CN103412254A - 获取电动汽车的直流接触器等效使用寿命的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种获取直流接触器等效使用寿命的方法，为能够有效的预警直流接触器或继电器的使用寿命而发明。该方法包括：根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间；根据由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值，获取每个电流区间对应的寿命衰减因子；获取所述直流接触器进行动作时的电流值，确定所述电流值所属的电流区间以及所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子；利用所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子获得所述直流接触器的实际等效使用寿命值。本发明适用于采用大电流直流接触器的设备与装置。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种获取电动汽车的直流接触器等效使用寿命的方法及装置。
背景技术
随着社会公众社会环境保护意识的增强，并不排放污染大气的有害气体的电动汽车成为了世界技术、经济竞争的热点。目前，电动汽车的动力来源主要是由蓄电池和燃料电池构成大容量的储能系统。其中，储能系统给车载中的电气设备供电往往需要通过直流接触器或继电器来进行开关控制。直流接触器或继电器的耐久性和和可靠性，直接影响到车辆安全和使用寿命。
直流接触器是电动汽车供给直流动力电源的一个执行开关，属于关键部件。控制过程中，直流接触器难免出现带载切断的现象。若出现带载切断现象就会产生“拉弧”现象；频繁的拉弧，必然降低直流接触器的使用寿命，严重时，将烧坏触点，造成触点粘连，从而引发安全事故。因此，计算接直流触器的寿命至关重要。目前，尚未发现评估接触器的寿命的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种获取电动汽车的直流接触器等效使用寿命的方法及装置，以能够有效的预警直流接触器或继电器的使用寿命。
为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种获取电动汽车的直流接触器等效使用寿命的方法，包括：
根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间；
根据由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值，获取每个电流区间对应的寿命衰减因子；
获取所述直流接触器进行动作时的电流值，确定所述电流值所属的电流区间以及所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子；
利用所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子获得所述直流接触器的实际等效使用寿命值。
第二方面，本发明提供了一种获取电动汽车的直流接触器等效使用寿命的装置，包括：
划分单元，用于根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间；
第一获取单元，用于根据由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值，获取每个电流区间对应的寿命衰减因子；
第二获取单元，用于获取所述直流接触器进行动作时的电流值，确定所述电流值所属的电流区间以及所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子；
处理单元，用于利用所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子获得所述直流接触器的实际等效使用寿命值。
通过本发明实施例的获取电动汽车的直流接触器寿命的方法及装置，可以根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，获取所述直流接触器进行动作时的电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子，从而根据该寿命衰减因子获得所述直流接触器的实际等效使用寿命值。因此，利用本发明实施例的方法及装置可以有效的预警直流接触器或继电器的使用寿命，给驾驶员和维护人员以安全警示，减少和避免安全事故的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的获取电动汽车的直流接触器寿命的方法的流程图；
图2为本发明实施例利用的估算接入/切断功率开关的次数特性曲线；
图3为本发明实施例二提供了一种获取电动汽车的直流接触器寿命的装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前的电动汽车中，直流接触器或继电器的使用基本都是被动控制，或仅仅是吸合与断开的简单监测方式，当直流接触器或继电器的使用寿命接近极限时，若不及时更换，在行车过程中势必存在极大的安全隐患甚至直接带来安全事故的发生。因此，为解决此问题，本发明提供了一种获取电动汽车的直流接触器寿命的方法及装置。
在本发明实施例的技术方案中，主要是基于以下原理：直流接触器或继电器在接入或切断瞬间，回路中若有电流必然存在一定的拉电弧现象;而且负载电流越大，拉弧越明显时间也越长，对直流接触器或继电器的触点危害越大，严重时会导致触点熔焊、粘连。可见，直流接触器或继电器工作在不同的负载状态下的寿命是不同的。因此，根据直流接触器或继电器厂家提供的估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，可以估算出其健康状态。
首先，对本发明实施例中可能出现的几个概念做如下解释。
直流接触器等效使用寿命，指的是直流接触器触点在空载条件下仍可吸合切断次数，为一动态值。直流接触器的折损寿命值，指的是直流接触器触点每次动作后，折合成空载动作的次数。
如图1所示，本发明实施例一的获取电动汽车的直流接触器等效使用寿命的方法包括：
步骤11、根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间。
