CN103048938A - 一种具有并联式继电器的预充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种具有并联式继电器的预充电系统，直流电源B1正极连接第一继电器H1触点的一端，触点的另一端连接预充电电阻R1的一端，预充电电阻R1的另一端连接电解电容C1的正极，电解电容C1负极连接直流电源B1负极；第二继电器H2、第三继电器H3等若干继电器形成并联，并联结点M连接直流电源B1的正极，并联结点N连接电解电容C1的正极和功率转换模块（2）的一端，其另一端连接直流电源B1的负极；控制模块（1）配置第一继电器H1线圈以及第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的线圈中电流从而控制各继电器触点的通断。本发明旨在提供一种具有并联式继电器从而大大减小系统的体积和成本的预充电系统。
Description
技术领域
本发明属于预充电领域,具体涉及一种采用具有若干继电器并联的结构的预充电系统。
背景技术：
预充电管理系统，是在整车高压电气系统上电前给控制器等子系统内的母线电容预先充电，待母线电容的电充到和动力电池或储能器的电压接近时，控制高压母线上的继电器的触点闭合，给整车高压电气系统供电。预充电系统是整车系统总成不可缺少的部分。但因为高压母线上的电流很大，故高压母线上的通常采用150A至300A额定电流的继电器，但上述额定电流的继电器不仅成本高而且体积很大，无法安装在预充电控制器的PCB板上，只能与预充电控制器分立设置，从而还需要与之配套散热底座和整体外壳，进一步加大了整个预充电系统的体积，而且需要配套散热底座和整体外壳的成本也较高，进一步增加了预充电系统的成本。如何使预充电管理系统既能满足功能要求，又使整套管预充电系统小型化且成本第，始终是在预充电系统设计过程中要解决的问题。
发明内容：
本发明的目的是克服现有技术中的不足，采用多个继电器并联从而替代传统的大额定电流的继电器，并进而使继电器可以安装在PCB板上，省去大电流继电器所需的散热底座和整体外壳，从而提供一种可大幅度减小体积和成本的预充电系统。
其技术方案为：
包括直流电源B1、第一继电器H1、预充电电阻R1、母线电容C1、控制模块、功率转换模块，其特征在于：还包括第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器；直流电源B1的正极连接第一继电器H1的触点的一端，第一继电器H1的触点的另一端连接预充电电阻R1的一端，预充电电阻R1的另一端连接电解电容C1的正极，电解电容C1负极连接直流电源B1的负极；第二继电器H2、第三继电器H3等若干继电器的触点的一端相互连接，触点的另一端也相互连接，从而使第二继电器H2、第三继电器H3等若干继电器形成并联，并联后的一个并联结点M连接直流电源B1的正极，另一个并联结点N连接电解电容C1的正极和功率转换模块的一端，功率转换模块的另一端连接直流电源B1的负极；控制模块配置第一继电器H1线圈以及第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的线圈中电流从而控制各继电器触点的通断。
第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的数量大于等于2个；对于第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器中的每一个继电器的触点，与其一端所连接的导线均近距离设置有热敏电阻，各热敏电阻分别连接至控制模块。
控制模块通过各热敏电阻接收第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的各触点的温度参数。
功率转换模块输出至负载，若负载为交流系统，则功率转换模块对直流电源B1输出的直流电进行直流-交流转换并输出至负载；若负载为直流系统，则功率转换模块对直流电源B1输出的直流电进行直流-直流转换并输出至负载。
相比于传统的预充电系统，本发明具有显著的优点和有益效果，具体体现为：
1. 采用若干额定电流较小的继电器并联从而实现大额定电流电流继电器所能实现的功能，额定电流较小的继电器的成本通常不到10元，而大额定电流电流继电器的成本通常为150元至200元甚至更高，从而降低了预充电系统的制造成本。
2. 额定电流较小的继电器比大额定电流的继电器的体积小很多，可以集成安装在预充电系统中的预充电控制器的PCB板上，从而改变了以往高压母线的继电器与预充电控制器分离设置的情况，减小了整个预充电系统的体积，给整车系统的其他部分留下了更多的设置空间；而且由于继电器内置，也不再需要传统预充电系统所需要为大电流继电器座配备的散热底板和整体外壳，从而进一步减少了500元以上的成本。
3. 并联式继电器的可靠性，在每个继电器的触点旁设置热敏电阻，从而实时采集继电器的温度参数，在即继电器出线温度过高的情况下及时断开触点，从而保证并联的各不会烧坏，从而在减小系统体积和成本的同时，保证了系统的可靠性和安全性。
附图说明
图1是本发明的具有并联式继电器的预充电系统的实施例1的示意图；
图2是本发明的具有并联式继电器的预充电系统的实施例2的示意图；
图3是本发明的具有并联式继电器的预充电系统的实施例3的示意图；
图4是本发明的具有并联式继电器的预充电系统的实施例4的示意图。
具体实施方式
以下结合附图来叙述本发明的具体实施方式，以下结合附图对本发明实施例做进一步详述，以下关于本发明的实施方式的描述只是示例性，并不是为了限制本发明的所要保护的主题，对于本发明所描述的实施例还存在的其他在权利要求保护范围内的变化，都属于本发明所需要保护的主题。
如附图1，实施例1中，系统包括直流电源B1、第一继电器H1、预充电电阻R1、母线电容C1、控制模块1、功率转换模块2，还包括第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器；直流电源B1的正极连接第一继电器H1的触点的一端，第一继电器H1的触点的另一端连接预充电电阻R1的一端，预充电电阻R1的另一端连接电解电容C1的正极，电解电容C1负极连接直流电源B1的负极；第二继电器H2、第三继电器H3等若干继电器的触点的一端相互连接，触点的另一端也相互连接，从而使第二继电器H2、第三继电器H3等若干继电器形成并联，并联后的一个并联结点M连接直流电源B1的正极，另一个并联结点N连接电解电容C1的正极和功率转换模块2的一端，功率转换模块2的另一端连接直流电源B1的负极；控制模块1配置第一继电器H1线圈以及第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的线圈中电流从而控制各继电器触点的通断，第一继电器H1的线圈的一端连接至控制模块1，另一端接地；第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的线圈并联后，一个并联结点连接至控制器1，另一个并联结点接地。
