[0001] 本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种报警集成电路、报警系统及报警方法。

[0002] 新能源汽车中的电瓶在充放电的不断循环中，易出现热失控的情况。因此，需要为新能源汽车配备报警集成电路，以在出现热失控时提供报警信号，从而可以保护车内乘员的生命安全。

[0003] 报警集成电路的电源来自于汽车的电瓶，在电瓶中电量耗尽时，需要对电瓶重新充电。由于重新充电的过程中电压是缓慢上升的，这可能会导致在一段时间内，电瓶提供的电压不能满足报警集成电路中部分模块的正常工作电压，以使部分模块输出不确定的信号，从而会出现误报警的情况。

[0038] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

[0039] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0040] 在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

[0041] 为了应对市场对新能源汽车的安全上的需求，国家在2020年05月12日发布了新一版本国家标准GB38031‑2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，明确要求电池包或者系统在由于单个电池热失控引起的热扩散，进而导致乘员舱发生危险的前5分钟，应提供一个热事件报警信号，供乘员疏散。

[0042] 因此，需要为新能源汽车配备报警集成电路，以在出现热失控时提供报警信号，从而可以保护车内乘员的生命安全。报警集成电路的电源来自于汽车的电瓶。通常情况下，电瓶输出电压是12V，并通过低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，简称LDO)输出一个稳定电压(例如，3V或5V)给报警集成电路。在电瓶中电量耗尽时，需要对电瓶重新充电。由于重新充电的过程中电压是缓慢上升的(例如，每10s上升0.1V)，这可能会导致在一段时间内，电瓶提供的电压不能满足报警集成电路中部分模块的正常工作电压，以使部分模块输出不确定的信号，从而会出现误报警的情况，以误导和干扰充电。

[0043] 基于此，本申请提供了一种报警集成电路，用于解决上述问题。

[0044] 请参阅图1，报警集成电路100包括：电源控制模块110、第一稳压电路120、检测模块130、第二稳压电路140以及报警模块150。

[0045] 电源控制模块110与电源200连接，被配置为：基于电源200的电压，输出电源控制信号及电源电压。

[0046] 第一稳压电路120与电源控制模块110连接，被配置为：基于电源电压输出第一电压。

[0047] 检测模块130与第一稳压电路120连接，被配置为：基于第一电压，对预设环境参数进行检测，并输出检测结果。

[0048] 可以理解，在电池发生热失控时，电池所在环境的温度、气压以及气体浓度可能会发生变化。本申请实施例中，预设环境参数包括：温度、气压以及气浓度。检测模块130可以对上述预设环境参数进行检测，以及时将检测结果输出。

[0049] 第二稳压电路140与电源控制模块110连接，被配置为：基于电源电压输出第二电压。

[0050] 示例地，第一稳压电路120和第二稳压电路140均可以采用LDO。

[0051] 需要说明的是，本申请实施例中第一电压和第二电压均是跟随电源电压输出的，也就是说，第一电压和第二电压均是和电源电压保持一致的。

[0052] 报警模块150与第二稳压电路140连接，被配置为：基于第二电压进行报警；报警模块150还与电源控制模块110、检测模块130分别连接，被配置为：响应于电源控制信号，在电源电压满足预设条件时执行第一报警策略，在电源电压未满足预设条件时执行第二报警策略。

[0053] 并且，第二稳压电路140的工作电压小于第一稳压电路120的工作电压；第一报警策略包括：将检测结果和预设报警条件进行匹配，以输出对应报警信号；第二报警策略包括：报警复位，或舍弃根据检测结果输出的报警信号。

[0054] 示例地，第一稳压电路120的工作电压与检测模块130的工作电压相同，例如为1.8V。

[0055] 示例地，第二稳压电路140的工作电压与报警模块150的工作电压相同。

[0056] 可选地，第二稳压电路140工作电压的取值范围包括：1.08V～1.5V，例如为1.08V、1.2V、1.4V或1.5V。

[0057] 上述第一稳压电路120是为检测模块130提供工作电压的，第二稳压电路140是为报警模块150提供工作电压的。在检测模块130和报警模块150均能正常工作时，也即电源电压满足预设条件时，报警模块150会执行第一报警策略。但是，电源200充电的过程是一个缓慢上电的过程，在这个过程中，存在第一稳压电路120输出的第一电压不能达到检测模块130可正常工作的电压的情况，也就是电源电压不能满足预设条件的情况。这时，检测模块
130输出的检测结果是不准确的，报警模块150便会执行第二报警策略。

