CN102280865A - 一种电动汽车接触器的保护方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种电动汽车接触器的保护方法和装置，给接触器提供一电流吸收回路，并通过适当的控制电路，在高压电路即将接通时，将所述电流吸收回路串入高压电路中，待冲击电流完全被吸收或减小到接触器可承受的范围之内，再控制接触器闭合；在高压电路断开时，将分断电流引入所述电流吸收回路，利用电流吸收回路的吸收限流作用，减小接触器在分断直流电流时产生的电弧，保护接触器。本发明所述保护原理和保护装置对接触板主动进行保护，具有电路结构简单、电路反应速度快、易实施、可靠性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域内部电路的保护装置，尤其涉及一种电动汽车接触器的保护方法及装置。
背景技术
电动汽车高压直流配电和保护电路中必须用接触器来接通和分断储能部件（动力电池、超级电容）与负载（主驱动电机控制器、辅助逆变电源、高压充电机、低压充电机、空调电源、暖风机、加热器或其他高压部件）。一般情况下电动汽车高压电路也分两档钥匙档位控制，即一档接触器控制停车时低压充电机、空调、暖风机、加热器以及车载视听娱乐部件的供电，二档接触器控制主驱动电机控制器、辅助逆变电源等与行车相关部件的供电。还有部分电动汽车不分档位控制，直接通过接触器来控制各高压部件的供电。而大多数高压部件是阻容性负载，或电路中存在电容，它们在通过接触器闭合接通高压时都存在短暂、极大的冲击电流，且电机在启动接通瞬间也会产生过电流。
直流电路断电时，由于直流电没有自然过零点，且存在感性负载，接触器在分断直流电流时会产生过电压、造成触点拉弧，损害接触器。
现有接触器的保护方案是使用阻容吸收器，这种措施只能吸收很小的浪涌电压，抑制微秒级以下冲击震颤。
现有接触器是使用阻容吸收器对接触器进行保护，阻容吸收器保护的原理是在接触器的主触点上连接由电容和电阻串联的电路。阻容吸收器保护在设计时出于安全考虑，电容容量选择的很小，通常小于1微法。这种方案利用电容对高频、微秒级以下的电流可以进行吸收，但对微秒级、毫秒级，尤其是秒级的冲击电流没有任何效果，反而要承受电路中的过电压；同时由于阻容吸收器保护的电容容量只有1微法左右、且串联了电阻，只能吸收微安级的小电流，对几安培到几百安培的冲击电流也没有任何效果，也很容易发热而损害。另外阻容吸收器保护在电路的前后级串入了电容和电阻，破坏了接触器在电路的隔离作用。
由于阻容吸收器保护起的效果很小，所以目前在电动汽车行业中很少应用了。接触器没有任何保护措施，仅依靠其自身有限的灭弧能力可以承受住次数有限的冲击电流和过电压电弧，次数随电流的增大而减小，且每次冲击后接触器的性能都会下降，导致接触器更快损害。
现有的接触器过流保护装置很多，但大都采用机械方法，少有在电路上做改进的，经初步检索，发现与本发明相近的技术方案如下：申请号为00228518.5的实用新型专利公开了一种电器元件使用的具有节能保护作用的交流接触器节能保护器，它是由降压稳压电路、大电流吸合延时控制电路、小直流电流吸持控制电路和交流接触器线圈控制电路组成；电源接通时，大电流吸合延时控制电路向交流接触器线圈控制电路提供交流接触器大电流吸合时所需的延时控制信号，吸合延时过后，小直流电流吸持控制电路提供交流接触器吸持时所需小直流电流的控制信号，交流接触器小直流电流吸持，实现交流接触器节能运行。
上述技术方案的缺点在于，所述保护器电路结构复杂，且反应速度慢，难以满足要求，不利于推广使用。
因此，很有必要对现有技术进行改进。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电动汽车接触器保护方法及装置，消除冲击电流和拉弧电流对接触器的影响，保护接触器。
本发明解决技术问题采用的技术方案是：
一种电动汽车接触器的保护方法，给所述接触器提供一电流吸收回路，通过适当的控制电路，在高压电路即将接通时，将所述电流吸收回路串入高压电路中，待冲击电流完全被吸收或减小到接触器可承受的范围之内，再控制接触器闭合；在高压电路断开时，将分断电流引入所述电流吸收回路，利用电流吸收回路的吸收限流作用，减小接触器在分断直流电流时产生的电弧，保护接触器。
所述电流吸收回路的为一阻值较大的电阻，或者是其他元器件或电路，作用在于吸收冲击电流和分断电流。
所述控制电路为时序逻辑控制电路，或者为其他形式的控制电路，目的在于在合适的时间控制所述电流吸收回路的动作。
一种电动汽车接触器的保护装置，包括一电流吸收回路，第一可控开关、第二可控开关和一控制电路，所述电流吸收回路与接触器并联；所述第一可控开关用于控制所述电流吸收回路的接入和断开；所述第二可控开关控制接触器的接通和关断；所述第一可控开关和第二可控开关由所述控制电路控制。
