用于车辆电池系统的继电器模块技术方案

本发明专利技术提供了一种用于车辆电池系统的继电器模块，其包括：可移动单元，其被配置成通过继电器内的线圈所产生的磁场和复位弹簧而被移动，并控制继电器电极之间的电连接状态；以及安装在可移动单元和固定单元之间的微传感器，所述微传感器相对于可移动单元保持固定位置，并且被配置成取决于可移动单元相对于固定单元的位置变化而诱发电物理量的变化。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆电池系统的继电器模块
本专利技术一般涉及一种用于车辆电池系统的继电器模块，并且更特别地涉及与构成车辆中安装的用于供应电力的电池系统中所设置的电力继电器组合件的一部分的继电器模块相关的技术，所述电力被用于驱动诸如混合动力车或电动车之类的车辆（在本文中被称为环境友好型车辆）。
技术介绍
安装在环境友好型车辆中的电池系统被配置成如图1所示，其中虚线指示的部分表示电力继电器组合件（PRA）500。这样的PRA500用来保证各车辆系统之间的高度电气绝缘和电气安全，还用来防止事故发生时二次重大事故（诸如高电压所导致的电击、或可归因于电气故障的火灾）的发生。PRA500还可以用来阻断从高电压电池流出的暗电流。上述电力继电器组合件500被配置成包括正（+）主继电器502、负（-）主继电器504、和初始充电继电器506。继电器接通控制序列按照以下方式实现：当车辆进入点火装置接通状态时，负主继电器504被接通，此后初始充电继电器506被接通，从而使电阻器引起的峰值电流能够受到限制。当在电容器的充电已经完成时接通正主继电器502后，初始充电继电器506被关断，从而完成继电器接通控制序列。此后，实现继电器关断控制序列，使得当车辆进入点火装置关断状态时，在初始充电继电器506被关断的状态下，正主继电器502和负主继电器504被同时关断。在电池管理系统（BMS）中，为了诊断诸如如上所述工作的继电器的熔焊之类的故障，利用以涉及如上所述工作的各继电器的一系列操作为基础的逻辑来间接进行诊断。基于这种逻辑的这种间接诊断的缺点在于，当车辆被启动时，只能诊断出诸如继电器熔焊、和初始充电继电器506的开路失效之类的故障，使得当在继电器接通序列被启动时出现问题时，难以确定该问题是由继电器自身所导致的、还是由BMS的内部控制电路的错误所导致的、还是由控制输出线路的断路或短路所导致的。此外，即使问题被确定为由继电器自身导致，也无法精确地确定该问题是否由继电器的触点熔焊所导致、或者该问题是否由开路失效所导致、或者该问题出现在哪里（即正主继电器502、负主继电器504、和初始充电继电器506）。因此，存在着这样的问题：当作为电力继电器组合件500的一部分的继电器中出现故障时，无法立即且精确地诊断出问题。此外，当基于对继电器相关故障的判定而仅替换了特定继电器时，存在着实际出故障的继电器实际上尚未被替换的可能性，从而导致使车辆暴露于预料不到的危险处境。另外，当检查车辆时，由于继电器和BMS必须被分别单独替换、并随后进行有关故障检测的检查，所以故障修复的工作效率大大降低，从而带来时间和经济上的损失。前述内容仅仅旨在帮助更好地理解本专利技术的背景，而并不意味着本专利技术落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。
技术实现思路
因此，本专利技术是考虑到现有技术中出现的上述问题而做出的，并且本专利技术的目的是提供一种用于车辆电池系统的继电器模块，当在继电器中出现故障/问题/失效时，能够直接、精确、且迅速地检测出构成电力继电器组合件的一部分的相关继电器中的故障，使得成本和时间由于故障修复的工作效率的改进而能够极大减少。此外，由于故障修复的可靠性得到改进，所以可以防止车辆暴露于预料不到的危险处境中。本专利技术还可以实时地监测各个继电器的状态，使得故障诊断性能（即确定故障是由于各继电器自身的失效、还是由于BMS中设置的继电器控制电路、还是由于控制输出线路的短路或断路）得到改进，从而保证车辆系统的安全性。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于车辆电池系统的继电器模块，包括：可移动单元，其被配置成通过继电器内的线圈的磁场和复位弹簧而被移动，并控制继电器电极之间的电连接状态；以及安装在可移动单元和固定单元之间的微传感器。该微传感器被配置成相对于可移动单元保持固定位置，并取决于可移动单元相对于固定单元的位置变化而诱发电物理量的变化。附图说明根据结合附图给出的以下详细说明，本专利技术的上述及其它目的、特征和优点将会更清楚地得到理解，在附图中：图1是示出常规电力继电器组合件的图；图2是示出根据本专利技术的用于车辆电池系统的示例性继电器模块的图；图3是示出图2的微传感器的示例性配置的图；图4是示出与图3相比，当继电器模块被接通时微传感器的示例性状态变化的图；并且图5是示出使用根据本专利技术的继电器模块的故障诊断的示例性概念的图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本专利技术的实施例。应理解的是，本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括一般的机动车辆（诸如包括运动型多功能车（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的客车）、包括各种艇和船在内的水运工具、飞行器等，并且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车、氢动力车以及其它代用燃料车（例如从除石油以外的资源中取得的燃料）。