[0058] 报警模块150在执行第二报警策略时，会分为两种情况。第一种情况是电源电压小于第二稳压电路140的工作电压，这时，检测模块130和报警模块150均不能正常工作，报警模块150会执行报警复位策略，以保持不报警的状态。第二种情况是电源电压大于或等于第二稳压电路140的工作电压但小于第一稳压电路120的工作电压，这时，检测模块130不能正常工作，报警模块150可以正常工作，报警模块150会舍弃根据检测结果输出的报警信号。

[0059] 上述预设报警条件是根据预设环境参数的正常范围来设定的。例如，可以根据历史的数据来分别设定温度、气压以及气体浓度的正常范围作为预设报警条件。以温度为例，检测模块130检测环境的温度并将检测结果输出至报警模块150，若报警模块150判断此时温度不在温度的正常范围内，就说明此时的温度是异常的，报警模块150便会根据检测结果输出对应的报警信号。

[0060] 上述报警集成电路100中，电源控制模块110可以基于电源电压输出电源控制信号和电源电压。第一稳压电路120可以基于电源电压向检测模块130输出第一电压，以使检测模块130对预设环境参数进行检测，并输出检测结果。第二稳压电路140可以基于电源电压向报警模块150输出第二电压，以使报警模块150基于电源控制信号和第二电压执行对应的报警策略。例如，在电源电压满足预设条件时，将检测结果和预设报警条件进行匹配，以输出对应报警信号；以及，在电源电压未满足预设条件时，执行报警复位的策略，或舍弃根据检测结果输出的报警信号。这样即可在电源处于缓慢上电状态时，避免因检测模块130输出的检测结果不正确而导致误报警的情况。

[0061] 请参阅图2，在一些实施例中，电源控制模块110包括：第一电压比较电路111、第二电压比较电路112以及电压稳定判决电路113。

[0062] 第一电压比较电路111与电源200连接，被配置为：判断电源电压是否大于第一参考电压，并输出第一比较结果；第一参考电压为第一稳压电路120的工作电压的下限电压。

[0063] 第二电压比较电路112与电源200连接，被配置为：判断电源电压是否大于第二参考电压，并输出第二比较结果；第二参考电压为第二稳压电路140的工作电压的下限电压。

[0064] 电压稳定判决电路113与第一电压比较电路111和第二电压比较电路112分别连接，被配置为：基于第一比较结果和第二比较结果，输出电源控制信号。

[0065] 上述报警集成电路100中，第一电压比较电路111可以判断电源电压是否大于第一参考电压，以输出第一比较结果。第二电压比较电路112可以判断电源电压是否大于第二参考电压，以输出第二比较结果。而电压稳定判决电路113可以综合第一比较结果和第二比较结果，并输出电源控制信号。这样电源控制信号便包含了电源是否处于缓慢上电状态的信息，以使报警模块150根据电源控制信号执行对应的报警策略。

[0066] 请继续参阅图2，在一些实施例中，电源控制模块110还包括：与电源200、第一电压比较电路111、第二电压比较电路112分别连接的上电复位电路114，以及与上电复位电路114、第一电压比较电路111、第二电压比较电路112、第一稳压电路120、第二稳压电路140分别连接的基准电压源115。

[0067] 上电复位电路114被配置为：控制电源的开关复位，并将电源电压传输至基准电压源115、第一电压比较电路111和第二电压比较电路112。

[0068] 基准电压源115被配置为：第一电压比较电路111提供第一参考电压，向第二电压比较电路112提供第二参考电压。

[0069] 示例地，上电复位电路114和基准电压源115可以在电源电压小于第二参考电压时，使报警模块150执行报警复位策略。

[0070] 请参阅图3，在一些实施例中，报警模块150包括：报警控制电路151以及通讯电路152。

[0071] 报警控制电路151与电源控制模块110、第二稳压电路140和检测模块130连接，被配置为：基于第二电压启动，并响应于电源控制信号输出报警控制信号；报警控制信号根据第一报警策略或第二报警策略生成。