以直流接触器工作在600V的工作电压下为例，可根据如图2所示的估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间。其中第一电流区间为0～10A，第二电流区间为10～100A，第三电流区间为100～1000A。
当然，在本发明实施例中并不局限于此种划分方式。
步骤12、根据由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值，获取每个电流区间对应的寿命衰减因子。
在此步骤中，针对上述每个电流区间，寿命衰减因子的计算方式不同。
（1）对于所述第一电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为100,000次，所述第一电流区间对应的寿命衰减因子（即第一寿命衰减因子）KL为1。
（2）对于所述第二电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线结合数学方法（如插值法、查表法等）获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为100,000～10,000次。
其中，第二寿命衰减因子KL2=100,000/ Life（current），
Life(current)=f0+M0(x－x0)
因此，可推导出所述第二电流区间对应的寿命衰减因子（即第二寿命衰减因子）KL2的计算方式为：
KL=100,000/[ f0+M0(x－x0)] = 100,000/[100,000+M0(x－10)]
其中，KL为第二寿命衰减因子；f0=100,000，为该直流接触器动作瞬间的电流值在10～100A区间内时所对应的直流接触器折损寿命值的最大值100,000；x是直流接触器动作瞬间的电流值（即接入/切断功率开关瞬间直流接触器回路中的电流值）； x0为该直流接触器动作瞬间的电流值在10～100A区间内时的最小电流值；M0为常数，与该电流区间内的最大电流Imax=100A、Imin=10A，以及与之对应的寿命最小值fmin=10,000、最大值fmax=100,000 有关；Life（current）为直流接触器动作瞬间的电流值所对应的寿命折损次数。
（3）对于所述第三电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线结合数学方法（如插值法、查表法等）获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为10,000～1.9次。
其中，第三寿命衰减因子KL=100,000/Life（current）
因此，可推导出所述第三电流区间对应的寿命衰减因子（即第三寿命衰减因子）KL3的计算方式为：
KL=100,000/[ f1+M1(x－x1)] = 100,000/[10,000+M1(x－100)]
其中，KL为第三寿命衰减因子；f1=100,000，为该直流接触器动作瞬间的电流值在100～1000A区间内时所对应的直流接触器折损寿命值的最大值100,000；x是直流接触器动作瞬间的电流值；x1为该直流接触器动作瞬间的电流值在100～1000A区间内时的最小电流值；M1为常数，与该电流区间内的最大电流Imax=1000A、Imin=100A，以及与之对应的寿命最小值fmin =1.9、最大值fmax=10,000有关；Life（current）为直流接触器动作瞬间的电流值所对应的寿命折损次数。
综合上述三个计算方式，可获得：
KL为寿命衰减因子，x为直流接触器动作瞬间的电流值。
步骤13、获取所述直流接触器进行动作时的电流值，确定所述电流值所属的电流区间以及所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子。
当获取所述直流接触器进行动作时的电流值时，确定所述电流值所属的电流区间，并可按照上述公式（1）确定所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子
步骤14、利用所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子获得所述直流接触器的实际等效使用寿命值。
在此步骤中，SOL=100000－KL，其中，SOL为直流接触器的实际等效使用寿命值， KL为所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子。
以上实施例中是以直流接触器为例进行的描述，同样的方法还适用于继电器等。
由以上可以看出，通过本发明实施例的获取电动汽车的直流接触器寿命的方法，可以根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，获取所述直流接触器进行动作时的电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子，从而根据该寿命衰减因子获得所述直流接触器的实际等效使用寿命值。因此，利用本发明实施例的方法可以有效的预警直流接触器或继电器的使用寿命，给驾驶员和维护人员以安全警示，减少和避免安全事故的发生。
如图3所示，本发明实施例二提供了一种获取电动汽车的直流接触器等效使用寿命的装置，包括：
划分单元21，用于根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间；
第一获取单元22，用于根据由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值，获取每个电流区间对应的寿命衰减因子；
第二获取单元23，用于获取所述直流接触器进行动作时的电流值，确定所述电流值所属的电流区间以及所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子；
处理单元24，用于利用所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子获得所述直流接触器的实际等效使用寿命值。
其中，当所述直流接触器工作在600V的工作电压下时，所述划分单元具体用于根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间，其中第一电流区间为0～10A，第二电流区间为10～100A，第三电流区间为100～1000A。
