的第1管脚；

开关管Q13的源极S，分别连接电阻R30的第2管脚和接地端GND；

开关管Q13的漏极D，作为所述解锁驱动模块的输出端UNLOCK-，连接电子锁的正极输入端IN+；

电阻R42的第1管脚，作为所述解锁驱动模块的第三输入端，连接所述BMS主控芯片的输出端LOCK；

开关管Q17的基极B，连接电阻R42的第2管脚；

开关管Q17的发射极E，连接接地端GND；

其中，电阻R43的第1管脚，连接VS2端；

开关管Q18的基极B，分别连接电阻R43的第1管脚和电阻R44的第1管脚。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路，其结构设计科学，可以驱动电子锁可靠上锁和解锁具有重大的实践意义。

此外，本发明能够极大降低了电子锁电源短路的风险，有效避免电子锁驱动电源出现短路问题。

此外，对于本发明，硬件电路设计科学，占用BMS主控芯片端口数量很少，电子元器件为普遍应用型号，易于选型，价格也很低；另外由于采用表贴型小功率电子元器件，因此电路板占用空间小，设计成本很低。因此，本发明的技术方案具有很强的实用价值和市场推广价值。

附图说明

图1为本发明提供的一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路的整体结构方框图；

图2为本发明提供的一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路中，比较模块原理图；

图3为本发明提供的一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路中，锁存模块原理图；

图4为本发明提供的一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路中，上锁驱动模块原理图；

图5为本发明提供的一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路中，解锁驱动模块原理图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参见图1至图5，本发明提供了一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路，包括上锁比较模块100、锁存模块200、上锁驱动模块300、解锁驱动模块400和BMS主控芯片500；

其中，上锁比较模块100，用于设定驱动电子锁上锁的电压阈值范围，其输入端与直流充电枪插座的检测端CC2连接；

上锁比较模块100，其输出端VO分别与上锁驱动模块300的第一输入端、解锁驱动模块400的第一输入端和BMS主控芯片500的第一输入端连接，用于提供上锁和解锁的使能信号VO；

需要说明的是，直流充电枪插座是符合新国标GB/T18487.1-2015(电动汽车传导充电系统第1部分通用要求)要求的插座，其上的充电连接确认端CC2的电压值包括：12V(未插入充电枪时)和6V(插入充电枪时)。

需要说明的是，本发明的技术方案，适用于目前普遍应用的马达式电子锁和电磁式电子锁，且它们都需要正向电源驱动上锁、反向电源驱动解锁，也就是在电子锁正极输入端IN+接通驱动电源时上锁，在电子锁负极输入端IN-接通驱动电源时解锁。

需要说明的是，本发明的技术方案所适用的电子锁，其接口需要符合新国标GB/T18487.1-2015(电动汽车传导充电系统第1部分通用要求)对电子锁接口做出的要求。

其中，锁存模块200，其第一输入端与BMS主控芯片500的输出端OEC连接；

锁存模块200，其第二输入端与BMS主控芯片500的输出端LOCK连接；

锁存模块200，其输出端LCK，分别与上锁驱动模块300的第二输入端和解锁驱动模块400的第二输入端连接，用于给上锁驱动模块300和解锁驱动模块400提供上锁和解锁的锁存控制信号LCK；

