CN107004540B - 监控借助励磁线圈控制的接触器的接触器触点状态的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对能够借助于励磁线圈来控制的接触器的、接触器触点的状态进行监控的方法,所述接触器作为用于在电方面将电压源与被连接在所述电压源上的电的耗件设备分离的分离单元的一部分来运行,其中求得通过所述接触器触点来转换的第一损耗功率(22)和通过所述励磁线圈来转换的第二损耗功率(23),将所述第一损耗功率(22)和所述第二损耗功率(23)作为输入参量来输送给所述接触器的热模型(21),所述热模型(21)根据所述输入参量中的至少一个输入参量来求得接触器触点温度(24)并且将其作为输出参量来提供并且对所述所提供的接触器触点温度(24)进行测评。

Description

监控借助励磁线圈控制的接触器的接触器触点状态的方法
本发明涉及一种用于对能够借助于励磁线圈来控制的接触器的、接触器触点的状态进行监控的方法,所述接触器作为用于在电方面将电压源与被连接在所述电压源上的电的耗件设备分离的分离单元的一部分来运行。
背景技术
借助于励磁线圈能够控制的接触器在现有技术中在不同的设计方案中为人所知。比如公开文献DE 10 2010 032 456 A1公开了一种电的接触器,该接触器具有用作接触器触点的主触点及辅助触点。这样的接触器在此尤其是用在至少部分地用电来运行的车辆的电池系统中,以用于在需要情况中、比如在所述电池系统的电池中出现故障时或者在出现车辆事故时在电方面将所述电池与所述车辆分离或者与用于给所述电池再充电的充电设备分离、也就是与电的耗件设备分离。
在此存在着以下问题:所述接触器随着每次开关过程而老化,也就是说所述接触器触点变得更加高阻抗。其原因除了所述机械的负荷之外还在于处于负荷之下的分离过程。如果接触器分离较高的电流或者较高的电流通过所述接触器的接触器触点来流动,则尤其在所述接触器触点之间形成电弧时出现所述接触器触点的所谓的烧损。因为所述烧损导致所述接触器触点的接触材料的减少,所以所述接触器触点随着时间而磨损,这导致这样的接触器的使用寿命受到限制并且使这些接触器更加高阻抗。为了保证分离单元的完全的功能能力,所述接触器必须或分离单元的接触器必须因此在特定的时间间隔里予以更换。在此值得知道的是,应该在何种时刻更换所述接触器。为此需要对所述接触器进行监控。
为了对接触器的功能能力进行监控,已知要检查或者监控:所述接触器触点是否还打开。在此成问题的是,曾经由于电弧形成而磨损的或者部分地磨损的接触器触点可能比如由于车辆振动而又松开,并且而后所述接触器触点在下一次开关之后具有较高的接触-过渡电阻,而所述监控不会发现这一点。所述较高的过渡电阻在此可能在电流较高时导致所述接触器触点的剧烈的温度升高。因此,在一个正常的行驶周期之内通过所述接触器触点流动着比如100 A直至400 A(A:安培)的电流。对于200 A的电流和1 mΩ(mΩ:毫欧)的接触-过渡电阻来说,已经通过所述接触器触点转换了40W(W:瓦特)的损耗功率。对于400 A的电流来说,所述损耗功率甚至为160 W。因此,所述接触器触点对于较高的电的接触-过渡电阻和较高的电流来说可能剧烈变热,由此出现热的故障情况的风险会上升。
另一种已知的监控可行方案在于,对接触器激活的次数进行计数并且在出现预先确定的次数的接触器激活时以所述接触器的这样的磨损为出发点,所述磨损使得所述接触器的更换成为必需。在这方面主要的缺点是,所述接触器的实际上的状态依然未加以考虑并且由此通常过早地更换所述接触器。
此外,对于在至少部分地用电运行的车辆中所使用的电池系统来说,已知对所谓的装载电压(Packspannung)、也就是在所述电池系统的在电方面彼此连接的电池单池上面下降的连接电压(Linkspannung)和所谓的连接电压、也就是在车辆侧所加载的电压进行监控,用于由此能够作出关于在其之间所连接的接触器的结论。
在这种背景前面,本发明的任务是,尤其如此改进一种用于对借助于励磁线圈能够控制的接触器的接触器触点的状态进行监控的方法,从而可以作出关于所述接触器触点的状态品质的结论并且由此能够在得到改进的情况下确定,何时再也不应该使用接触器或者应该将其更换。
