CN105023809A - 车辆用电池继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆用电池继电器。该电池继电器具有加强的操作结构，该结构包括通过将内部活塞一分为二而分开的上部活塞和下部活塞，并且在下部活塞的初始移动时诱导上部活塞与下部活塞的冲击，从而通过缩短可动触点与固定触点之间的切换时间而使接触时产生的电弧的量最小化并提高耐久性。车辆用电池继电器包括：通过活塞与可动触点的一体联接而构成的可动部；和具有固定地配置在可动触点下侧的固定触点的固定部，活塞由通过紧固销联接的具有可相互移动的空间的位于上侧的上部活塞和位于下侧的下部活塞构成，使得当活塞上下移动时，下部活塞可在上部活塞之前移动，由于上部活塞与下部活塞之间的碰撞，可动触点与固定触点之间的切换速度增加。

Description

车辆用电池继电器

技术领域

本发明涉及车辆用电池继电器。该车辆用电池继电器可通过缩短可动触点与固定触点之间的接通/断开时间，使接触时产生的电弧的量最小化，从而提高耐久性。

背景技术

通常，电池继电器控制供应到车辆负载侧的电池电力，并且主要应用于中型/大型客车。当电池继电器从诸如电池的电源接收到电力时，其中的绕线管部可产生磁力，并且当内部活塞由磁力移动时，安装在活塞中的可动触点可接触固定触点，结果可将电池电力供应至负载端子。

例如，图1示出说明现有技术中的车辆用电池继电器的截面图。

如图1中所示，现有技术中的电池继电器由包括一体的活塞11和可动触点12的可动部10，在活塞11的下侧弹性地支承可动部10的复位弹簧21，支承复位弹簧21的下端并容纳可动部10的固定部20，固定地配置在可动触点12的下侧的固定触点22，和配置在活塞11的下部外周面并通过车辆的启动/熄火(start on/off)选择性地连接至电源的绕线管部23构成。

在现有技术的电池继电器中，当电流在绕线管部23上流动并且可动部10因此被磁化时，通过复位弹簧21远离固定部20的可动部10可通过磁力克服复位弹簧21的弹簧力。因此，可动触点12与固定触点22可接触。另外，当固定部20与可动部10彼此接触时，可额外地施加安装在可动触点12上侧的辅助弹簧13的弹簧力。因此，可动触点12与固定触点22可通过增强的力彼此接触。在复位时，可动部10可由复位弹簧21的弹簧力移动，并且接触可被解除。

由于应用于中型/大型客车的车辆用电池继电器通常会使用非常大的电流，因此在可动触点与固定触点彼此接触时产生的电弧可能无法被完全除去。

在常规的电池继电器中，当电池继电器被接通时，由于可动部10通过仅使用绕线管部23的磁力克服弹簧力而移动，因此可动部10会由比磁力小的力移动，并且在切换(接触)时可动部10会由减小的磁力移动。当在可动触点12与固定触点22之间形成接触时，可动部10的移动速度会较低并且切换时间会增加。因此，在可动触点12与固定触点22之间的接触部可持续产生大量电弧。结果，可加速接触部的熔融。

此外，在现有技术的电池继电器中，当电池继电器关断时，可动部10会仅通过弹簧力复位，并且复位时可动部10的移动时间会增加。因此，可动触点12与固定触点22之间的接触部会接收更大量的电弧，并且按照所产生的电弧量的增加，接触部的熔融时间会缩短。

因此，需要可通过缩短可动触点与固定触点之间的切换时间，使接触时产生的电弧的量最小化并提高继电器的耐久性的操作结构。

在本背景技术部分中公开的以上信息仅为了增强对本发明背景的理解，因此其可能包含不构成本国内本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

一方面，本发明提供了一种具有加强的操作结构的车辆用电池继电器。具体地，该操作结构可包括通过将内部活塞一分为二而分开的上部活塞和下部活塞，并且在下部活塞的初始移动时诱导上部活塞和下部活塞的冲击，以便通过缩短可动触点与固定触点之间的切换时间而使接触时产生的电弧的量最小化，从而提高耐久性。