需要说明的是，在本发明中，所述锁存模块200的输出端LKC具备三种信号状态：高电平、低电平和高阻态，具体为：

1、高电平，接通电源驱动电子锁上锁；

2、低电平，接通电源驱动电子锁解锁；

3、高阻态，不接通驱动电源。

其中，上锁驱动模块300，其第一电源输入端，与一个直流电源VCC1连接；

上锁驱动模块300，其第二电源输入端与一个直流电源VCC2连接；

上锁驱动模块300，其第三输入端与BMS主控芯片500的输出端LOCK连接，用于接收BMS主控芯片500发来的控制信号LOCK，控制电子锁的上锁电源的通断；

上锁驱动模块300，其输出端LOCK+，与电子锁的正极输入端IN+连接；

上锁驱动模块300，其输出端LOCK+，还与解锁驱动模块400的输出端UNLOCK-连接；

上锁驱动模块300，其输出端LOCK-与电子锁的负极输入端IN-连接；

上锁驱动模块300，其输出端LOCK-，还与解锁驱动模块400的输出端UNLOCK+连接；

其中，解锁驱动模块400，其第一电源输入端与外部直流电源VCC1连接；

解锁驱动模块400，其第二电源输入端与外部直流电源VCC2连接；

解锁驱动模块400，其第三电源输入端与外部直流电源VCC3连接；

解锁驱动模块400，其第三输入端与BMS主控芯片500的输出端LOCK连接，用于接收BMS主控芯片500发来的控制信号LOCK，控制电子锁的解锁电源的通断；

解锁驱动模块400，其输出端UNLOCK+与电子锁的输入负端IN-连接；

解锁驱动模块400，其输出端UNLOCK+与还与上锁驱动模块300的输出端LOCK-连接；

解锁驱动模块400，其输出端UNLOCK-与电子锁的正极输入端IN+连接；

解锁驱动模块400，其输出端UNLOCK-还与上锁驱动模块300的输出端LOCK+连接；

其中，BMS主控芯片500，其第一输入端与所述比较模块100的输出端VO连接，用于接收所述比较模块100的输出端VO发送的上锁和解锁的使能信号VO；

BMS主控芯片500，其第二输入端与电子锁的位置反馈输出端ELOCK连接，用于接收电子锁的位置反馈输出端ELOCK所输出的上锁和解锁的位置反馈信号；

BMS主控芯片500，其第一输出端OEC与锁存模块200的第二输入端连接，用于为锁存模块200提供锁存使能信号OEC；

需要说明的是，所述BMS主控芯片500提供的锁存使能信号OEC包括两种信号状态：高电平和低电平，其中，

1、高电平，使锁存模块200的输出端LKC为高阻态；

2、低电平，使锁存模块200的输出端LKC跟随其输入端D的信号状态同向变化，也就是跟随LOCK信号状态而变化；此外，当所述BMS主控芯片500复位时，OEC信号也为低电平。

需要说明的是，该锁存使能信号OEC受控于所述比较模块100的输出端VO和电子锁输出的反馈信号ELOCK，具体为：

1、当所述比较模块100的输出信号VO为低电平时，优先级最高，使锁存使能信号OEC为高电平；

2、当所述比较模块100的输出信号VO为高电平时，优先级最低，电子锁输出的反馈信号ELOCK的有效信号的优先级最高；此时，如果反馈信号ELOCK有效，则使能信号OEC为高电平；如果反馈信号ELOCK无效，则使能信号OEC为高电平或低电平，该高电平或低电平的信号状态受控于BMS主控芯片300存储的充电控制策略，该策略符合新国标要求的充电控制策略，不属于本发明技术方案，在这里不作具体解释。

BMS主控芯片500，其第二输出端LOCK与锁存模块200的第二输入端连接，用于为锁存模块200提供上锁或解锁的控制信号LOCK；

BMS主控芯片500，其第二输出端LOCK还分别与上锁驱动模块300的第三输入端、解锁驱动模块400的第三输入端连接，用于这两个驱动模块提供上锁或解锁的控制信号LOCK；

需要说明的是，在本发明中，BMS主控芯片500的输出端LOCK可以为推挽输出，并且具备三种信号状态：

1、高电平，接通电源驱动电子锁上锁；

2、低电平，接通电源驱动电子锁解锁；此外，当BMS主控芯片300复位时也为低电平；

3、高阻态，电子锁没有接通电源。

具体实现上，当上锁比较模块100的输出信号VO为低电平时，优先级最高，LOCK信号为高阻态；

具体实现上，当上锁比较模块100的输出信号VO为高电平时，优先级最低，LOCK信号为高电平或低电平；其中，高电平或低电平信号受控于BMS主控芯片300存储的充电控制策略，该策略符合新国标要求的充电控制策略，不属于本发明技术方案，在这里不作具体解释。