发明内容
为了解决所述任务,建议一种用于对能够借助于励磁线圈来控制的接触器的接触器触点的状态进行监控的方法,所述接触器作为用于在电方面将电压源与被连接在所述电压源上的电的耗件设备分离的分离单元的一部分来运行,其中求得通过所述接触器触点来转换的第一损耗功率和通过所述励磁线圈来转换的第二损耗功率,将所述第一损耗功率和所述第二损耗功率作为输入参量来输送给所述接触器的热模型,所述热模型根据所述输入参量中的至少一个输入参量来求得接触器触点温度并且将其作为输出参量来提供,并且对所提供的接触器触点温度进行测评。尤其规定,所述接触器作为用于在电方面将电池系统与被连接在所述电池系统上的电的耗件设备分离的分离单元的一部分来运行。特别优选在此规定,所述接触器在混合动力车、插电式混合动力车或者电动车中作为用于在电方面将所述车辆的牵引电池与所述车辆和/或给所述牵引电池充电的充电站分离的分离单元的一部分来运行。
本发明尤其是利用以下认识:所述接触器触点的温度是用于由于所述接触器触点的经提高的接触-过渡电阻而出现热的故障情况的可能性的、直接的尺度。本发明的优点在此是,不必借助于所述温度传感器来测定所述接触器触点的当前的温度。换而言之,有利地使用一种热模型,用该热模型来编制关于所述接触器触点温度的结论。通过对于按照方法来求得的接触器触点温度的测评、尤其是通过实施所求得的接触器触点温度与至少一个预定义的温度阈值的比较这种方式,能够有利地提早阻止热的故障情况的出现。这比如可以通过对所述接触器的更换需求进行提示的信号的产生并且/或者通过对于所出现的电流的限制来进行。
有利地求得所述第一损耗功率,方法是:在测量技术方面测定在所述电压源上下降的电压和在所述电的负载之前下降的电压。在此,通过这些电压的相减来求得通过所述接触器触点下降的电压。而后将所述结果与通过所述接触器触点流动的、同样通过测量技术来测定的电流相乘。为了求得第二损耗功率,尤其规定,通过测量技术来测定通过所述励磁线圈下降的电压,并且通过测量技术来测定通过所述励磁线圈流动的电流,并且通过所述相应所测定到的数值的相乘来求得所述第二损耗功率。所述热模型在此有利地利用损耗功率与放热之间的关联。
按照所述按本发明的方法的一种有利的设计方案来规定,作为另一输入参量向所述热模型输送一修正参量,在通过所述热模型来求取所述接触器触点温度时对所述修正参量加以考虑。
由此能够有利地还更为精确地求得所述接触器触点温度。
按照所述按本发明的方法的一种优选的设计方案,所述热模型根据所述输入参量中的至少一个输入参量、尤其是根据所述第一损耗功率和所述第二损耗功率来求得第一励磁线圈温度,并且将其作为另一输出参量来提供。此外,有利地在不取决于所述热模型的情况下形成由所述第一励磁线圈温度和第二励磁线圈温度构成的差。而后将这个由所述第一励磁线圈温度和第二励磁线圈温度构成的差有利地作为修正参量来输送给所述热模型。所述第一励磁线圈温度和所述第二励磁线圈温度根据原理是同一励磁线圈温度。第一励磁线圈温度与第二励磁线圈温度之间的区别就此而言应该归因于所述励磁线圈温度的不同的求取方式。由于所述不同的求取方式,可能出现:在一个时刻所求得的第一励磁线圈温度与在同一个时刻所求得的第二励磁线圈温度的至少细微的偏差。所述热模型在此优选根据所谓的观测者原理(Beobachterprinzip)来求得所述励磁线圈温度和所述接触器触点温度。
在所述按本发明的方法的、另一种有利的设计方案中,求得所述励磁线圈的电阻并且根据所求得的电阻来确定所述第二励磁线圈温度。为此尤其规定,借助于将所述励磁线圈电流除以所述励磁线圈电压这种方式来确定所述线圈的电阻。在此利用这一点:所述励磁线圈温度取决于所述励磁线圈的电阻。因此,通过所述励磁线圈的电阻值来有利地作出关于所述励磁线圈温度的结论。
尤其规定,求得在所述励磁线圈上面下降的励磁线圈电压和通过所述励磁线圈流动的励磁线圈电流并且将所述励磁线圈电压和所述励磁线圈电流作为输入参量输送给电阻模型。所述电阻模型而后有利地从所输送的输入参量中求得励磁线圈电阻。所述电阻模型进一步有利地根据所述励磁线圈电阻来求得所述第二励磁线圈温度并且将其作为输出参量来提供。