[0072] 通讯电路152与报警控制电路151连接，被配置为：在报警控制信号的控制下输出报警信号。

[0073] 示例地，通讯电路152可以为脉宽调制通讯电路(Pulse Width Modulation，简称PWM)。

[0074] 示例地，报警信号可以采用脉宽调制信号；其中，脉宽调制信号根据报警等级进行编码，且脉宽调制信号对应编码的编码长度随报警等级的升高而减小。这样可以使高报警等级对应的信号能够尽快输出，以提高报警时效。

[0075] 应当理解，在电池出现热失控故障时，可能会有紧急的情况，也有不紧急的情况。若不同的情况都输出同样的报警信号，车内人员可能会难以判断故障的紧急程度，这样会引起恐慌。而本申请实施例中，报警模块150可以根据不同的报警等级输出对应的报警信号，这样可以辅助车内人员判断故障的紧急程度。

[0076] 请参阅图4，本申请实施例中，可以将报警等级分为四类。一类报警(No.1)为重大紧急报警，二类报警(No.2)为紧急报警，三类报警(No.3)为一般紧急报警，四类报警(No.4)为次要联合诊断报警。其中，一类报警为最高报警等级，四类报警为最低报警等级。

[0077] 在一些示例中，编码符合n+n+…+(100‑n)的规则，其中n是报警等级，最后一个100‑n是互补的形式来保证传输正确性。

[0078] 此外，编码需要设置冗余校验措施，以确保正确传输信息防止误报。例如，使相邻的两个报警等级中脉冲的低电平持续时间保持一定的间隔。

[0079] 可选地，一类报警对应的报警信号为两个波形，即图4中脉冲低电平的持续时间分别占脉冲一个周期持续时间的5％和95％。二类报警对应的报警信号为三个波形，即图4中脉冲低电平的持续时间分别占脉冲一个周期持续时间的30％、30％和70％。三类报警对应的报警信号为四个波形，即图4中脉冲低电平的持续时间分别占脉冲一个周期持续时间的70％、70％、70％和30％。四类报警对应的报警信号为五个波形，即图4中脉冲低电平的持续时间分别占脉冲一个周期持续时间的95％、95％、95％、95％和5％。

[0080] 请参阅图5，图5所示的是报警包的格式，SOF表示的是帧开头，EOF表示帧结尾，帧的内容格式pattern即图4中不同报警等级对应的报警信号。其中，SOF定义为200％的高电平，EOF定义为400％的高电平，以和帧的内容格式进行区分。相邻的两个报警信号之间具有报警间隔P。

[0081] 请参阅图6，在一些实施例中，报警集成电路100还包括：第一定时控制电路160。

[0082] 第一定时控制电路160与第一电压比较电路111和第二电压比较电路112连接，被配置为：向第一电压比较电路111和第二电压比较电路112传输第一定时控制信号，以使第一电压比较电路111和第二电压比较电路112响应于第一定时控制信号开启。如此，可以按照一定周期判断电源是否处于缓慢上电状态，并记下重复的周期数。

[0083] 示例地，第一定时控制电路160还与电压稳定判决电路113连接，以使电压稳定判决电路113根据第一定时控制信号周期性地输出电源控制信号。

[0084] 示例地，第一定时控制电路160还与检测模块130连接，以使检测模块130根据第一定时控制信号定时测量预设环境参数。

[0085] 示例地，第一定时控制电路160的频率为1KHz，该频率的精度为±20％。

[0086] 在一些实施例中，报警集成电路100还包括：第二定时控制电路170。

[0087] 第二定时控制电路170与报警控制电路151、通讯电路152分别连接，被配置为：向报警控制电路151和通讯电路152传输第二定时控制信号，以使报警控制电路151响应于第二定时控制信号输出报警控制信号，通讯电路152响应于第二定时控制信号及报警控制信号输出报警信号。