如本文中所述，混合动力车是具有两个或更多个动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电动力的车辆。参考图2至4，本专利技术的示例性实施例包括可移动单元5，其被配置成通过继电器内的线圈1所产生的磁场和复位弹簧3而被移动，并控制继电器电极11的电连接状态。微传感器9可以安装在可移动单元5和相对于可移动单元5保持固定位置的固定单元7之间，并被配置成取决于可移动单元5相对于固定单元7的位置变化而使电物理量（例如，电阻、电流等）发生变化。微传感器9可以具有非常小的尺寸，且与继电器电极11的控制操作协同工作，并且可以被包含在和/或集成到常规继电器中，从而使相应继电器的故障能够被实时地直接检测。微传感器9可以包括：两个传感电极13，它们以预定距离相互间隔开，从而使所述两个传感电极13之间的电阻能够被测量；以及传感接触部件15，其被配置成当可移动单元5在使继电器电极11能够相互电连接的方向上移动时，所述传感接触部件15在与可移动单元5相同的方向上移动，从而使两个传感电极13能够相互电连接。也就是说，微传感器9可以配置成使得当向线圈1供应电力、并且随后可移动单元5使继电器电极11相互连接时，传感接触部件15使两个传感电极13相互连接，并且测量出的电阻被迅速减小，从而使相应继电器的正常接通操作能够借助于可移动单元5和继电器电极11的正常操作来识别。相反，当中断对线圈1的电力供应、且可移动单元5中断继电器电极11时，传感接触部件15中断两个传感电极13，并且随后电阻迅速增加，从而使相应继电器的正常关断操作能够借助于可移动单元5和继电器电极11的正常操作来识别。在示例性实施例中，如图3所示，微传感器9包括测量单元17和基准单元23。测量单元17包括：两个传感电极13，它们以预定距离相互间隔开，从而使所述两个传感电极13之间的电阻能够被测量；以及传感接触部件15，其被配置成当可移动单元5在使继电器电极11能够相互电连接的方向上移动时，所述传感接触部件15在与可移动单元5相同的方向上移动，从而使两个传感电极13能够相互电连接。基准单元23可以设置有以预定距离相互间隔开从而使其间的电阻能够被测量的两个基准电极19，并且包括操作单元21，该操作单元21被配置成当可移动单元5在使继电器电极11能够相互电连接的方向上移动时，所述操作单元21在与测量单元17协同工作的同时在与可移动单元5相同的方向上移动。在本专利技术的示例性实施例中，操作单元21可以优选地仅由抑制基准电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆电池系统的继电器模块，包括：可移动单元，其被配置成通过继电器内的线圈所产生的磁场和复位弹簧而被移动，并控制继电器电极之间的电连接状态；以及安装在所述可移动单元和固定单元之间的微传感器，所述微传感器相对于所述可移动单元保持固定位置，并且被配置成取决于所述可移动单元相对于所述固定单元的位置变化而诱发电物理量的变化。

【技术特征摘要】
2012.06.26 KR 10-2012-00686621.一种用于车辆电池系统的继电器模块，包括：可移动单元，其被配置成通过继电器内的线圈所产生的磁场和复位弹簧而被移动，并控制继电器电极之间的电连接状态；以及安装在所述可移动单元和固定单元之间的微传感器，所述微传感器相对于所述可移动单元保持固定位置，并且被配置成取决于所述可移动单元相对于所述固定单元的位置变化而诱发电物理量的变化，其中所述微传感器包括：测量单元，其包括：两个传感电极，所述两个传感电极相互间隔开从而使所述两个传感电极之间的电阻能够被测量；以及传感接触部件，其被配置成当所述可移动单元在使所述继电器电极能够相互电连接的方向上移动时，所述传感接触部件在与所述可移动单元相同的方向上移动，从而使所述两个传感电极能够相互电连接；以及基准单元，其包括：两个基准电极，所述两个基准电极相互间隔开从而使所述两个基准电极之间的电阻能够被测量；以及操作单元，其被配置成当所述可移动单元在使所述继电器电极能够相互电连接的方向上移动时，所述操作单元在与所述测量单元协同工作的同时、在与所述可移动单元相同的方向上移动。2.如权利要求1所述的继电器模块，其中所述操作单元由抑制所述基准电极电连接的非导体制成。3.如权利要求1所述的继电器模块，其中所述测量单元和所述基准单元在与所述可移动单元的移动方向垂直的方向上并列布置。4.如权利要求1所述的继电器模块，其中所述微传感器由柔性硅基材料制成，并且所述测量单元的传感电极和传感接触部件、以及所述基准单元的基准电极和操作单元被分别单独密封。5.如权利要求1所述的继电器模块，其中所述微传感器由柔性硅基材料制成，并且引起电物理量发生变化的部分被密封。6.如权利要求1所述的继电器模块，其中：所述可移动单元包括：接触芯，其由与所述继电器电极直接接触的导体制成；以及滑动芯，其被连接成与所述接触芯成一体、并被配置成沿着位于线圈中心的直线路径滑动；并且所述微传感器被安装在固定芯和所述滑动芯之间，所述固定芯是用于沿着位于线圈中心的直线路径引导所述可移动单元、并且相对于所述滑动芯提供固定位置的固定单元。7.如权利要求1所述的继电器模块，其中所述微传感器被实现为超声传感器。8.如权利要求1所述的继电器模块，其中所述微传感器被实现为红外传感器。9.一种用于电池系统的电力继电器组合件...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔溶桓，金达，方俊鎬，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：