所述电流吸收回路为一阻值较大的电阻，或者是其他具有电流吸收功能的元器件或电路。
所述控制电路为时序逻辑控制电路，或者为其他形式的控制电路。
所述可控开关为电磁继电器，或者其他具有可控开关功能的电力电子器件。
本发明的优点在于：本发明所述保护原理和保护装置对接触板主动进行保护，具有电路结构简单、电路反应速度快、易实施、可靠性高等优点。
附图说明
图1是电动汽车高压电气布局及安全保护简化说明图；
图2是本发明所述保护装置电路结构图；
图3是本发明所述保护装置的时序控制信号示意图；
图中，K0~K10为接触器，SK1、SK2为可控开关，R为电阻，A为时序逻辑控制电路，B为电池或储能元件，Z为负载。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。
图1给出了电动汽车高压电气布局结构，其中接触器K1~K10实现了储能部件的接通与隔离、用电部件配电分配的功能。
一种电动汽车接触器的保护方法，给所述接触器提供一电阻，通过一时序逻辑控制回路，在高压电路即将接通时，控制电路发出接通电阻的信号，将所述电阻串入高压电路中，待冲击电流完全被电阻吸收或减小到接触器可承受的范围之内，再控制接触器闭合；在高压电路断开时，分断电流将通过电阻泄放掉，减小接触器在分断直流电流时产生的电弧，保护接触器。
所述电阻可由其他实现相同功能的电子元件或电路替代，所述时序逻辑控制电路可由其他可实现相同功能的控制电路替代。
如图2所示，一种电动汽车接触器的保护装置，包括一电阻R，第一继电器SK1、第二继电器SK2和一时序逻辑控制电路A，所述电阻R与接触器K0并联；所述第一继电器SK1与所述电阻R串联，用于控制所述电阻R的接入和断开；所述第二继电器SK2控制接触器K0的接通和关断；所述第一继电器SK1和第二继电器SK2由所述时序逻辑控制电路A控制。
所述接触器保护装置的工作原理为：结合图3所示的时序控制信号，在高压电路需要接通时，控制电路A发出接通电阻R的信号，第一继电器SK1闭合，将电阻R接入高压回路中进行预充电，充电时间为T1，待冲击电流完全消除后，控制电路再发出接触器接通信号，第二继电器SK2动作，闭合接触器K0，同时断开第一继电器SK1，将电阻R切出，此时接触器K是在零电流情况下动作；在高压电路需要断开时，控制电路A同时发出接通电阻信号和断开接触器的信号，此时第二继电器SK2控制接触器K0关断，第一继电器SK1将电阻R接入高压电路，大部分分断电流流经电阻R，且经过T2时间的衰减，这样接触器K0就属于轻载关断，这样，通过时序逻辑控制电路A对整个装置的控制，主动对接触器进行保护，完全消除了接触器在闭合和关断时冲击电流和分断电流对接触器的损害。
本发明所述一种电动汽车接触器保护方法及装置，也可以用于其他领域的接触器的保护。本发明还有很多变型，例如用其他形式的控制电路代替时序逻辑控制电路，用其他形式的元器件或电路代替所述电阻，用其他可控开关代替电磁继电器等，都是不脱离本发明精神的变型，均应视为在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电动汽车接触器的保护方法，其特征在于，给所述接触器提供一电流吸收回路，通过适当的控制电路，在高压电路即将接通时，将所述电流吸收回路串入高压电路中，待冲击电流完全被吸收或减小到接触器可承受的范围之内，再控制接触器闭合；在高压电路断开时，将分断电流引入所述电流吸收回路，利用电流吸收回路的吸收限流作用，减小接触器在分断直流电流时产生的电弧，保护接触器。
2.根据权利要求1所述一种电动汽车接触器的保护方法，其特征在于，所述电流吸收回路的为一阻值较大的电阻，或者是其他元器件或电路，作用在于吸收冲击电流和分断电流。
3.根据权利要求1或2所述一种电动汽车接触器的保护方法，其特征在于，所述控制电路为时序逻辑控制电路，或者为其他形式的控制电路，目的在于在合适的时间控制所述电流吸收回路的动作。
4.一种电动汽车接触器的保护装置，其特征在于，包括一电流吸收回路，第一可控开关、第二可控开关和一控制电路，所述电流吸收回路与接触器并联；所述第一可控开关用于控制所述电流吸收回路的接入和断开；所述第二可控开关控制接触器的接通和关断；所述第一可控开关和第二可控开关由所述控制电路控制。
5.根据权利要求4所述一种电动汽车接触器的保护装置，其特征在于，所述电流吸收回路为一阻值较大的电阻，或者是其他具有电流吸收功能的元器件或电路。
6.根据权利要求4或5所述一种电动汽车接触器的保护装置，其特征在于，所述控制电路为时序逻辑控制电路，或者为其他形式的控制电路。
7.根据权利要求6所述一种电动汽车接触器的保护装置，其特征在于，所述可控开关为电磁继电器，或者其他具有可控开关功能的电力电子器件。
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