[0088] 在实际应用时，若长时间没有报警信号输出，可能会使车内人员怀疑报警集成电路100出现了故障。因此，还可以利用第二定时控制电路170使通讯电路152按照一定的周期输出报警信号作为提示，以提醒车内人员此时报警电路仍在正常工作，只是此时电池没有出现故障。

[0089] 示例地，第一定时控制电路160和第二定时控制电路170可以采用同一个电路。

[0090] 请参阅图8，在一些实施例中，检测模块130包括：激励参考电压电路131、传感检测电路132以及模数转换电路133。

[0091] 激励参考电压电路131与第一稳压电路120连接，被配置为：基于第一电压，输出激励参考电压。

[0092] 激励参考电压越大，传感检测电路132输出的对应的气压的变化量就越大。示例地，激励参考电压的取值范围包括：2.5V～4V。在实际应用时，可以设置每100mV为一档，以灵活地匹配传感检测电路的功耗以及传感检测结果的大小。

[0093] 传感检测电路132与激励参考电压电路131连接，被配置为：基于激励参考电压，对预设环境参数进行检测，以输出传感检测结果。

[0094] 示例地，传感检测电路132包括：微机电系统传感器(Micro Electro Mechanical System，简称MEMS)。其中，MEMS传感器包括：电容式MEMS传感器或电阻式MEMS传感器。

[0095] 上述传感检测结果例如为电容值或电阻值。

[0096] 模数转换电路133，与传感检测电路132连接，被配置为：将传感检测结果进行模数转换，以将转换结果作为检测结果输出。

[0097] 示例地，第一稳压电路120的工作电压与模数转换电路的工作电压相同，例如为1.8V。

[0098] 请参阅图9，基于同样的发明构思，本申请实施例提供了一种报警系统，包括：前述一些实施例中的报警集成电路100、电源200以及电池管理模块300。

[0099] 电源200与报警集成电路100连接。

[0100] 电池管理模块300与电源200和报警集成电路100连接。其中，电池管理模块300被配置为：基于电源200的电压，唤醒报警集成电路100；以及，接收报警集成电路100输出的报警信号。

[0101] 示例地，电源可以为汽车电瓶。

[0102] 示例地，电池管理模块可以为汽车中的BMS系统。

[0103] 前述实施例中的报警集成电路所能实现的技术效果，该报警系统也均能实现，此处不再一一详述。

[0104] 基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种报警方法，该报警方法可以应用于前述一些实施例中的报警集成电路。

[0105] 请参阅图10，报警方法包括步骤S10～S50。

[0106] S10，电源控制模块基于电源的电压输出电源控制信号及电源电压。

[0107] S20，第一稳压电路接收电源电压并基于电源电压输出第一电压。

[0108] S30，检测模块接收第一电压，并基于第一电压对预设环境参数进行检测，以输出检测结果。

[0109] S40，第二稳压电路接收电源电压并基于电源电压输出第二电压。

[0110] S50，报警模块接收第二电压和电源控制信号，并基于第二电压和电源控制信号，在电源电压满足预设条件时执行第一报警策略，在电源电压未满足预设条件时执行第二报警策略。

[0111] 并且，第二稳压电路的工作电压小于第一稳压电路的工作电压；第一报警策略包括：将检测结果和预设报警条件进行匹配，以输出对应报警信号；第二报警策略包括：报警复位，或舍弃根据检测结果输出的报警信号。

[0112] 前述实施例中的报警集成电路所能实现的技术效果，该报警方法也均能实现，此处不再详述。此外，报警模块对于第一报警策略的执行以及对于第二报警策略的执行，可参阅前述一些实施例中的相关记载进行，此处也不再详述。

[0113] 在一些实施例中，第一报警策略和第二报警策略，还包括：采用脉冲宽度调制信号作为报警信号；其中，脉宽调制信号根据报警等级进行编码，且脉宽调制信号对应编码的编码长度随报警等级的升高而减小。这样可以使高报警等级对应的信号能够尽快输出，以提高报警时效。

[0114] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0115] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。