继电器及其粘连检测电路和粘连检测方法技术

本发明专利技术涉及继电器领域，具体涉及继电器及其粘连检测电路和粘连检测方法。本发明专利技术的继电器的触点闭合时驱动线圈和辅助线圈共同驱动减小继电器的动作时间，保持阶段仅驱动线圈通电，减小了线圈的功率，进一步地降低了线圈的发热功率和继电器的温度。简化了继电器的热管理要求并延长使用寿命。继电器断开时辅助线圈回路因动铁芯的运动产生感应电流，控制器可以根据感应电流进一步识别继电器的健康状态，可识别继电器粘连、微粘连或发生老化。控制器检测继电器健康状态的电路与高压回路隔离，可以提高BMS检测电路的安全性并降低成本。提高BMS检测电路的安全性并降低成本。提高BMS检测电路的安全性并降低成本。

【技术实现步骤摘要】
继电器及其粘连检测电路和粘连检测方法


[0001]本专利技术涉及继电器领域，具体涉及继电器及其粘连检测电路和粘连检测方法。

技术介绍

[0002]继电器用于控制电动汽车高压回路的通断，继电器带载吸合或断开导致触点粘连现象时有发生；为确保高压安全，通常需要对继电器粘连状态进行检测。
[0003]继电器线圈的发热功率偏大导致继电器温升过高带来热管理问题，尤其是超级快充应用对继电器的冷却带来成本增加问题和技术的挑战。
[0004]CN206225294U公开一种带辅助触点的继电器，通过辅助触点检测触点的通断情况；这种方式提高了继电器成本和的体积，且可靠性较差。
[0005]CN204758746U提出了一种判断继电器粘连的电路；通过测量高压DC电路的电流或电压来判断触点粘连情况的检测方法对BMS带来高压隔离要求。
[0006]CN107015139B公开了一种通过AC信号对焊接接触器检测的方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种继电器；继电器设有驱动线圈和辅助线圈，继电器闭合过程驱动线圈和辅助线圈同时供电使得触点快速闭合，触点闭合后保持阶段辅助线圈断开，驱动线圈的磁场使触点保持闭合状态；触点保持阶段辅助线圈断电可以降低能耗和减小发热功率。驱动线圈断电使触点断开过程，由于驱动线圈的磁通变化使得辅助线圈内产生感应电流，进一步地触点断开过程带磁性的铁芯运动使得辅助线圈内产生感应电流，辅助线圈内产生上述两波感应电流可以判定铁芯的运动状态，进而判断触点是否正常断开。
>[0008]进一步提出一种继电器检测方法，辅助线圈设有续流回路，在驱动线圈断电后，通过检测辅助线圈的续流电阻两端的电压波形变化，诊断继电器触点的健康状态，识别触点是否发生粘连，进一步地识别继电器发生微粘连或老化。
[0009]具体技术方案如下：
[0010]继电器由壳体、静触点、动触点、陶瓷罩、上推杆、缓冲弹簧、下推杆、复位弹簧、密封座、静铁芯、动铁芯、金属壳、驱动线圈和辅助线圈组成。所述壳体上设有固定接口和驱动接口，所述驱动接口与驱动线圈和辅助线圈电连接；所述静触点设有电接触面和电连接端，静触点安装在陶瓷罩上；为满足良好的导电性、耐高温烧蚀性能，优选地静触点和动触点选用铜合金材质；静触点、陶瓷罩、密封座和金属壳合围成可容纳动触点、上推杆、下推杆、缓冲弹簧、复位弹簧、静铁芯、动铁芯的密封空间；可选地，上述密封空间内填充保护气体，如氢气。所述动触点由缓冲弹簧和上推杆固定，上推杆与下推杆连接，下推杆与动铁芯连接，即动触点由动铁芯驱动实现往返运动。静铁芯可以与密封座或金属壳连接固定，静铁芯设有通孔，下推杆穿过上述通孔且与通孔间隙配合，即下推杆可以穿过静铁芯并与静铁芯低摩擦地相对运动。在静铁芯与动铁芯之间设有复位弹簧，动铁芯推动动触点靠近静触点需要压缩复位弹簧。静铁芯和驱动线圈、动铁芯和辅助线圈组成电磁铁，触点吸合过程动铁芯
由静铁芯的磁力吸引往静铁芯方向运动，触点断开过程静铁芯磁性消退、动铁芯由复位弹簧的回弹力驱动进而远离静铁芯。
[0011]进一步的，提供前述继电器的粘连检测电路将电源及开关连接辅助线圈，且辅助线圈设有续流回路，所述续流回路设有二极管和续流电阻串联构成；电压采集装置与续流电阻并联，控制器电连接电压采集装置和开关。
[0012]进一步的，提供上述粘连检测电路的检测方法，控制器通过识别上述第一电压和第二电压的变化，可以判断或诊断继电器的健康状态。驱动线圈断电，控制器检测续流电阻两端的电压。(Ⅰ)如果设定的时间窗口内控制器检测到第一电压和第二电压的波形，则说明继电器触点成功断开。(Ⅱ)如果设定的时间窗口内控制器只检测到第一电压的波形，未检测到第二电压的波形，则说明继电器触点粘连，控制器上报继电器粘连故障。(Ⅲ)如果设定的时间窗口内控制器未检测到第一电压和第二电压的波形，则说明电压采集装置未能正常测量续流电阻两端的电压，控制器上报继电器粘连检测功能异常故障。在继电器触点成功断开的情况下，进一步地控制器根据每次继电器断开后第二电压波形的峰值V2和驱动线圈断电到第二电压峰值V2的时间间隔t，并可根据V2和t的变化趋势诊断继电器的健康状态；(