在示例性实施例中，本发明提供了一种车辆用电池继电器，其可包括：通过活塞与可动触点的一体联接而构成的可动部；和具有可固定地配置在可动触点下侧的固定触点的固定部。具体地，活塞可由通过紧固销联接的具有可相互移动的空间的位于上侧的上部活塞和位于下侧的下部活塞构成，使得当活塞上下移动时，下部活塞可在上部活塞之前移动。因此，由于上部活塞与下部活塞之间的碰撞，使得可动触点与固定触点之间的切换速度可增加。

另外，下部活塞可在其上端形成有上部活塞的下端可插入其中的槽和贯穿该槽与紧固销组装的下部销孔。上部活塞可具有在插入槽中的下端形成的上部销孔。特别地，下部销孔可由规则的孔形成，并且上部销孔可由长孔形成。

此外，可动触点可在上部活塞的下端形成的上部销孔的上侧，与上部活塞一体地联接。

电池继电器还可包括：在下部活塞的下侧弹性地支承可动部的复位弹簧；和固定地配置在下部活塞的外周面上并通过车辆的启动/熄火选择性地磁化可动部的绕线管部。

根据本发明的各种示例性实施例，电池继电器可缩短可动触点与固定触点之间的接通/断开时间，并因此使切换时产生的电弧的量减少和最小化，从而改善接触部的熔融并提高耐久性。

以下讨论本发明的其它方面和优选实施例。

附图说明

现在，将参照附图中示出的各种示例性实施例详细说明本发明的以上和其它特征，附图在下文中仅以示例的方式给出，因此并不限制本发明，并且其中：

图1示出现有技术中的常规的车辆用电池继电器；

图2示出根据本发明的示例性实施例的示例性车辆用电池继电器；

图3示出根据本发明的实施例的示例性电池继电器用示例性活塞的示例性组装结构的主视图和侧视图；

图4示出根据本发明的实施例的示例性车辆用电池继电器在车辆启动时的示例性操作状态；并且

图5示出根据本发明的实施例的示例性车辆用电池继电器在车辆熄火(start-off)时的示例性操作状态。

附图中给出的附图标记包括对以下进一步讨论的下列元件的参照：

100：可动部        110：活塞

111：上部活塞      111a：上部销孔

112：下部活塞      112a：下部销孔

112b：槽           120：可动触点

140：辅助弹簧      200：固定部

210：复位弹簧      220：固定触点

230：绕线管部      240：止动部

应当理解的是，附图不一定按比例绘制，而是呈现出说明本发明的基本原理的各种示例性特征的有所简化的表示。本文所公开的包括例如具体尺寸、方向、位置和形状的本发明的具体设计特征，将部分地由特定预期的应用和使用环境来确定。

在附图中，贯穿附图的多幅图中，相同的附图标记指代本发明的相同或等同的部件。

具体实施方式

应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其它类似术语包括通常的机动车辆，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载客车辆，包括各种艇和船在内的水运工具，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如，从石油以外的资源取得的燃料)。如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如具有汽油动力和电动力两者的车辆。

本文所使用的专有名词仅为说明特定实施例的目的，而非意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”意在同样包括复数形式，除非上下文另外清楚地表明。还将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和全部组合。

在下文中，将详细参照本发明的各种示例性实施例，其示例在附图中示出并在以下予以说明。

本发明涉及控制供应到车辆负载侧的电池电力的电池继电器。该电池继电器可将内部活塞一分为二并将内部活塞分成上部和下部，因此当电池继电器接通/关断时，通过利用上部活塞和下部活塞两者彼此碰撞时产生的冲击力，可缩短可动触点与固定触点之间的切换时间或接触时间，从而使接触时产生的电弧的量最小化并提高耐久性。

如图2中所示，根据本发明的示例性实施例的电池继电器可包括：通过活塞110与可动触点120的一体联接而构成的可动部100；在活塞或下部活塞110的下侧弹性地支承可动部100的复位弹簧210；支承复位弹簧210的下部并且容纳可动部100和绕线管部230的固定部200；在固定部200内固定地配置在可动触点120下侧的固定触点220；和固定地配置在活塞110的下部外周面或下部活塞的外周面以环绕该外周面，并且通过车辆的启动/熄火而选择性地连接至电池电源的绕线管部230。