在本发明中，具体实现上，直流电源VCC1，是5V直流电源，具体可以是BMS提供的5V直流电源。

直流电源VCC2，是由直流充电桩提供的12V直流电源，为电子锁上锁和解锁的驱动电源；

直流电源VCC3，是由BMS提供的12V直流电源，为电子锁解锁的驱动电源；

需要说明是，在本发明中，当电子锁上锁时，电子锁的正极输入端IN+和负极输入端IN-分别连接电源VCC2的正极和负极；当电子锁解锁时，电子锁的正极输入端IN+和负极输入端IN-分别连接电源VCC2的负极和正极。

在本发明中，具体实现上，参见图2所示，上锁比较模块100包括：电阻R1～R7、二极管D1～D6和运算放大器U1～U2，其中：

运算放大器U1的电源输入端3，分别连接一个5V直流电源VCC1、电阻R4的第2管脚和电阻R7的第1管脚；

运算放大器U1的输入端1，分别连接电阻R3的第2管脚、二极管D1的阳极、二极管D2的阴极和电阻R4的第1管脚；

运算放大器U1的输入端2，分别连接电阻R2的第2管脚、二极管D1的阴极、二极管D2的阳极、电阻R1的第2管脚、二极管D3的阳极、二极管D4的阴极和运算放大器U2的输入端1；

运算放大器U1的接地端4连接接地端GND；

运算放大器U1的输出端5连接二极管D5的阴极；

电阻R2的第1管脚和电阻R3的第1管脚，均连接接地端GND；

电阻R7的第2管脚和二极管D5的阳极相交汇流后的端口，作为上锁比较模块100的输出端VO；

运算放大器U2的电源输入端3，分别连接电源5V和电阻R6的第2管脚；

运算放大器U2的输入端2，分别连接电阻R5的第2管脚、二极管D3的阴极、二极管D4的阳极和电阻R6的第1管脚；

运算放大器U2的接地端4，连接接地端GND；

运算放大器U2的输出端5，连接二极管D6的阴极；

运算放大器U2的电源输入端3，分别连接一个5V直流电源VCC1和电阻R6的第2管脚；

电阻R1的第1管脚，作为上锁比较模块100的输入端，用于连接直流充电枪插座的检测端CC2；

电阻R5的第1管脚连接接地端GND；

二极管D6的阳极，连接上锁比较模块100的输出端VO。

在本发明中，具体实现上，上锁比较模块100的工作原理如下：

一、当直流充电枪未插入直流充电枪插座，或从直流充电枪插座中拔出时，充电枪插座的检测端CC2的电压为12V，经过所述电阻R1和所述电阻R2分压后得电压V1(参见图2所示)，此时电压V1大于上锁电压阈值上限VTH；由于电压V1大于VTH，则V1大于上锁电压阈值下限VTL，使运算放大器U2的输出端5为高电位，二极管D6截止，使所述运算放大器U1输出端5为低电位，所述二极管D5导通，因此使上锁比较模块100的输出端VO为低电位。

其中，上锁电压阈值上限VTH通过所述电阻R4和所述电阻R3分压电源5V(即直流电源VCC1)来获得，上锁电压阈值下限VTL通过所述电阻6和所述电阻R5分压电源5V(即直流电源VCC1)来获得。

二、当直流充电枪插入直流充电枪插座后，直流充电枪插座检测端CC2由12V变为6V，使电压V1在上锁电压阈值下限VTL和上锁电压阈值上限VTH之间；由于电压V1大于上锁电压阈值下限VTL，使所述运算放大器U2的输出端5为高电位，所述二极管D6截止，又由于电压V1小于上锁电压阈值上限VTH，使所述运算放大器U1的输出端5为高电位，所述二极管D5截止，因此上锁比较模块100的输出端VO为高电位。

在本发明中，具体实现上，参见图3所示，锁存模块200包括：电阻R60～R61和D锁存器U3，其中：

D锁存器U3的电源端VCCD和锁存使能端LE，在相交汇流后，连接电阻R60的第2管脚；

D锁存器U3的输入端D，作为锁存模块200的第一输入端，连接所述BMS主控芯片500的输出端LOCK；

D锁存器U3的输出使能端

D锁存器U3的输出端Q，作为锁存模块200的输出端LCK，分别连接所述上锁驱动模块300的第二输入端和所述解锁驱动模块400的第二输入端；

其中，电阻R62的第1管脚，连接R61的第2管脚；

电阻R62的第1管脚，还作为锁存模块200的第二输入端，还连接所述BMS主控芯片的输出端OEC。

R61的第1管脚，分别连接电阻R60的第1管脚以及一个5V直流电源VCC1。在本发明中，具体实现上，参见图4所示，上锁驱动模块300包括：电阻R8～R18、电阻R38～R41、开关管Q1～Q6和开关管Q14～Q16；