尤其规定,首先离线地对所述电阻模型进行校准。有利地在此改变所述电阻模型的输入参量,并且通过测量技术来测定所述在此相应地出现的励磁线圈温度。也就是说,在将所述电阻模型用于对所述接触器触点的状态进行监控之前,有利地对所述电阻模型进行校准。尤其在此规定,在此为所述励磁线圈的所求得的电阻值配设所述相应的所测量的励磁线圈温度。尤其规定,在此将所述数值以所谓的查阅表的形式加以保存。有利地通过所述校准来确定所述励磁线圈的电阻值与励磁线圈温度之间的关联。也就是说,由所述电阻模型作为输出参量来求得的第二励磁线圈温度是所求得的电阻测量值的函数。优选,所述电阻模型作为借助于计算单元能够执行的指令的序列来实现、尤其是作为借助于微控制器能够执行的指令的序列来实现。
按照本发明的另一种有利的设计方案,首先离线地对所述热模型进行校准。在此有利地改变所述工作参数、尤其是所述第一损耗功率和/或所述第二损耗功率,并且通过测量技术来测定所述在此相应地出现的接触器触点温度或者所述相应地出现的接触器触点温度及励磁线圈温度。在此有利地在整个环境温度范围内、也就是在接触器运行时作为实际方式的环境温度可能出现的温度的整个范围内进行所述校准。优选所述热模型构造为稳定的MIMO-模型(MIMO:多输入多输出Multiple Input Multiple Output)。
尤其规定,改变所述对第一损耗功率和/或第二损耗功率产生影响的参数。优选规定,作为工作参数来改变对所述第一损耗功率和/或所述第二损耗功率产生影响的电压和/或电流。
有利地,将在所述校准的范围内所测定到的接触器触点温度和/或励磁线圈温度与所述在此相应地所设定的工作参数和/或所设定的输入参量作为数值一同加以保存,并且将这些数值配设给彼此。也就是说,将所述通过测量技术所测定的接触器触点温度和/或所述通过测量技术所测定的第一励磁线圈温度有利地相应地配设给在测量时所设定的或者存在的工作参数。而后将这些数值有利地优选以查阅表的形式输入到所述相应的模型中、也就是输入到所述热模型和/或电阻模型中。这一点有利地如此进行,使得借助于所述热模型通过所述相应的配设关系从所求得的第一损耗功率和所求得的第二损耗功率中求得接触器触点温度。优选,所述热模型作为借助于计算单元能够执行的指令的序列、尤其是作为借助于微控制器能够执行的指令的序列来实现。
由此所述按本发明的方法能够有利地实现这一点:在运行中在线地大约连续地求得所述热模型及电阻模型的输入参量,并且所述经过校准的热模型作为输出参量在其中没有使用温度传感器的情况下首先提供有意义的接触器触点温度。
按照所述按本发明的方法的、另一种有利的设计方案来规定,所述所提供的接触器触点温度的测评包括阈值比较,其中,在超过预定义的阈值的情况下触发一项行动。该行动尤其是产生警告并且/或者降低功率并且/或者打开所述接触器触点。除此以外,尤其规定,将由所述热模型求得的接触器触点温度传送给至少一个另外的设备,尤其是传送给车辆控制单元(VCU)。尤其此外规定,尤其作为用户信息、特别优选在混合动力车、插电式混合动力车或者电动车中使用所述按本发明的方法时,使所求得的接触器触点温度可视化。
结合在附图中所展示的实施例具体阐释本发明的其它有利的具体情况、特征和设计方案细节。其中示出:
图1是在现有技术中所熟知的电池系统,在该电池系统中接触器作为分离单元的一部分来运行;
图2是一种用于在实施按本发明的方法时所使用的热模型的实施例的、简化的方框图;
图3是用于对一种用于按本发明的方法的实施例进行解释的简化的方框图,所述方法用于对借助于励磁线圈能够控制的接触器的接触器触点的状态进行监控;并且
图4是一种用于接触器的实施例的示意图。
在图1中示出的电池系统1包括牵引电池10,该牵引电池具有多个在电方面彼此相连接的电池单池11。除此以外,所述牵引电池10包括维护插头12。为了在紧急情况中能够快速地全极地(allpolig)在电方面将所述牵引电池10与通过所述连接端子8、9连接在所述牵引电池10上的耗件设备(在图1中未明确示出)、尤其是车辆或者用于对所述牵引电池10进行充电的充电设备分离,所述电池系统1包括用于在电方面将所述牵引电池10与所述耗件设备分离的分离单元2。