如本文所公开的，绕线管部230可包括励磁线圈。当电池电力供应至绕线管部230并且电流在绕线管部230中流动时，可在绕线管部230周围形成磁场，以将可动部100磁化。

此外，电池继电器可包括在接通时辅助可动触点120与固定触点220的接触操作的辅助弹簧140，以及在关断时使返回的可动部100停止在预定高度的止动部240。

如图3中所示，活塞110可包括通过紧固销113彼此联接的具有可相互移动的空间的上部活塞111和下部活塞112。

上部活塞111可具有比下部活塞112小的直径，并且在上部活塞111与下部活塞112彼此联接时插入下部活塞112中的下端部，可形成紧固销113贯穿地插入其中的上部销孔111a。而且在上部销孔111a的上侧可动触点120被一体地联接。具体地，上部销孔111a可形成为可在一个方向上延长的长孔，并且该长孔在紧固销113插入上部销孔111a中时可上下移动。

下部活塞112可具有比上部活塞111大的直径，并且在下部活塞的上端可形成上部活塞111的下端可插入其中的槽112b和用于组装紧固销113的下部销孔112a。

槽112b可按照上部活塞111的下端可插入至上部销孔111a处的预定深度设置，并且下部销孔112a可形成在贯穿槽112b的直线上。具体地，下部销孔112a可形成为紧固销113在贯穿地插入槽112b中时可固定到的、具有中心的圆形的规则的孔。

如图3中所示，活塞110可构造成使得上部活塞111的下端可插入下部活塞112的槽112b中，之后紧固销113可插入上部销孔111a和下部销孔112a两者中。因此，上部活塞111和下部活塞112可彼此联接。

另外，紧固销113可与上下移动的下部活塞112一体地移动，并且上部活塞111在下部活塞112相应于上部销孔111a的纵向长度移动预定间隔之后与其一体地移动。

具体地，活塞110可分成上部活塞111和下部活塞112两部分，关且上部活塞111和下部活塞112可由紧固销113彼此联接。上部活塞111的上部销孔111a可由长孔形成，并且上部活塞111和下部活塞112可彼此联接成能够上下移动。因此，当下部活塞112上下移动时，下部活塞112最初可以初始预定间隔移动，并且在上部活塞111和下部活塞112即将一体移动之前，可发生上部活塞111与下部活塞112之间的碰撞(具体地，与紧固销113的碰撞)(参照图4和图5)。

通过由碰撞产生的冲击力，一体地联接至上部活塞111的可动触点120的移动速度可增加且移动时间可缩短。因此，电池继电器的切换时间可缩短，从而使切换时产生的电弧的量最小化，并可防止接触部的熔融。

在下文中，将参照图4和图5说明使用活塞110的电池继电器的示例性操作状态。

如图4中所示，在本发明的示例性电池继电器中，当车辆以图4的初始状态启动时，电流在绕线管部230中流动，随后包括活塞110的可动部100可被磁化，并且通过复位弹簧210与固定部200分离的活塞110可通过磁力克服复位弹簧210的弹簧力并可向下移动。

具体地，在初始移动期间，仅下部活塞112可向下移动预定距离或大约上部销孔111a的纵向长度，因此下部活塞112可与上部活塞111碰撞以对上部活塞111施加冲击。

因此，由于可动部100通过可动部100的磁力和由碰撞产生的冲击力而移动，所以可动触点120可高速向下移动，并可接触固定触点220以便接通，因此接通速度可得到改善并且产生的电弧的量可减少。

此外，在接通(接触)时，辅助弹簧140可被固定触点220与可动触点120彼此接触时产生的反作用瞬间压缩，并且其后恢复以按压可动触点120。因此，可动触点120和固定触点220在接触时可通过接收辅助弹簧140的弹簧力而以更大的力彼此接触。

当车辆被驱动时，电池继电器可保持接通状态，并且当车辆熄火时，对绕线管部230的电流供应停止且可动部100的磁力可被去除。因此，活塞110可通过复位弹簧210的弹性恢复力向上返回。