当然，在本发明实施例中划分单元21并不局限于此种划分方式。
其中，所述第一获取单元22具体用于：
对于所述第一电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为100,000次，获取所述第一电流区间对应的第一寿命衰减因子，其中所述第一寿命衰减因子KL为1；
对于所述第二电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为100,000～10,000次，获取所述第二电流区间对应的第二寿命衰减因子，其中第二寿命衰减因子KL2的计算方式为：
KL=100,000/[ f0+M0(x－x0)] = 100,000/[100,000+M0(x－10)]
其中，KL为第二寿命衰减因子；f0=100,000，为该直流接触器动作瞬间的电流值在10～100A区间内时所对应的直流接触器折损寿命值的最大值100,000；x是直流接触器动作瞬间的电流值（即接入/切断功率开关瞬间直流接触器回路中的电流值）； x0为该直流接触器动作瞬间的电流值在10～100A区间内时的最小电流值；M0为常数，与该电流区间内的最大电流Imax=100A、Imin=10A，以及与之对应的寿命最小值fmin=10,000、最大值fmax=100,000 有关。
对于所述第三电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为10,000～1.9次，获取所述第三电流区间对应的第三寿命衰减因子，其中第三寿命衰减因子KL3的计算方式为：
KL=100,000/[ f1+M1(x－x1)] = 100,000/[10,000+M1(x－100)]
其中，KL为第三寿命衰减因子；f1=100,000，为该直流接触器动作瞬间的电流值在100～1000A区间内时所对应的直流接触器折损寿命值的最大值100,000；x是直流接触器动作瞬间的电流值；x1为该直流接触器动作瞬间的电流值在100～1000A区间内时的最小电流值；M1为常数，与该电流区间内的最大电流Imax=1000A、Imin=100A，以及与之对应的寿命最小值fmin =1.9、最大值fmax=10,000有关。
其中，所述第二获取单元23具体用于：
获取所述直流接触器进行动作时的电流值，当所述直流接触器进行动作时的电流值属于第一电流区间时，确定对应的寿命衰减因子KL为1；
获取所述直流接触器进行动作时的电流值，当所述直流接触器进行动作时的电流值属于第二电流区间时，确定对应的寿命衰减因子KL=100,000/[ f0+M0(x－x0)] = 100,000/[100,000+M0(x－10)]；
获取所述直流接触器进行动作时的电流值，当所述直流接触器进行动作时的电流值属于第三电流区间时，确定对应的寿命衰减因子KL=100,000/[ f1+M1(x－x1)] = 100,000/[10,000+M1(x－100)]。
在具体应用中，所述处理单元可参照方式实施例中的描述确定所述直流接触器的实际等效使用寿命值，即：
SOL=100000－KL，其中，SOL为直流接触器的实际等效使用寿命值， KL为所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子。
其中所述装置的工作原理可参照前述方法实施例的描述。
由上可以看出，通过本发明实施例的获取电动汽车的直流接触器寿命的装置，可以根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，获取所述直流接触器进行动作时的电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子，从而根据该寿命衰减因子获得所述直流接触器的实际等效使用寿命值。因此，利用本发明实施例的装置可以有效的预警直流接触器或继电器的使用寿命，给驾驶员和维护人员以安全警示，减少和避免安全事故的发生。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种获取电动汽车的直流接触器等效使用寿命的方法，其特征在于，包括：
根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间；
根据由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值，获取每个电流区间对应的寿命衰减因子；
获取所述直流接触器进行动作时的电流值，确定所述电流值所属的电流区间以及所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子；
利用所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子获得所述直流接触器的实际等效使用寿命值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间包括：
当所述直流接触器工作在600V的工作电压下时，根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间，其中第一电流区间为0～10A，第二电流区间为10～100A，第三电流区间为100～1000A。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值，获取每个电流区间对应的寿命衰减因子包括：
对于所述第一电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为100,000次，所述第一电流区间对应的第一寿命衰减因子KL为1；
对于所述第二电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为100,000～10,000次，所述第二电流区间对应的第二寿命衰减因子KL2的计算方式为：
KL=100,000/[ f0+M0(x－x0)] = 100,000/[100,000+M0(x－10)]
其中，KL为第二寿命衰减因子；f0=100,000，为该直流接触器动作瞬间的电流值在10～100A区间内时所对应的直流接触器折损寿命值的最大值100,000；x是直流接触器动作瞬间的电流值； x0为该直流接触器动作瞬间的电流值在10～100A区间内时的最小电流值；M0为常数；