其中，开关管Q1的基极B，连接电阻R8的第2管脚；

开关管Q1的发射极E，连接开关管Q2的集电极C；

开关管Q1的集电极C，分别连接电阻R11、电阻R12和电阻R15的第1管脚；

电阻R8的第1管脚，作为上锁驱动模块300的第一输入端，连接比较模块输出端VO；

其中，开关管Q2的基极B，连接电阻R9的第2管脚和电阻R10的第1管脚；

开关管Q2的发射极E，连接电阻R9的第2管脚和接地端GND；

其中，开关管Q3的基极B，连接电阻R12的第2管脚；

开关管Q3的集电极C，连接接地端GND；

开关管Q3的发射极E，分别连接电阻R11的第2管脚和电阻R13的第1管脚；

其中，开关管Q4的基极B，分别连接电阻R15和电阻R16的第2管脚；

开关管Q4的发射极E，分别连接电阻R16的第1管脚和一个12V直流电源VCC2；

开关管Q4的集电极C，连接电阻R17的第1管脚；

其中，开关管Q5的栅极G，分别连接电阻R13的第2管脚、电阻R14的第2管脚以及开关管Q16的集电极C；

开关管Q5的漏极D，分别连接电阻R41的第1管脚、开关管Q16的发射极E、电阻R14的第1管脚和一个12V直流电源VCC2；

开关管Q5的源极S，分别连接所述上锁驱动模块300的输出端LOCK+和所述解锁驱动模块400的输出端UNLOCK-；

开关管Q5的源极S，作为上锁驱动模块300的输出端LOCK+，连接电子锁的正极输入端IN+；

其中，开关管Q6的栅极G，连接VS1端(VS1是上锁驱动模块300内部的端口)；

VS1端，分别连接电阻R17的第2管脚、电阻R18的第1管脚、开关管Q15的集电极C和电阻R40的第1管脚；

开关管Q6的源极S，分别连接电阻R18的第2管脚和接地端GND；

开关管Q6的漏极D，连接所述上锁驱动模块300的输出端LOCK-；

开关管Q6的漏极D，作为上锁驱动模块300的输出端LOCK-，连接电子锁的负极输入端IN-；

其中，开关管Q14的发射极E，连接一个5V直流电源VCC1；

开关管Q14的基极B，连接电阻R38的第2管脚；

开关管Q14的集电极C，分别连接开关管Q15的基极B和电阻R39的第1管脚；

电阻R38的第1管脚，作为上锁驱动模块300的第三输入端，连接所述BMS主控芯片500的输出端LOCK；

电阻R39的第2管脚，连接接地端GND；

开关管Q15的基极B，连接开关管Q14的集电极C和电阻R39的第1管脚；

开关管Q15的发射极E，连接接地端GND；

其中，电阻R40的第1管脚，连接VS1端；

开关管Q16的基极B，分别连接电阻R40的第2管脚和电阻R41的第2管脚。

在本发明中，具体实现上，参见图5所示，解锁驱动模块400包括：电阻R19～R30、电阻R42～R44、开关管Q7～Q13和开关管Q17～Q18，其中：

开关管Q7的集电极C，连接外部直流电源VCC3(电源5V)；

开关管Q7的基极B，连接电阻R19的第2管脚；

开关管Q7的发射极E，分别连接开关管Q8的发射极E和电阻R21的第1管脚；

开关管Q8的基极B，分别连接电阻R20和电阻R21的第2管脚；

开关管Q8的集电极C，连接电阻R22的第1管脚；

其中，开关管Q9的基极B，分别连接电阻R22的第2管脚和电阻R23的第1管脚；

开关管Q9的发射极E，分别连接电阻R23的第2管脚和接地端GND；

开关管Q9的集电极C，分别连接电阻R24的第2管脚、电阻R27的第1管脚以及开关管Q10的基极B；