第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的数量大于等于2个；与第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器中的每一个继电器的触点的一端相连接的导线均近距离设置有热敏电阻。如：对于第二继电器H2的触点，与其一端所连接的导线均近距离设置有热敏电阻R2；对于第三继电器H3的触点，与其一端所连接的导线均近距离设置有热敏电阻R3；各热敏电阻分别连接至控制模块1，各热敏电阻的一端连接至控制模块1，另一端接地。
控制模块1通过各热敏电阻接收第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的各触点的温度参数。
功率转换模块2输出至负载3，若负载3为交流系统，则功率转换模块2对直流电源B1输出的直流电进行直流-交流转换并输出至负载3；若负载3为直流系统，则功率转换模块2对直流电源B1输出的直流电进行直流-直流转换并输出至负载3。控制模块1为由MCU芯片及其外围电路所构成。
控制器首先配置第一继电器H1的线圈，使第一继电器H1的线圈中通过电流，从而使第一继电器H1的触点闭合，直流电源B1开始对母线电容C1进行充电。N点的电压不断升高，并逐渐接近M点的电压值，当M点与N的之间的电压之差小于一定的范围时（通常为小于5V），控制器配置第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的线圈中通过电流并中断第一继电器的线圈中的电流，进而使得第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的触点闭合，第一继电器H1的触点断开，直流电源B1输出电流至功率转换模块2，功率转换模块2进行功率转换后再输出至负载3；对于M点和N点的电压采集，通常由M点和N点引出线至控制器，而这一引线结构并不是本发明的技术方案的必要技术点，且这一引线结构为本技术领域人员所公知，故为了简洁起见，在附图中不做显示。控制器通过热敏电阻采集第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的触点连接的导线温度，当温度过高时，配置断开第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器触点，防止继电器因电流过大而烧坏，继电器因电流过大而烧坏。在M点与直流电源B1之间通常还会设置保险，进一步防止第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器因电流过大而烧坏，但因保险并不是本发明的必要技术点，而是增加电路的可靠性的可选方法之一，为本技术，领域人员所公知，故为了描述简洁，在附图中不标示。
如图2，实施例2与实施例1的区别在于，第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的线圈不并联，而是各自将线圈的一端连接至控制模块1，另一端接地。
如图3，实施例3与实施例1的区别在于，第一继电器以及第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的线圈的一端各自连接至控制模块1，另一端连接至一点后接入控制器。
如图4，实施例4与实施例1的区别在于，第一继电器以及第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的线圈的一端分别连接至控制模块1，另一端分别也连接至控制器；各热敏电阻的一端分别连接至控制模块1，另一端也分别连接至控制模块1.
结合图1至图4，各实施例的区别在于控制器完成配置各继电器的线圈中的电流从而控制各继电器的触点的通断，其所需要的电路结构的形式不是唯一的，具有很多中变形，因控制器配置各继电器的线圈中的电流从而控制各继电器的触点的通断所形成的电路结构为本领域内技术人员所熟知，不会产生误解，故简洁起见，本专利文件中只列举以上四种电路结构。
图1至图4中的虚线框中的结构为本预充电系统中可集成至预充电控制器的PCB板的结构，可以看出，本预充电系统将各继电器均继承制预充电控制器的PCB板上，从而大幅度减小的系统的制造成本和体积。
对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。
Claims (4)
1.一种具有并联式继电器的预充电系统，包括直流电源B1、第一继电器H1、预充电电阻R1、母线电容C1、控制模块（1）、功率转换模块（2），其特征在于：还包括第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器；直流电源B1的正极连接第一继电器H1的触点的一端，第一继电器H1的触点的另一端连接预充电电阻R1的一端，预充电电阻R1的另一端连接电解电容C1的正极，电解电容C1负极连接直流电源B1的负极；第二继电器H2、第三继电器H3等若干继电器的触点的一端相互连接，触点的另一端也相互连接，从而使第二继电器H2、第三继电器H3等若干继电器形成并联，并联后的一个并联结点M连接直流电源B1的正极，另一个并联结点N连接电解电容C1的正极和功率转换模块（2）的一端，功率转换模块（2）的另一端连接直流电源B1的负极；控制模块（1）配置第一继电器H1线圈以及第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的线圈中电流从而控制各继电器触点的通断。
2.根据权利要求1所述的具有并联式继电器的预充电系统，其特征在于：所述第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的数量大于等于2个；对于第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器中的每一个继电器的触点，与其一端所连接的导线均近距离设置有热敏电阻，各热敏电阻分别连接至控制模块（1）。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的具有并联式继电器的预充电系统，其特征在于：控制模块（1）通过各热敏电阻接收第二继电器H2、第三继电器H3等若干并联的继电器的各触点的温度参数。
4.根据权利要求1所述的具有并联式继电器的预充电系统，其特征在于：所述功率转换模块（2）输出至负载（3），若负载（3）为交流系统，则功率转换模块（2）对直流电源B1输出的直流电进行直流-交流转换并输出至负载（3）；若负载（3）为直流系统，则功率转换模块（2）对直流电源B1输出的直流电进行直流-直流转换并输出至负载（3）。
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