对于所述第三电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为10,000～1.9次，所述第三电流区间对应的第三寿命衰减因子KL3的计算方式为：
KL=100,000/[ f1+M1(x－x1)] = 100,000/[10,000+M1(x－100)]
其中，KL为第三寿命衰减因子；f1=100,000，为该直流接触器动作瞬间的电流值在100～1000A区间内时所对应的直流接触器折损寿命值的最大值100,000；x是直流接触器动作瞬间的电流值；x1为该直流接触器动作瞬间的电流值在100～1000A区间内时的最小电流值；M1为常数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述直流接触器进行动作时的电流值，确定所述电流值所属的电流区间以及所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子包括：
获取所述直流接触器进行动作时的电流值，当所述直流接触器进行动作时的电流值属于第一电流区间时，确定对应的寿命衰减因子KL为1；
获取所述直流接触器进行动作时的电流值，当所述直流接触器进行动作时的电流值属于第二电流区间时，确定对应的寿命衰减因子KL=100,000/[ f0+M0(x－x0)] = 100,000/[100,000+M0(x－10)]；
获取所述直流接触器进行动作时的电流值，当所述直流接触器进行动作时的电流值属于第三电流区间时，确定对应的寿命衰减因子KL=100,000/[ f1+M1(x－x1)] = 100,000/[10,000+M1(x－100)]。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子获得所述直流接触器的实际等效使用寿命值包括：
SOL=100000－KL，其中，SOL为直流接触器的实际等效使用寿命值，KL为所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子。
6.一种获取电动汽车的直流接触器等效使用寿命的装置，其特征在于，包括：
划分单元，用于根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间；
第一获取单元，用于根据由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值，获取每个电流区间对应的寿命衰减因子；
第二获取单元，用于获取所述直流接触器进行动作时的电流值，确定所述电流值所属的电流区间以及所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子；
处理单元，用于利用所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子获得所述直流接触器的实际等效使用寿命值。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述划分单元具体用于当所述直流接触器工作在600V的工作电压下时，根据估算接入/切断功率开关的次数特性曲线，将直流接触器的负载电流划分成多个电流区间，其中第一电流区间为0～10A，第二电流区间为10～100A，第三电流区间为100～1000A。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一获取单元具体用于：
对于所述第一电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为100,000次，获取所述第一电流区间对应的第一寿命衰减因子，其中所述第一寿命衰减因子KL为1；
对于所述第二电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为100,000～10,000次，获取所述第二电流区间对应的第二寿命衰减因子，其中第二寿命衰减因子KL2的计算方式为：
KL=100,000/[ f0+M0(x－x0)] = 100,000/[100,000+M0(x－10)]
其中，KL为第二寿命衰减因子；f0=100,000，为该直流接触器动作瞬间的电流值在10～100A区间内时所对应的直流接触器折损寿命值的最大值100,000；x是直流接触器动作瞬间的电流值； x0为该直流接触器动作瞬间的电流值在10～100A区间内时的最小电流值；M0为常数；
对于所述第三电流区间，由所述估算接入/切断功率开关的次数特性曲线获得的每个电流区间对应的直流接触器的折损寿命值为10,000～1.9次，获取所述第三电流区间对应的第三寿命衰减因子，其中第三寿命衰减因子KL3的计算方式为：
KL=100,000/[ f1+M1(x－x1)] = 100,000/[10,000+M1(x－100)]
其中，KL为第三寿命衰减因子；f1=100,000，为该直流接触器动作瞬间的电流值在100～1000A区间内时所对应的直流接触器折损寿命值的最大值100,000；x是直流接触器动作瞬间的电流值；x1为该直流接触器动作瞬间的电流值在100～1000A区间内时的最小电流值；M1为常数。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二获取单元具体用于：
获取所述直流接触器进行动作时的电流值，当所述直流接触器进行动作时的电流值属于第一电流区间时，确定对应的寿命衰减因子KL为1；
获取所述直流接触器进行动作时的电流值，当所述直流接触器进行动作时的电流值属于第二电流区间时，确定对应的寿命衰减因子KL=100,000/[ f0+M0(x－x0)] = 100,000/[100,000+M0(x－10)]；
获取所述直流接触器进行动作时的电流值，当所述直流接触器进行动作时的电流值属于第三电流区间时，确定对应的寿命衰减因子KL=100,000/[ f1+M1(x－x1)] = 100,000/[10,000+M1(x－100)]。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元按照如下方式确定所述直流接触器的实际等效使用寿命值：
SOL=100000－KL，其中，SOL为直流接触器的实际等效使用寿命值， KL为所述电流值所属的电流区间对应的寿命衰减因子。
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