其中，开关管Q10的发射极E，分别连接电阻R24的第1管脚和电阻R25的第1管脚；

开关管Q10的集电极C，连接接地端GND；

其中，开关管Q11的基极B，分别连接电阻R27的第2管脚和电阻R28的第2管脚；

开关管Q11的发射极，分别连接电阻R28的第1管脚和一个12V直流电源VCC2；

开关管Q11的集电极C，连接电阻R29的第1管脚；

其中，开关管Q12的栅极G，分别连接电阻R25的第2管脚、电阻R26的第2管脚以及开关管Q18的集电极C；

开关管Q12的漏极D，分别连接电阻R44的第2管脚、开关管Q18的发射极E、电阻R26的第1管脚、二极管D7的阴极和二极管D8的阴极；

二极管D7的阳极和二极管D8的阳极，分别对应连接一个12V直流电源VCC2(即12V的充电桩低压直流电源VCC2)和一个12V的直流电源VCC3(即BMS常电12V)；

开关管Q12的源极S，分别连接所述解锁驱动模块400的输出端UNLOCK+和所述上锁驱动模块300的输出端LOCK+；

开关管Q12的源极S，作为所述解锁驱动模块400的输出端UNLOCK+，连接电子锁的负极输入端端IN-；

其中，开关管Q13的栅极G，连接VS2端(VS2是解锁驱动模块400内部的端口)；

VS2端，分别连接电阻R29的第2管脚、电阻R30的第1管脚、开关管Q17的集电极C和电阻R43的第1管脚；

开关管Q13的栅极G，还分别连接电阻R29的第2管脚、电阻30的第1管脚和开关管Q17的集电极C；

开关管Q13的源极S，分别连接电阻R30的第2管脚和接地端GND；

开关管Q13的漏极D，作为所述解锁驱动模块400的输出端UNLOCK-，连接电子锁的正极输入端IN+；

电阻R42的第1管脚，作为所述解锁驱动模块400的第三输入端，连接所述BMS主控芯片500的输出端LOCK；

开关管Q17的基极B，连接电阻R42的第2管脚；

开关管Q17的发射极E，连接接地端GND；

其中，电阻R43的第1管脚，连接VS2端；

开关管Q18的基极B，分别连接电阻R43的第1管脚和电阻R44的第1管脚。

在本发明中，具体实现上，Q1、Q2、Q7、Q9、Q17和Q15为NPN三极管；

Q8、Q14、Q16和Q18为PNP三极管；

Q5和Q12为P沟通的MOS管；Q6和Q13为N沟通的MOS管(场效应管)。

本发明中，具体实现上，其包括的各模块的工作原理如下：

一、当直流充电枪未插入直流充电枪插座时，所述上锁比较模块100的输出端VO为低电位(优先级最高)，使所述BMS主控芯片500的输出端LOCK为高阻态，还使所述BMS主控芯片500的输出端OEC为高电平；

对于上锁锁存模块200，参见图3，所述D锁存器U3的锁存使能端LE通过电阻R60连接电源5V而始终保持高电平，其输出使能端

对于上锁驱动模块使300，参见图4，上锁比较模块100的输出端VO为低电位，使得所述开关管Q1截止；高阻态的LKC使得开关管Q2截止，从而使开关管Q3～Q4截止；高阻态的LOCK使开关管Q14～Q16截止，电阻R14使开关管Q5的栅源电压相等而使其截止，电阻R18使开关管Q6的栅源电压相等而使其截止，则所述上锁驱动模块300的输出端LOCK+和LOCK-之间没有12V(直流电源VCC2)输出，故不会驱动电子锁上锁，电子锁的位置反馈输出端ELOCK也就没有锁止信号(即上锁的位置反馈信号)输出；