所述分离单元2在此尤其包括两个相应地借助于励磁线圈5能够控制的接触器3。所述接触器4在故障情况中断开,并且由此将所述牵引电池10在电方面与通过所述连接端子8、9连接在所述牵引电池10上的耗件设备分离。所述分离单元2除了所述接触器3之外还包括作为分路来构成的第一电流传感器6和作为霍耳传感器来构成的第二电流传感器7。除此以外,所述分离单元2包括在此作为熔丝来构成的电流中断设备20。
借助于在图1中示出的电池系统1来尤其示出这样的工作参数,有利地在实施按本发明的、用于对接触器3的接触器触点4进行监控的方法时检测所述工作参数。这优选是在所述牵引电池10上加载的电压13、又被称为装载电压(Packspannung)。此外,这是在所述分离单元2的后面、也就是车辆侧加载的另一电压14、也被称为连接电压(Link-Spannung)。此外,通过测量技术来测定电流17、也被称为装载电流(Packstrom)。除此以外,有利地通过测量技术来测定通过所述相应的励磁线圈5来流动的电流18、19。同样通过测量技术来测定通过所述相应的励磁线圈5下降的线圈电压15、16。
为了获取关于所述接触器触点温度的结论,首先要编制所述相应的接触器3的热模型。根据原理,这样的模型在图2中示出。在图2中示出的热模型21构造为稳定的MIMO-模型(MIMO:多输入多输出Multiple Input Multiple Output)。在图2中示出的热模型21的输入参量在此是通过保护接触器3的接触器触点4(试比较图1)来转换的第一损耗功率22和通过所述励磁线圈5(试比较图1)来转换的第二损耗功率23。所述热模型21的输出参量是借助于所述热模型21来求得的接触器触点温度24和借助于所述热模型21来求得的第一励磁线圈温度25。
在此有利地求得所述第一损耗功率,方法是:通过测量技术来测定所述装载电压13(试比较图1),通过测量技术来测定所述连接电压14(试比较图1),并且通过测量技术来测定所述装载电流17(试比较图1)。在此,通过将所述连接电压14从所述装载电压13中减去这种方式来求得在所述接触器触点4上下降的电压,并且将所求得的数值与为所述装载电流17所求得的数值相乘。
为了求得所述第二损耗功率,通过测量技术来测定所述相应的线圈电流18、19(试比较图1),并且通过测量技术来测定所述相应的线圈电压15、16(试比较图1)。而后为所述接触器3求得所述第二损耗功率,方法是:将用于所述所求得的线圈电压15的数值与用于所述所求得的线圈电流18的数值相乘,或者将用于所述所求得的线圈电压16的数值与用于所述所求得的线圈电流19的数值相乘。
首先离线地、也就是说在借助于所述热模型21来求得接触器触点温度24之前对所述热模型21进行校准。在所述校准的范围内,在此改变所述工作参数、也就是尤其是所述装载电流17(试比较图1)、所述相应的励磁线圈电流18或者19(试比较图1)以及所述励磁线圈电压15或者16(试比较图1)。除此以外,改变所述装载电压13(试比较图1)和所述连接电压14(试比较图1)。在此同样为所述相应地所设定的或者存在的工作参数组合通过测量技术来测定所述在此相应地设定的接触器触点温度和所述在此相应地设定的励磁线圈温度,并且将其配设给所述工作参数的相应的数值。尤其规定,为此要编制所谓的查阅表。而后,所述热模型21检查所述相应的查阅表中的输入参量并且提供所属的数值,为所述接触器触点温度和所述励磁线圈温度保存了所述数值并且将其作为输出参量24、25来提供。
下面列举一种示范性的配设:
在此:
R触点:接触器触点上的接触-过渡电阻;U触点:通过所述接触器触点下降的电压;
I装载:装载电流
P电流:第一损耗功率;
T接触:接触器触点温度;
T线圈:励磁线圈温度;
R线圈:励磁线圈的电阻;
U线圈:励磁线圈电压;
I线圈:励磁线圈电流;并且
P线圈:第二损耗功率。