如图5中所示，在初始移动期间，仅下部活塞112可向上移动预定距离，因此下部活塞112可与上部活塞111碰撞以对上部活塞111施加冲击。

因此，活塞110和可动触点120可通过复位弹簧210的弹性恢复力和碰撞时产生的冲击力向上恢复，使得可动触点120可迅速与固定触点220分离，从而改善断开速度并减少电弧的产生。

此外，由于活塞110被一分为二，因此与常规的一体型活塞相比重量可减小，因此通过相同的力活塞110可以相对较大的速度移动，从而提高切换速度。

同时，当在可动部100返回之前磁力消失并且仅弹簧力或弹性恢复力保持时，下部活塞112可通过弹簧力移动。换言之，复位弹簧210的弹性能量可转化为下部活塞112的运动能量，并且随后通过运动产生的下部活塞112的运动量可在下部活塞112与上部活塞111碰撞的瞬间转化为冲击量。.另外，由于两个活塞111、112之间的碰撞时间可非常短，因此最终可施加强烈的冲击力使可动部100移动。

如本文所公开的，弹簧力F′可由等式F′＝kx＝ma表示，并且复位弹簧210的弹性能量W′可由等式W′＝1/2kx²表示，下部活塞112的运动能量W可由等式W＝1/2mv²表示，并且当施加冲击时，冲击量可等于运动变化量，如以下等式所示：

冲击量＝运动变化量＝(v-v')m＝冲击力(F)*a*时间(t)

这里，k指的是弹簧的弹性系数，x指的是弹簧的变形距离，m指的是下部活塞的重量，a指的是下部活塞的移动加速度，v指的是下部活塞碰撞前的移动速度，并且v′指的是下部活塞碰撞后的移动速度。

由于根据等式kx²＝mv²，复位弹簧210的弹性能量W′转化成下部活塞112的运动能量W，并且在下部活塞112与上部活塞111彼此碰撞的瞬间，下部活塞112的移动速度变为0，因此冲击力F可以为F＝在这种情况下，m可等于k，并且当t为1s时，冲击力F和弹簧力F′可彼此相等。

由于上部活塞111与下部活塞112彼此碰撞非常短的时间，因此t可充分减小。

因此，当t为约1ms时，可产生比弹簧力F′强约1000倍的冲击力F，并且碰撞时活塞110的移动加速度也可瞬间比常规活塞的移动加速度大约1000倍。

因此，由于在断开时大很多的力瞬间施加于可动部100，并且可动触点120因此迅速移动，所以可以使可动部100返回时在接触部产生的电弧最小化，从而防止接触部熔化。

已参照示例性实施例对本发明进行了详细说明。然而，本领域技术人员将会理解，可在不背离本发明的原理和本质的情况下，在这些实施例中作出改变，本发明的保护范围限定在随附权利要求及其等效形式中。

Claims (5)

1.一种车辆用电池继电器，包括：

通过活塞与可动触点的一体联接而构成的可动部；以及

具有固定地配置在所述可动触点下侧的固定触点的固定部，

其中所述活塞由通过紧固销联接的具有可相互移动的空间的位于上侧的上部活塞和位于下侧的下部活塞构成，使得因为当所述活塞上下移动时所述下部活塞在所述上部活塞之前移动，由于所述上部活塞与所述下部活塞之间的碰撞，使得所述可动触点与所述固定触点之间的切换速度增加。

2.如权利要求1所述的电池继电器，其中所述下部活塞在其上端形成有所述上部活塞的下端插入的槽和贯穿所述槽与所述紧固销组装的下部销孔，并且所述上部活塞具有在插入所述槽中的所述下端形成的上部销孔，所述下部销孔形成为圆孔且所述上部销孔形成为长孔。

3.如权利要求1所述的电池继电器，其中所述可动触点在所述上部活塞的下端形成的所述上部销孔的上侧，与所述上部活塞联接为一体。

4.如权利要求1所述的电池继电器，还包括：

在所述下部活塞的下侧弹性地支承所述可动部的复位弹簧；以及

固定地配置在所述下部活塞的外周面上并通过车辆的启动/熄火而选择性地磁化所述可动部的绕线管部。

5.一种包括如权利要求1所述的电池继电器的车辆。