对于所述解锁驱动模块400，参见图5，低电平的VO使得所述开关管Q7截止；高阻态的LKC使开关管Q8截止，从而使开关管Q9～Q11截止；高阻态的LOCK使开关管Q17～Q18截止，电阻R26使开关管Q12的栅源电压相等而使其截止，电阻R30使开关管Q13的栅源电压相等而使其截止，则所述解锁驱动模块400的输出端UNLOCK+和UNLOCK-之间没有12V(直流电源VCC2或VCC3)输出，故不会驱动电子锁解锁，电子锁的位置反馈输出端ELOCK也没有解锁信号输出；

在此期间，所述上锁驱动模块300和所述解锁驱动模块400的功耗为零。

二、当直流充电枪插入直流充电枪插座后，直流充电枪插座检测端CC2由12V变为6V，所述上锁比较模块100的输出端VO由低电位变为高电位(优先级由最高变为最低)；由于高电位的VO信号的优先级最低，故不再控制所述BMS主控芯片300输出端LOCK的信号变化，使所述BMS主控芯片300可以根据充电策略控制其输出端LOCK的信号状态；

在电子锁的位置反馈输出端ELOCK没有输出锁止信号至所述BMS主控芯片500的第一输入端时，根据充电策略，所述BMS主控芯片500首先使其输出端OEC为低电平，然后使其输出端LOCK由高阻态变为高电平；

在此条件下，对于所述锁存模块200，参见图3，低电平的OEC通过电阻R62将所述D锁存器U3的输出使能端

对于所述上锁驱动模块300，参见图4，高电平的VO(优先级最低)使所述开关管Q1由截止变为导通，高电平的LKC使开关管Q2由截止变为导通，高电平的LOCK继续使开关管Q14～Q16保持截止，从而使开关管Q3～Q6由截止变为导通，则所述上锁驱动模块300的输出端LOCK+和LOCK-之间有12V(直流电源VCC2)输出，为电子锁提供正向电源来驱动电子锁上锁；

当电子锁可靠锁止后，电子锁通过其位置反馈输出端ELOCK给所述BMS主控芯片500的第一输入端输出锁止信号(即上锁的位置反馈信号)，使所述BMS主控芯片500的输出端OEC由低电平变为高电平，从而使所述锁存模块200的使能端

对于所述解锁驱动模块400，参见图5，高电平的VO使所述开关管Q7由截止变为导通，但高阻态的LKC使开关管Q8保持截止，从而使开关管Q9～Q13也保持截止，则所述解锁驱动模块400的输出端UNLOCK+和UNLOCK-之间没有12V(直流电源VCC2或VCC3)输出，故不会驱动电子锁解锁，电子锁的位置反馈输出端ELOCK也没有解锁信号(即解锁的位置反馈信号)输出；

在电子锁上锁期间，高电平的LOCK使所述解锁驱动模块400中的开关管Q17～Q18由截止变为导通，这是为使开关管Q12和开关管Q13可靠截止提供了安全冗余措施，目的是确保在电子锁接通电源12V上锁期间，使开关管Q12和开关管Q13可靠截止，避免电源12V通过开关管Q13发生对地短路故障。

需要说明的是，开关管Q12通过二极管D7连接充电桩提供的直流电源12V(即外部直流电源VCC2)，通过二极管D8连接BMS常电12V(即外部直流电源VCC3)，所述解锁驱动模块400输出的直流电源来自于这两个电源。

三、当充电结束后，由于直流充电枪被电子锁锁止而无法从直流充电插座中拔出，直流充电枪插座检测端CC2的电压保持6V不变，则上锁比较模块100的输出端VO也保持高电位(优先级最低)不变；在此条件下，根据充电策略，所述BMS主控芯片500首先使其输出端LOCK由高电平变为低电平，然后再使其输出端OEC由高电平变为低电平；

对于所述锁存模块200，参见图3，低电平的OEC将所述D锁存器U3的输出使能端

对于所述上锁驱动模块300，参见图4，高电平的VO使所述开关管Q1保持导通，低电平的LKC使开关管Q2继续保持截止，从而使开关管Q3～Q6也保持截止，则所述上锁驱动模块300的输出端LOCK+和LOCK-之间没有12V(直流电源VCC2)输出；低电平的LOCK使开关管Q14～Q16由截止变为导通，这是为使开关管Q5和开关管Q6可靠截止提供了安全冗余措施，目的是确保在电子锁接通电源12V(直流电源VCC2或VCC3)解锁期间，使开关管Q5和开关管Q6可靠截止，避免电源12V通过开关管Q6发生对地短路故障。