借助于图3对一种有利的、用于按本发明的方法的实施例进行详细解释。在用于对借助于励磁线圈能够控制的、作为用于在电方面将电压源与被连接在所述电压源上的电的耗件设备分离的分离单元的一部分来运行的接触器的接触器触点的状态进行监控的按本发明的方法的实施例中,首先求得通过所述接触器触点来转换的第一损耗功率22和通过所述励磁线圈来转换的第二损耗功率23。将所述第一损耗功率22和所述第二损耗功率23作为输入参量来输送给所述接触器的热模型21。在此,在线地大约连续地求得所述相应地用作输入参量的第一损耗功率22和第二损耗功率23,并且所述经过校准的热模型21为此提供所述接触器触点温度24,而没有为求得所述接触器触点温度24来使用温度传感器。所述热模型21在此尤其可以如结合图2所解释的那样被校准。
作为另一输入参量向所述热模型21输送修正参量30。所述热模型21在此根据所述观测者原理依据所述第一损耗功率22和所述第二损耗功率23并且在考虑到所述修正参量30的情况下求得第一接触器触点温度24和第一励磁线圈温度25,并且将这个接触器触点温度24和所述第一励磁线圈温度25分别作为输出参量来提供。
第二励磁线圈温度29借助于电阻模型26来求得并且作为所述电阻模型26的输出参量被提供。
在此尤其规定,通过测量技术来测定在所述接触器的励磁线圈上面下降的励磁线圈电压27和通过所述接触器的励磁线圈来流动的励磁线圈电流28,并且将所述励磁线圈电压27和所述励磁线圈电流28作为输入参量来输送给所述电阻模型26。所述电阻模型26在此从所输送的输入参量中计算励磁线圈电阻,方法是:将所述励磁线圈电压除以所述励磁线圈电流。
有利地首先已经离线地、也就是在借助于所述电阻模型26求得第二励磁线圈温度之前对所述电阻模型26进行了校准。在此尤其规定,对于不同的环境温度来说改变所述电阻模型26的输入参量,并且相应地通过测量技术来测定所述在此相应地出现的励磁线圈温度。由此最后能够有利地将励磁线圈温度配设给所述励磁线圈的所求得的电阻。因此,在图3中在所述象征性地示出的电阻模型26的内部,以温度单位根据所述励磁线圈的电阻示出了所述励磁线圈温度的走势。
在用于所述按本发明的方法的实施例中,从已经由所述热模型21求得的第一励磁线圈温度25和已经由所述电阻模型26求得的第二励磁线圈温度29中产生所述修正参量30,方法是:通过减法器31将所述第二励磁线圈温度29从所述第一励磁线圈温度25中减去。通过所述热模型21对所述修正参量30加以考虑,这一点在此有利地引起还更加精确地求得所述接触器触点温度24这个结果。
对由所述热模型21求得的并且作为输出参量来提供的接触器触点温度24进行测评,方法是:将所述接触器触点温度24输送给比较器单元32,该比较器单元实施阈值比较33。为此,在图3中在所述象征性示出的比较器单元32的内部,以温度单位关于时间示出了接触器触点温度曲线35。如果如在图3中象征性地在时刻36中所示出的那样,所述接触器触点温度在此超过特定的、用于所述接触器触点温度的阈值34,则触发一项行动。尤其规定,产生警告和应该更换接触器的提示。除此以外,作为行动来规定,在超过预定义的阈值34时,降低借助于所述电压源来提供的功率。如果超过最大允许的、用于所述接触器触点温度的阈值,那就规定,所述接触器打开,以用于在电方面将所述电压源与被连接在所述电压源上的耗件设备分离。
如果将所述按本发明的方法用在混合动力车、插电式混合动力车或者电动车中,则尤其规定:如果由所述热模型21求得的接触器触点温度超过预定义的温度阈值,则开始合适的补救措施。作为补救措施,尤其设置了警报触发、由所述电池系统输出的功率的降低和/或所述接触器触点的打开,并且由此设置了车辆的切断。所述电池系统功率的降低有利地自动地或者人工地通过车辆运营者来进行,所述警报触发优选仅仅自动地进行并且优选也自动地引起所述车辆的切断。尤其设置了所谓的跛行回家模式,在所述跛行回家模式中驾驶员认识到,何时他必须如此降低所述电池系统功率,以便其还可以用所述车辆驶完特定的距离。
在图4中示出了一种用于处于运行之中的接触器3的实施例,其中所述接触器触点4闭合。所述接触器3在此能够借助于励磁线圈5来控制。也就是说,借助于所述励磁线圈5来控制所述接触器触点4的打开和闭合。