ⅰ
)如果V2表现为阶跃式减小或t表现为阶跃式增大且变化幅值大于限值，可以判断继电器发生微粘连，控制器可以上报继电器微粘连故障提示用户检修。(
ⅱ
)如果V2变化趋势为逐渐减小或t变化趋势为逐渐增大，则判断为继电器随着开闭次数的增加进而机械部件老化导致的变化，进一步的，当V2和t的数值未超出限值则判断继电器状态正常，当V2或t的数值超出限值则判断继电器达到老化状态，控制器可以上报继电器老化信息提示用户更换继电器。V2相比新继电器逐渐减小达到初始值的70％、或者t相比新继电器逐渐减大达到初始值的120％则判断继电器达到老化状态。
[0013]本专利技术继电器的触点闭合时驱动线圈和辅助线圈共同驱动可以减小继电器的动作时间，保持阶段仅驱动线圈通电可以维持继电器的闭合状态并减小线圈的功率，进一步地降低了线圈的发热功率和继电器的温度。简化了继电器的热管理要求并延长使用寿命。
[0014]本专利技术的继电器断开时辅助线圈回路因动铁芯的运动产生感应电流，控制器可以根据感应电流进一步识别继电器的健康状态，可进一步诊断继电器发生粘连、微粘连或发生老化；即不需要按照设定的时序控制继电器动作并检测继电器静触点的电压来判断继电器的触点是否粘连。辅助线圈与动触点及静触点连接的高压回路互相隔离，控制器检测继电器健康状态的电路与高压回路隔离，可以提高BMS检测电路的安全性并降低成本。
附图说明
[0015]图1为继电器实施例结构示意图；
[0016]图2为继电器实施例剖面示意图；
[0017]图3为实施例触点闭合状态示意图；
[0018]图4为实施例驱动线圈断电动铁芯运动示意图；
[0019]图5为实施例闭合、保持和断开过程时序状态图；
[0020]图6为图5局部放大示图；
[0021]图7为继电器控制电路示意图；
[0022]图8为控制器检测续流电阻两端的电压波形示意图；
[0023]图9为继电器状态检测流程图。
[0024]附图标记：
[0025]1‑
壳体、2
‑
静触点、3
‑
动触点、5
‑
驱动线圈、6
‑
辅助线圈、7
‑
控制器、31
‑
上推杆、32
‑
缓冲弹簧、33
‑
复位弹簧、34
‑
下推杆、35
‑
静铁芯、36
‑
动铁芯、41
‑
陶瓷罩、42
‑
密封座、43
‑
金属壳、351
‑
通孔，71
‑
二极管、72
‑
续流电阻、73
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种继电器，其特征在于：该继电器由壳体(1)、静触点(2)、动触点(3)、陶瓷罩(41)、上推杆(31)、缓冲弹簧(32)、下推杆(34)、复位弹簧(33)、密封座(42)、静铁芯(35)、动铁芯(36)、金属壳(43)、驱动线圈(5)和辅助线圈(6)组成；所述壳体(1)上设有固定接口(11)和驱动接口(12)，所述驱动接口(12)与驱动线圈(5)和辅助线圈(6)电连接，外部电源通过驱动接口(12)给驱动线圈(5)和/或辅助线圈(6)通电；所述静触点(2)设有电接触面(21)和电连接端(22)，静触点(2)安装在陶瓷罩(41)上；静触点(2)、陶瓷罩(41)、密封座(42)和金属壳(43)合围成可容纳动触点(3)、上推杆(31)、下推杆(34)、缓冲弹簧(32)、复位弹簧(33)、静铁芯(35)、动铁芯(36)的密封空间；所述动触点(3)由缓冲弹簧(32)和上推杆(31)固定，上推杆(31)与下推杆(34)连接，缓冲弹簧(32)压缩地设置于动触点(3)和下推杆(34)之间，下推杆(34)与动铁芯(36)连接；静铁芯(35)与密封座(42)或金属壳(43)连接固定，静铁芯(35)设有通孔(351)，下推杆(34)穿过上述通孔(351)且与通孔(351)间隙配合；在静铁芯(35)与动铁芯(36)之间设有复位弹簧(33)。2.根据权利要求1所述的继电器，其特征在于：驱动线圈(5)位于辅助线圈(6)上方，静铁芯(35)位于驱动线圈(5)上端的轴心；动铁芯(36)位于辅助线圈(6)上端的轴心。3.根据权利要求1所述的继电器，其特征在于：静触点(2)和动触点(3)选用铜合金材质。4.根据权利要求1所述的继电器，其特征在于：所述密封空间内填充保护气体，如氢气。5.权利要求1
‑
4任一所述继电器的控制电路，其特征在于：将电源(74)及开关(75)连接辅助线圈(6)，且辅助线圈(6)设有续流回路，所述续流回路设有二极管(71)和续流电阻(72)串联构成；电压采集装置(73)与续流电阻(72)并联，控制器(7)电连接电压采集装置(73)和开关(75)。6.利用权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤桃峰，林金源，谢章鹏，游道亮，
申请(专利权)人：江铃汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：