对于所述解锁驱动模块400，参见图5，高电平的VO使所述开关管Q7保持导通，低电平的LKC使开关管Q8由截止变为导通，低电平的LOCK使开关管Q17～Q18由导通变为截止，从而使开关管Q9～Q13由截止变为导通，则所述解锁驱动模块400的输出端UNLOCK+和UNLOCK-之间有12V(直流电源VCC2或VCC3)输出，为电子锁提供反向电源而驱动电子锁解锁；

当电子锁可靠解锁后，电子锁通过其位置反馈输出端ELOCK给所述BMS主控芯片500的第一输入端输出解锁信号(即解锁的位置反馈信号)，使所述BMS主控芯片500的输出端OEC由低电平又变为高电平，使所述锁存模块200的输出端LKC由低电平变为高阻态，从而使开关管Q8由导通变为截止，则开关管Q9～Q13也由导通变为截止，断开与直流电源12V(直流电源VCC2或VCC3)的连接，使所述解锁驱动模块400的输出端UNLOCK+和UNLOCK-之间没有12V输出；至此，直流充电枪能够从直流充电插座中拔出。

需要说明的是，如果是马达式的电子锁，在电子锁输出上锁或解锁的位置反馈信号ELOCK后，所述BMS主控芯片500输出端OEC保持高电平，使所述锁存模块200的输出端LKC保持高阻态，从而使所述上锁驱动模块300的输出端LOCK+和LOCK-之间没有12V输出。

需要说明的是，如果是电磁式的电子锁，所述BMS主控芯片500输出端OEC为周期性高低电平信号，使所述锁存模块200的输出端LKC在高阻态和高电平之间周期性变化，从而使所述上锁驱动模块300的输出端LOCK+和LOCK-之间为周期性的12V输出；对于12V的输出与断开时间，应满足电子锁规格书中所要求的通电和断电时间。

四、当直流充电枪拔出后，直流充电枪插座检测端CC2的电压由6V变为12V，则上锁比较模块100的输出端VO由高电位变为低电位(优先级由最低变为最高)，使所述BMS主控芯片500的输出端LOCK为高阻态，还使所述BMS主控芯片500的输出端OEC为高电平，将所述锁存模块200的使能端

直流充电枪拔出后，所述上锁驱动模块300和所述解锁驱动模块400的功耗为零。

五、当所述BMS主控芯片500发生复位时，其输出端OEC和输出端LOCK均为低电平，使所述锁存模块200的输出端LKC为低电平，从而使所述上锁驱动模块300断开直流电源VCC2，使所述解锁驱动模块400接通12V电源(直流电源VCC2或VCC3)驱动电子锁解锁；此时，直流充电枪能够被拔出。

六、当电子锁意外掉电时，也就是当充电桩提供的直流电源(直流电源VCC2)意外掉电时，在掉电瞬间，在所述解锁驱动模块400中，BMS常电12V(直流电源VCC3)通过二极管D8和开关管Q12继续为电子锁提供反向电源，来驱动电子锁解锁，使直流充电枪能够被拔出。

需要说明的是，在实际使用中，要求在BMS发生复位和电子锁意外掉电时，直流充电枪应当能够被拔出。

在本发明中，具体实现上，需要说明的是，BMS主控芯片可以应用目前普遍应用的品牌、系列和型号，如NXP的MC9S12系列、英飞凌的TC2系列的TC265等，BMS主控芯片的型号不在本发明保护范围内。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种高安全性的直流充电枪电子锁控制电路，其结构设计科学，可以驱动电子锁可靠上锁和解锁具有重大的实践意义。

此外，本发明能够极大降低了电子锁电源短路的风险，有效避免电子锁驱动电源出现短路问题。

此外，对于本发明，硬件电路设计科学，占用BMS主控芯片端口数量很少，电子元器件为普遍应用型号，易于选型，价格也很低；另外由于采用表贴型小功率电子元器件，因此电路板占用空间小，设计成本很低。因此，本发明的技术方案具有很强的实用价值和市场推广价值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。