为了将所述接触器触点4保持在闭合位置中,通过所述励磁线圈5使得励磁电流18进行流动并且励磁线圈电压15下降。在此所述装载电流17通过所述接触器触点4来流动,并且通过所述接触器触点使得所述电压38下降。对于不同的环境温度来说,为了对热模型21进行校准(试比较图2和图3)而有利地改变这些参量,其中,分别按照对于这种工作温度的设定来设定不同的励磁线圈温度和接触器触点温度。在图4中在此为了说明而示意性地通过箭头39和41示出了由所述接触器触点4将温度输入到所述励磁线圈5中的情况。对于所述工作温度的具体的数值来说所设定的励磁线圈温度在此借助于测量传感器40通过测量技术来求得。同样通过测量技术来检测所述接触器触点温度。
在附图中所展示的并且结合这些附图所阐释的实施例用于阐释本发明并且不局限于这些实施例。

Claims (10)

1.用于对能够借助于励磁线圈(5)进行控制的接触器(3)的接触器触点(4)的状态进行监控的方法,所述接触器(3)作为用于在电方面将电压源与被连接在所述电压源上的电的耗件设备分离的分离单元(2)的一部分进行运行,其特征在于,求得通过所述接触器触点(4)转换的第一损耗功率(22)和通过所述励磁线圈(5)转换的第二损耗功率(23),将所述第一损耗功率(22)和所述第二损耗功率(23)作为输入参量输送给所述接触器(3)的热模型(21),所述热模型(21)根据所述输入参量中的至少一个输入参量求得接触器触点温度(24)并且将该接触器触点温度作为输出参量进行提供并且对所提供的所述接触器触点温度(24)进行测评。
2.按权利要求1所述的方法,其特征在于,作为另一输入参量将修正参量(30)输送给所述热模型(21),在通过所述热模型(21)来求取所述接触器触点温度(24)时对所述修正参量(30)加以考虑。
3.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述热模型(21)根据所述输入参量中的至少一个输入参量来求得第一励磁线圈温度(25)并且将其作为另一输出参量来提供,并且在不取决于所述热模型(21)的情况下求得第二励磁线圈温度(29),其中,形成由所述第一励磁线圈温度(25)和所述第二励磁线圈温度(29)构成的差,并且将所述差作为修正参量(30)输送给所述热模型。
4.按权利要求3所述的方法,其特征在于,求得所述励磁线圈(5)的电阻,并且根据所求得的所述电阻来确定所述第二励磁线圈温度(29)。
5.按权利要求3所述的方法,其特征在于,求得在所述励磁线圈(5)上面下降的励磁线圈电压(27)以及通过所述励磁线圈(5)流动的励磁线圈电流(28),将所述励磁线圈电压(27)和所述励磁线圈电流(28)作为输入参量输送给电阻模型(26),所述电阻模型(26)从所输送的所述励磁线圈电压(27)和所输送的所述励磁线圈电流(28)中求得励磁线圈电阻并且根据所述励磁线圈电阻来求得所述第二励磁线圈温度(29)并且将其作为输出参量来提供。
6.按权利要求5所述的方法,其特征在于,首先离线地对所述电阻模型(26)进行校准,其中,改变所述电阻模型(26)的输入参量,并且通过测量技术来测定在此相应地出现的励磁线圈温度。
7.按权利要求1所述的方法,其特征在于,首先离线地对所述热模型(21)进行校准,其中改变工作参数并且通过测量技术来测定在此相应地出现的接触器触点温度或者相应地出现的接触器触点温度和励磁线圈温度。
8.按权利要求7所述的方法,其特征在于,作为工作参数来改变对所述第一损耗功率(22)和/或所述第二损耗功率(23)产生影响的电压和/或电流。
9.按权利要求6到8中任一项所述的方法,其特征在于,将在所述校准的范围内所测定到的接触器触点温度和/或励磁线圈温度与在此相应地所设定的工作参数和/或所设定的输入参量作为数值加以保存,并且将这些数值配设给彼此。
10.按权利要求1所述的方法,其特征在于,对于所提供的所述接触器触点温度(24)的测评包括阈值比较(33),其中,在超过预定义的阈值(34)时触发行动。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102412096A (zh) * 2011-07-26 2012-04-11 华通机电股份有限公司 一种节能型交流接触器磁系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9411309D0 (en) * 1994-06-07 1994-07-27 Appollo Enterprises Limited Microwave ovens
US5761018A (en) 1996-12-04 1998-06-02 Eaton Corporation Variable thermal model overload in electrical switching apparatus
DE20310043U1 (de) * 2003-06-30 2004-11-11 Dewert Antriebs- Und Systemtechnik Gmbh & Co. Kg Kontrolleinrichtung für Relais
JP2006136161A (ja) 2004-11-08 2006-05-25 Panasonic Ev Energy Co Ltd 電動車輌のコンタクタ異常検出装置、コンタクタ異常検出方法、プログラム及びコンピュータ可読記録媒体
DE102004062266A1 (de) 2004-12-23 2006-07-13 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum sicheren Betrieb eines Schaltgerätes
JP4153513B2 (ja) * 2005-09-28 2008-09-24 関西電力株式会社 半導体装置の温度測定方法および半導体装置の温度測定装置
US7342407B2 (en) * 2006-01-31 2008-03-11 Advantest Corporation Temperature compensation circuit and testing apparatus
WO2010129907A2 (en) * 2009-05-08 2010-11-11 Scientific Systems Company Inc. Method and system for visual collision detection and estimation
US9268850B2 (en) * 2010-01-26 2016-02-23 Rami El-Charif Methods and systems for selecting an optimized scoring function for use in ranking item listings presented in search results
DE102010032456B4 (de) 2010-07-28 2012-11-29 Schaltbau Gmbh Elektrisches Schaltschütz
DE102010041998A1 (de) * 2010-10-05 2012-04-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Vorhersage der Einsatzfähigkeit eines Relais oder eines Schützes
DE102011089996B4 (de) 2011-12-27 2018-02-01 Continental Automotive Gmbh Bordnetzsystem und Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzsystems
GB2510261B (en) * 2014-01-14 2015-03-11 Toumaz Microsystems Ltd Switched mode power supplies

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102412096A (zh) * 2011-07-26 2012-04-11 华通机电股份有限公司 一种节能型交流接触器磁系统

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